房志剛,陳亞根,張健康,魏妙,張學(xué)農(nóng),2#(.蘇州大學(xué)藥學(xué)院,蘇州市 2523;2.蘇州利元醫(yī)藥科技有限公司,蘇州市 25002)
環(huán)孢素A(Cyclosporine A,CyA)為第3代強(qiáng)效免疫抑制劑,已成功應(yīng)用于腎臟、肝臟和心臟等器官移植手術(shù)前、后機(jī)體的排斥反應(yīng)和自身免疫性疾病的治療,自其臨床應(yīng)用以來,CyA顯著改善了實體器官移植的近期存活率,在器官移植史上具有劃時代的意義。目前臨床上常用的CyA制劑,如新山地明微乳制劑(Neoral)含有增溶劑Cremophor EL,可刺激組胺釋放,引起超敏反應(yīng)[1]。納米粒給藥系統(tǒng)以其獨(dú)特的吸收機(jī)制和藥物保護(hù)作用等,受到國內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注,并取得了較為顯著的成果。因此,筆者制備了CyA納米粒(CyANP)給藥系統(tǒng),所用載體材料為腸溶材料Eudragit S100。該制劑可將藥物定位輸送到小腸特定部位,有效減少胃腸道酶系對藥物的代謝作用,并促進(jìn)藥物吸收,其在大鼠體內(nèi)的相對生物利用度為162.1%[2],并且由于不含增溶劑Cremophor EL,可顯著降低過敏反應(yīng)。
同時,由于目前國內(nèi)、外文獻(xiàn)對CyA-NP在體內(nèi)組織分布的研究少有報道,大多研究其在動物體內(nèi)的相對生物利用度。因此,本文以Neoral為參比制劑,對小鼠口服灌胃給藥后CyA-NP在小鼠體內(nèi)的藥動學(xué)和組織分布做進(jìn)一步研究。
LC-20AD高效液相色譜儀(日本島津公司);Vivaflow50超濾儀(10000Da聚砜醚濾膜,德國賽多利斯公司);MS3 digital渦旋器(德國IKA公司);低速大容量多管離心機(jī)(無錫市瑞江分析儀器有限公司);FSH-Ⅱ型高速電動勻漿器(江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠);SHZ-82型恒溫振蕩箱(金壇富華儀器有限公司)。
CyA(批號:0608019(N),純度:>99.3%)、內(nèi)標(biāo)環(huán)孢素D(CyD,含量:>96.5%)均由福建科瑞藥業(yè)有限公司提供;Eudragit S100(德國R?hm公司);Neoral(諾華制藥有限公司,批號:S0049,規(guī)格:每粒25 mg);乙腈、甲醇為色譜純,其余試劑均為分析純;水系三蒸水。
清潔級昆明種小鼠,♂,體質(zhì)量18~24 g,蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供,許可證號:SYXK(蘇)2007-0035。
精密量取泊洛沙姆125 mg,加入125 mL蒸餾水溶解作為水相;另取CyA50 mg、200 mg Eudragit S100,加無水乙醇50 mL制成有機(jī)相;以7#骨髓穿刺針迅速將有機(jī)相注入以400 r·min-1轉(zhuǎn)速攪拌的水相中。注射完畢后繼續(xù)攪拌10 min,轉(zhuǎn)入60℃水浴中,攪拌3 h以揮發(fā)有機(jī)溶劑,即得CyA-NP膠體溶液,并進(jìn)行相關(guān)的質(zhì)量評價。
結(jié)果,CyA-NP的粒徑分布為單峰分布,粒徑分布范圍為22~100 nm,平均粒徑為(43.9±0.82)nm。包封率為(98.3±0.2)%,載藥量(23.9±0.1)%,回收率(97.3±0.3)%。
2.2.1 色譜條件。色譜柱:HYPERSIL-BDS C18(250 mm×4.60 mm,5 μm);流動相:乙腈-甲醇/水=55∶45(1/1);流速:1.3 mL·min-1;檢測波長:210 nm;柱溫:70 ℃;進(jìn)樣量:20 μL。
在上述色譜條件下,取空白全血、含藥全血+CyD、空白心臟、含藥心臟組織勻漿液樣品+CyD進(jìn)樣分析,色譜見圖1。
圖1 高效液相色譜圖A.空白全血;B.含藥全血+CyD;C.空白心臟;D.含藥心臟+CyD;1.CyA;2.CyDFig 1 HPLC chromatographyA.blank blood;B.blood sample+CyD;C.blank heart;D.heart sample+CyD;1.CyA;2.CyD
圖1結(jié)果表明,小鼠血液及各組織勻漿液中內(nèi)源性物質(zhì)基本上不干擾CyA和內(nèi)標(biāo)CyD的測定,處理過程未引入新的雜質(zhì),在此色譜條件下CyA和CyD達(dá)到基線分離。
