沈　蕓，徐蓓蕾,3，楊新宇，季宇彬,2

(1. 哈爾濱商業(yè)大學 生命科學與環(huán)境科學研究中心，哈爾濱 150076；2. 國家教育部 抗腫瘤天然藥物工程研究中心，哈爾濱150076；3. 哈爾濱商業(yè)大學 藥學院，哈爾濱 150076)

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三種研究藥物腸道吸收機制的方法

沈蕓1，徐蓓蕾1,3，楊新宇1，季宇彬1,2

(1. 哈爾濱商業(yè)大學 生命科學與環(huán)境科學研究中心，哈爾濱 150076；2. 國家教育部 抗腫瘤天然藥物工程研究中心，哈爾濱150076；3. 哈爾濱商業(yè)大學 藥學院，哈爾濱 150076)

摘要：對于口服類藥物，腸吸收是決定其生物利用度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過研究藥物在腸道內(nèi)的吸收程度和吸收機制可以有效地提高藥物在體內(nèi)的吸收，研究方法主要分為體內(nèi)法、在體法和體外法.分析了近幾年對腸吸收實驗方法研究的文獻，著重介紹外翻腸囊法、在體腸單向灌流法、Caco-2細胞模型法的研究進展，就其各自特點進行綜述.

關(guān)鍵詞：腸吸收；外翻腸囊法；在體腸單向灌流法； Caco-2細胞模型法

口服給藥是目前最常見的給藥途徑之一，根據(jù)胃腸道的生理特征可知，絕大多數(shù)藥物口服后在小腸部位吸收，藥物在腸道的滲透系數(shù)是藥物吸收的重要參數(shù)[1].通過對腸道吸收機制的研究，可以獲得有效吸收部位、影響吸收的因素等信息，對新藥研發(fā)、劑型改進都有著重要的意義.體內(nèi)和體外的模型均可用于評估小腸吸收的情況，本文對研究藥物腸道吸收機制常用方法綜述如下.

1外翻腸囊法

外翻腸囊法是一種在體外模擬腸道環(huán)境，外翻腸囊，檢測藥物吸收程度的技術(shù)[2].其不但操作簡單、條件可控，而且所得結(jié)果較接近實際吸收水平.該方法常常用于判斷藥物的吸收特性，張英豐[3]等采用離體外翻腸囊模型，通過計算穿心蓮內(nèi)酯在不同腸段不同濃度下的吸收速率常數(shù)，得出其在十二指腸吸收較好，結(jié)腸較差的結(jié)論；而陳曉鵬[4]等同樣應(yīng)用外翻腸囊法，研究芍藥苷和阿魏酸的吸收特性，結(jié)果卻是回腸為最佳吸收部位，可見對于不同的藥物，腸道的吸收特性也有所不同.

外翻腸囊法可以計算藥物的表觀滲透率，Papp=[V/(A×C0)]×dC/dt，從而判斷藥物的吸收機制.Liu[5]等研究索他洛爾在體內(nèi)的新陳代謝情況，以及Tokuyuki[6]等研究無定形二氧化硅顆粒的口服利用度及腸吸收率時，均采用外翻腸囊法計算藥物在體內(nèi)的表觀滲透率，結(jié)果顯示索他洛爾為低滲藥物；顆粒結(jié)構(gòu)的修飾可以提高腸道吸收率.

中藥復方成分較為復雜，可利用外翻腸囊法判斷有效成分的吸收情況.龔慕辛[7]及許永崧[8]等相繼應(yīng)用外翻腸囊技術(shù)研究吳茱萸湯的吸收成分，在前者的研究中，僅吳茱萸堿未被檢測出有吸收，共有7種成分吸收入血，腸道的吸收具有選擇性；后者繼而對入血成分進行定量及半定量分析，實驗結(jié)果表明，6-姜辣素、吳茱萸苦素、檸檬黃素-3-O-β-D-葡萄糖苷、人參皂苷 Rg 1隨著質(zhì)量濃度的升高，腸吸收的量越多；但吳茱萸堿、人參皂苷 Rb 1、吳茱萸次堿、人參皂苷 Re、檸檬苦素則相反.

藥物在腸道吸收時具有或促進或抑制的相互作用，應(yīng)用外翻腸囊法可以明確其作用機制.Sa[9]等依據(jù)該原理判斷出三七皂苷R1可以通過提高梔子苷在體內(nèi)的生物利用度而增強梔子苷的腸吸收，其作用機制為：梔子苷類似于羅丹明123，是腸道P-糖蛋白底物，而三七皂苷R1類似于維拉帕米這類P-糖蛋白抑制劑，其作用機制是通過抑制腸道P-糖蛋白的活動而提高梔子苷口服生物利用度；Lv[10]等同樣應(yīng)用此方法得出了癸酸鈉能刺激黃連素自黏膜至漿膜的轉(zhuǎn)運，從而顯著提高黃連素在腸道內(nèi)的吸收的結(jié)論，并且癸酸鈉可提高黃連素的抗糖尿病作用.