2.2.2 生物樣品的處理方法[4]。取小鼠心臟、肝、脾、肺、腎各組織樣品,精密稱定,按10 mL·g-1加水,高速電動勻漿器勻漿后,制得組織勻漿液。精密吸取全血0.5 mL或組織勻漿1.0 mL置于15 mL具塞塑料離心管中,加入20 μg·mL-1的CyD溶液50 μL和180 mmoL·L-1鹽酸溶液1 mL,渦旋混合1 min,加乙醚5 mL,密塞,水平固定于恒溫振蕩器上,100 r·min-1振蕩15 min,4000 r·min-1離心15 min;分取醚層置于15 mL具塞塑料離心管中,加入1%偏重硫酸鈉2.5 mL和95 mmoL·L-1氫氧化鈉溶液1 mL,振蕩(4000 r·min-1)。分取無色醚層置于5 mL具塞玻璃離心管,40℃水浴中氮?dú)獯蹈?,殘渣加乙?水(70∶30)150 μL,渦旋混合2 min;加正己烷1 mL,渦旋混合2 min,3500 r·min-1離心10 min,棄正己烷層,血樣重復(fù)2次,組織樣品重復(fù)3次,最后一次均用0.5 mL正己烷洗滌,取下層清液20 μL進(jìn)樣。
2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備。精密吸取空白全血0.5 mL或空白組織勻漿液1 mL,加入CyA系列工作液和CyD溶液各50 μL,使成濃度依次為0.05085、0.3051、0.5085、1.017、3.051、4.068、6.102 μg·mL-1的血樣及濃度依次為 0.2542、1.525、2.542、5.085、15.25、20.34 μg·g-1的組織樣品,按照“2.2.2”項下方法操作,進(jìn)樣,記錄色譜及峰面積,以Ai(CyA與CyD的峰面積之比)對濃度C作線性回歸,得到線性方程,即為標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果見表1。
表1 全血及組織中CyA的線性方程和線性范圍Tab 1 Regression equation and linear rang of CyA in blood and tissues
結(jié)果表明,在相應(yīng)濃度范圍內(nèi),峰面積比與濃度呈良好的線性關(guān)系。
2.2.4 回收率與精密度。取空白血樣0.5 mL或組織勻漿液1.0 mL,加入濃度為3、10、30 μg·mL-1的CyA溶液50 μL,按“2.2.2”項下方法操作,記錄CyA與內(nèi)標(biāo)峰面積之比,以測得濃度與實際濃度之比計算方法回收率(%)。以生物樣品中CyA的峰面積與相同濃度CyA溶液進(jìn)樣后峰面積之比計算提取回收率(%)。并計算日內(nèi)及日間精密度(n=5)。制備CyA在血液及各組織中的低、中、高濃度的生物樣品,考察生物樣本處理后室溫放置12 h內(nèi)的穩(wěn)定性。
結(jié)果,低、中、高濃度血液和各組織樣品的提取回收率均大于72%,方法回收率在78.68%~108.2%之間。血液和各組織的日內(nèi)精密度小于8.6%(n=5),日間精密度小于11.5%(n=5);生物樣品處理后室溫放置12 h內(nèi)穩(wěn)定,表明此方法符合生物樣品分析的要求。
取小鼠120只,隨機(jī)分為20組,每組6只。實驗前禁食12 h,自由飲水。前10組小鼠按25 mg·kg-1的劑量灌胃給予Neoral溶液,后10組灌胃給予等劑量的CyA-NP膠體溶液,于給藥后0.25、0.5、1、1.5、2、4、6、8、12、24 h摘眼球取血,置于以1%肝素抗凝的EP管中。隨即頸椎脫臼處死小鼠,迅速取出心臟、肝、脾、肺、腎,洗去殘余血液,去除多余結(jié)締組織,濾紙吸干,稱重。所有樣品均置于-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>
應(yīng)用3p97藥動學(xué)處理程序,對小鼠口服Neoral和CyANP后全血的血藥濃度-時間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,確定口服給藥后2種制劑均符合二室模型。Cmax、tmax為實測值,AUC采用梯形面積法計算。CyA-NP和Neoral中CyA的藥動學(xué)參數(shù)結(jié)果見表2。
CyA-NP和Neoral經(jīng)小鼠口服灌胃后,以不同時間各組織中CyA的含量來評價2種制劑在小鼠體內(nèi)的組織分布,其小鼠各組織分布直方圖見圖2。
表2 2種制劑藥動學(xué)參數(shù)結(jié)果(n=6)Tab 2 Pharamacokinetic parameters of Neoral and CyANP(n=6)
圖2 2種制劑口服后在小鼠體內(nèi)的組織分布(n=6)A.Neoral;B.CyA-NPFig 2 Tissues distribution of Neoral and CyA-NP after oral administration(n=6)A.Neoral;B.CyA-NP