不過外翻腸囊模型無法真實的模擬體內(nèi)環(huán)境，既不能體現(xiàn)腸液、膽汁、胰液等對藥物的影響；且該方法是體外實驗，pH、滲透壓、離子強度等環(huán)境因素可以影響實驗，結(jié)果大多偏高；而隨著實驗時間的增加，腸段也會漸漸失活，“溶劑牽引作用”的存在也會影響實驗結(jié)果，所以一般腸外翻實驗在3 h內(nèi)較合適.雖然離體外翻腸囊法有以上模型本身特性所決定的缺點，但依舊是藥物吸收機制的較好的快速評價方法.

2在體單向灌流法

單向灌流是在體腸灌流法中的一種，是通過測定藥物經(jīng)腸段后灌流液損失的量而計算藥物滲透系數(shù)的方法，能夠從器官灌流水平研究藥物在不同濃度、pH等條件下結(jié)腸、回腸、空腸、十二指腸段的吸收.在體單向灌流法不僅操作簡便，還能保證腸道神經(jīng)的完整性及體液的供應(yīng)，所得指標更加真實，吸收速率常數(shù)(Ka)、膜表觀滲透系數(shù)(Papp)等動力學參數(shù)是其主要指標.Moran[11]等擬以美托洛爾為對照物，通過計算Ka及Papp研究偽麻黃堿的腸吸收特性，得出偽麻黃堿可被各腸段吸收但滲透性不如美托洛爾的結(jié)論.

研究藥物在體內(nèi)吸收機制時通常采用兩種方法進行，這樣不僅可以更加明確吸收特性，也能得到更多信息.Zhang[12]等便采用了單向灌流法聯(lián)合外翻腸囊法對附子-甘草湯中3種雙酯型二萜生物堿的吸收機制進行研究，體外實驗表明3種生物堿在回腸吸收率最大，其中次烏頭堿的吸收率最大；在體實驗表明3種生物堿均為P-糖蛋白抑制劑，吸收方式為主動轉(zhuǎn)運.

藥物拘謹腸道吸收的機制不全是影響P-糖蛋白的表達，應(yīng)用單向灌流法可以判斷藥物間的相互作用.Liang[13]等先研究了黃芩苷的吸收特性，后加入白芷提取物，結(jié)果顯示后者可以顯著提高黃芩苷在各腸段的吸收；對照組用P-gp維拉帕米卻無變化，可見黃芩苷非P-糖蛋白底物.王進榮[14]等也在判斷蘆薈大黃素是否為P-糖蛋白底物的實驗中應(yīng)用單向灌流法，結(jié)果顯示加入P-gp抑制劑能促進蘆薈大黃素的腸吸收，其為P-糖蛋白底物.

目前國內(nèi)多用在體腸灌流循環(huán)法，但該方法灌流時間較長，速度較大，對腸符節(jié)黏膜損傷較大，易導致腸吸收值偏大.而在體單向灌流法因只考察某一段腸，所需流速較低(0.2～0.3mL/min)，吸收速率穩(wěn)定，對腸粘膜損傷較小.Fagerholm[15]等經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，單向灌流法預測藥物在腸道的吸收分數(shù)比離體法和 Caco-2 細胞模型法更準確.

但在體單向灌流法也有局限性，藥物只限于溶液狀態(tài)存在，容易受pH值、藥物濃度及吸收部位等因素影響；小腸在在吸收過程中不僅吸收藥物，也吸收水分，必須測定水分的變化校正藥物濃度[16].目前多用酚紅法測定，但中藥組分含有色素較多，會干擾紫外分光光度法所得的結(jié)果，實驗設(shè)計上需全面考慮，除酚紅法以外，C14標記法和重量法也是常用方法.

3Caco-2細胞模型法

Caco-2細胞模型是一種通過測定各種濃度藥物的表觀滲透系數(shù)來判斷藥物轉(zhuǎn)運機制的方法，Caco-2細胞來源于人體，培養(yǎng)方法簡便易操作，成熟后呈緊密的單層細胞，極性和小腸上皮細胞一樣，使研究結(jié)果更接近于真實數(shù)值，且細胞分化的極性可以更好的了解藥物的兩個方向(腸腔側(cè)→腸壁側(cè)或腸壁側(cè)→腸腔側(cè))的轉(zhuǎn)運率[17]，從而更深入了解主動轉(zhuǎn)運的藥物.

跨膜被動轉(zhuǎn)運主要是一些脂溶性好的藥物，近年國內(nèi)學者使用Caco-2細胞模型研究發(fā)現(xiàn)槲皮素、塔斯品堿、罌粟堿、N-甲基四氫罌粟堿、頭花千金藤堿、黃芩素、芍藥苷、羥基紅花黃素A等均屬跨膜型被動轉(zhuǎn)運.陳丙鑾等[18]研究黃酮類化合物在Caco-2細胞模型中的吸收規(guī)律時，發(fā)現(xiàn)9種黃酮類化合物也為被動轉(zhuǎn)運；Caco-2細胞有3種主動轉(zhuǎn)運載體[19]：二肽載體、P-gp、寡肽載體，在對主動轉(zhuǎn)運機制藥物的研究中發(fā)揮著重要作用.

在Caco-2細胞上主要存在兩種轉(zhuǎn)運蛋白，它們分別是P-gp和多藥耐藥相關(guān)蛋白(MRP)，它們在Caco-2細胞上主要起到外排的作用，能將細胞內(nèi)藥物逆濃度梯度轉(zhuǎn)運至細胞外[20-22].陳紀岳等[23]研究了新型抗癌藥AG337的吸收轉(zhuǎn)運機制，發(fā)現(xiàn)BL→AP的速率比AP→BL速率大很多，P-gp發(fā)揮了重要的的外排泵作用；而槲皮素4′-葡萄糖苷在Caco-2細胞模型的外排是由MRP介導的.

但Caco-2細胞模型的缺點或局限性在于：1)在Caco-2細胞系中，許多相關(guān)藥物的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)表達的功能顯得薄弱，它使結(jié)果的解釋復雜化；2)細胞培養(yǎng)模型與體內(nèi)研究主動藥物轉(zhuǎn)運間沒有定量關(guān)系；3)一些藥物的主動轉(zhuǎn)運可能同時或連續(xù)收到兩種或以上的載體介導；4)在體外的Caco-2細胞模型內(nèi)藥物的被動滲入和人體小腸內(nèi)的藥物轉(zhuǎn)運間沒有定量關(guān)系.所以為了改變Caco-2細胞的局限性可以在AP側(cè)和BL側(cè)的pH值一樣時，進行試驗，最好是pH為7.4.

4結(jié)語

口服是中藥臨床最常見的給藥方式，中藥有效成分在腸道的吸收情況尤為關(guān)鍵.腸道內(nèi)存在的P-糖蛋白和多藥耐藥相關(guān)蛋白很大程度上影響了藥物的吸收[24]，它們的外排機制降低了口服藥物的生物利用度.隨著人們對藥物腸道吸收機制及特性的研究，考察方法也逐漸被完善，但無論是外翻腸囊法、單向灌流法還是Caco-2細胞模型法都存在各自的缺點，比如外翻腸囊法結(jié)果大多偏高；單向灌流法不易計算藥物吸收率；Caco-2模型的助溶劑多有毒性[25-26].所以在研究不同種類的藥物時應(yīng)采用適當方法.

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Three methods for mechanism of drug intestinal absorption

SHEN Yun1, XU Bei-lei1,3, YANG Xin-yu1, JI Yu-bin1,2

(1. Research Center on Life Sciences and Environmental Sciences, Harbin University of Commerce,Harbin 150076, China; 2. Engineering Research Center of Natural Anticancer Drugs, Ministry of Education, Harbin 150076, China; 3. School of Pharmacy, University of Commerce,Harbin 150076, China)

Abstract：For oral drugs,intestinal absorption is the key link of the bioavailability. It is available to improve the absorption of drugs efficiently by investigating the extent of absorption and the mechanism. The research methods are mainly divided into in vivo,in situ and in vitro methods. This paper analyzed the documents about intestinal absorption experiment methods. To introduce the development and summarize the characteristics of the rat everted gut sac method, the rat in situ single-pass perfusion system and Caco-2 cell model.

Key words：intestinal absorption; rat everted gut sac; in situ single-pass perfusion; Caco-2 cell model

中圖分類號：R965

文獻標識碼：A

文章編號：1672-0946(2016)01-0011-03

作者簡介：沈蕓(1990-)，女，碩士，研究方向：抗腫瘤藥物研究.通訊作者：季宇彬(1956-)，男，博士，教授，博士生導師，研究方向：中藥學.

基金項目：哈爾濱商業(yè)大學研究生創(chuàng)新科研項目(YJSCX2014-323HSD)；黑龍江省博士后基金資助項目(LBH-Z13121)；哈爾濱商業(yè)大學科研啟動基金資助項目(13DL024)；哈爾濱商業(yè)大學研究生創(chuàng)新科研項目(YJSCX2014-322HSD)

收稿日期：2015-12-10.