由圖2可見,0.5 h時CyA-NP在肝中的分布量為給藥量的4.19%,在血液中的分布量為給藥量的2.09%;而Neoral在肝中的分布量為給藥量的4.22%,在血液中的分布量僅為給藥量的1.12%。以Neoral為參比制劑,CyA-NP的相對生物利用度為162.5%。
以靶向效率(Te),相對靶向效率(RTe)和靶向指數(shù)(TI)為評價指標(biāo),考察CyA-NP相對于Neoral的靶向性。由于靶與非靶組織的質(zhì)量和容量相差較大,僅以AUC不能真實反映藥物向不同組織分布劑量的數(shù)據(jù),因此引入AUC與各組織質(zhì)量的乘積AUQ,能更全面地定量評價藥物靶向性參數(shù),其中血液按總重的8%計算[5,6]。AUC、AUQ、Cmax和 tmax結(jié)果見表3;以Te、RTe、TI作為評價參數(shù),結(jié)果見表4。
由表3、表4可見,CyA-NP在體內(nèi)組織中藥物濃度分布趨勢為肝>心臟>腎>脾>肺,而Neoral為肝>心臟>脾>腎>肺;CyA-NP在體內(nèi)藥物量分布趨勢為肝>腎>心臟>肺>脾,而Neoral為肝>腎>心臟>脾>肺;腎、心臟的相對靶向效率RTeAUC、RTeAUQ,靶向指數(shù)TIAUC、TIAUQ均大于1,而肝的靶向指數(shù)TIAUC、TIAUQ接近于1。
表3 2種制劑口服后CyA在血液及組織中的AUC、AUQ、Cmax和tmaxTab 3 AUC、AUQ、Cmaxand tmaxof CyA in blood and different tissues after oral administration
表4 2種制劑口服后CyA在血液及組織中的Te、RTe和TITab 4 Te,RTe and TI of CyA in blood and different tissues after oral administration
CyA系一種強(qiáng)親脂性多肽,與血液中各組分都有較高的結(jié)合率,且受溫度影響較大,測定時溫度不易控制,故選擇測定全血已成為共識。目前國內(nèi)、外CyA的體內(nèi)測定方法主要有放射免疫法(RIA)、高效毛細(xì)管電泳法(HPCE)、熒光偏振免疫法(FPIA)和HPLC等[7,8]。前3種方法特異性差,多因受CyA代謝物的影響而使測定結(jié)果偏高;而HPLC法特異性強(qiáng),測定結(jié)果不受代謝物的影響,且測定成本相對低廉。本文采用液-液萃取法對血樣及組織樣品進(jìn)行處理,通過2次萃取、多次洗滌等步驟,去除了生物樣品中的雜質(zhì),避免了雜峰的干擾。藥物的保留時間在10 min以內(nèi),有利于大量樣品的測定。
與Neoral給藥后比較,CyA-NP給藥后改變了CyA在體內(nèi)的分布,使藥動學(xué)參數(shù)發(fā)生變化,其中V/f(c)變小,CL(s)降低,同時AUC明顯增大,體內(nèi)生物利用度是Neoral的1.625倍。這可能由于口服給藥時納米粒可被胃腸道黏附,直接被攝取,或在特定部位釋放吸收所致。另外,CyA-NP的體外釋藥具有顯著的pH值依賴性,當(dāng)pH>6時,CyA能從粒子中迅速并完全釋放,這樣既能減少胃腸道酶系對藥物的代謝作用,又可在腸段特定部位吸收[3]。因此,在等劑量給藥條件下,CyA-NP有助于藥物的口服吸收。
組織分布研究結(jié)果表明,與Neoral給藥后比較,CyA-NP給藥后改變了CyA在小鼠體內(nèi)的分布。由圖2可知,2種制劑在肝中的分布量最大,其次為血液,并且CyA-NP在血液中的分布量高于Neoral。0.5 h時CyA-NP在肝中的分布量為給藥量的4.19%,在血液中的分布量為給藥量的2.09%,而Neoral在肝的分布量為給藥量的4.22%,在血液中的分布量僅為給藥量的1.12%,另外,血液靶向指數(shù)TIAUC、TIAUQ均大于1,表明CyA-NP對血液有明顯的濃聚作用;在除肺外的其它組織,藥物濃度達(dá)到高峰時的時間均相應(yīng)提前,說明CyA-NP體內(nèi)分布迅速,使血液及各組織中藥物濃度較快達(dá)到峰值。
從靶向參數(shù)TeAUC、TeAUQ來看,與Neoral給藥后比較,CyA-NP給藥后對腎和心臟有一定的趨向性,且不會在肝中蓄積;而對于脾和肺,CyA-NP減少了CyA在這些器官的分布。
CyA-NP能夠提高CyA的口服生物利用度,對腎和心臟的趨向性,預(yù)示著能夠提高腎、心臟移植患者的治療效果,并且與Neoral達(dá)到相同的治療效果時所用劑量比較,本品的劑量更低,故可降低毒副作用,同時提高臨床用藥水平。
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