燈盞乙素生物利用度影響因素研究進展

林 慧， 徐天瑞， 郭曉汐， 楊 洋， 安 輸， 向 誠

(昆明理工大學生命科學與技術學院，云南 昆明 650500)

燈盞乙素又名野黃芩苷，是燈盞細辛的主要活性成分。燈盞細辛及其提取物燈盞花素療效確切，已被制成多種劑型用于心腦血管疾病的臨床治療，其主要活性成分燈盞乙素可通過抑制GSK3β信號通路、小膠質細胞炎癥活化及調節一氧化氮合酶亞型和血管生成因子的表達等方式對心腦血管系統起到保護作用[1-3]。近年來，燈盞乙素被認為可能是一種有前途的抗癌藥物[4-6]。雖然燈盞細辛類藥物在臨床治療方面具有顯著效果，但其主要活性成分燈盞乙素生物利用度極低，在小鼠、大鼠、Beagle犬、家兔、人灌胃給藥絕對生物利用度分別為5.05%[7]、4.98%[8]、(0.40±0.19)%[9]、(0.18±0.15)%[10]、4.17%[8]，嚴重制約燈盞細辛類藥物研究發展。本文從燈盞乙素在體內的吸收、分布、代謝、排泄方面出發，對燈盞乙素在體內生物利用度低的原因及改善方法進行綜述，以期為燈盞乙素的開發采用提供新思路。

1 吸收

1.1 胃腸道吸收對燈盞乙素生物利用度影響 藥物在胃腸道中首先要為溶解狀態才能被吸收，然而燈盞乙素的溶解度低，在水中僅為14～20 μg/mL，且其溶解度與pH值有關[11]。丁江生等[12]和譚建玲[13]采用在體腸灌流法和外翻腸囊法探討燈盞乙素的吸收機理，研究發現，燈盞乙素在大鼠小腸各腸段均有較好吸收且吸收無飽和現象，吸收機制主要為被動擴散，吸收不受pH值的影響，提示可能是燈盞乙素的低溶解度影響其在胃腸道的吸收劑量。

燈盞乙素結構式中4′-OH對活性影響較大，糖基和7-OH為抗缺氧活性的非必須基團[14]。目前已有研究通過前藥設計、優化藥物劑型和制備工藝改善燈盞乙素的吸收。遲波[15]以水溶性殼聚糖衍生物和聚天冬酰胺衍生物為載體，合成的燈盞乙素大分子前藥溶解度明顯提高，且燈盞乙素經高分子衍生化后，其體內半衰期和達峰時間延長，生物利用度得到改善。周威等[16]采用溶劑法制備的燈盞乙素磷脂復合物和燈盞乙素磷脂復合物固體分散體在腸道各部位的吸收速率常數均大于燈盞乙素，其中燈盞乙素磷脂復合物固體分散體的小腸吸收速率常數達到(24.48±0.65)×10-2μg/(min·cm2)，有效促進燈盞乙素在腸道的吸收。

1.2 藥物轉運體對燈盞乙素體內吸收影響 藥物與體內藥物轉運體的作用是決定藥物吸收的關鍵因素之一，燈盞乙素會與體內多種藥物內流或外排轉運體發生作用，而對燈盞乙素的吸收代謝產生影響。高純穎[17]采用穩定轉染有機陰離子轉運多肽OATP1B1、OATP1B3、OATP2B1的HEK293細胞和穩定轉染大鼠有機陰離子轉運體OAT2的S2細胞研究這些轉運體對燈盞乙素轉運作用，研究發現，OATP2B1對燈盞乙素的攝取作用顯著，為空白對照細胞的65.0倍，對OATP1B1、OATP1B3、OAT2這3種轉運體的攝取作用較弱。Xiao等[18]采用囊泡轉運法研究ABC轉運蛋白對燈盞乙素的轉運作用，通過檢測ATP酶的裂解量表明藥物與轉運體的相互作用，結果顯示，在一定濃度范圍內，隨著燈盞乙素濃度增加，耐藥蛋白BCRP、MRP2、MRP3囊膜中的ATP釋放增加，而P-gp、MRP1囊膜中ATP的釋放無明顯變化，提示燈盞乙素是BCRP、MRP2、MRP3的底物，而與P-gp、MRP1無明顯作用。

由于燈盞乙素與藥物轉運體MRP2、BCRP、OATP2B1、OATP1B1等具有一定作用，因此在臨床使用時應考慮藥物相互作用可能帶來的影響。崔明宇等[19]研究大鼠體內燈盞花素注射液和纈沙坦藥動學的相互作用，發現與單獨給藥相比，聯合給藥后燈盞乙素血漿清除率和膽汁清除率明顯降低，其中膽汁清除率由24.08%降至15.04%，其原因可能是纈沙坦抑制MRP2介導的燈盞乙素膽汁排泄，從而降低燈盞乙素的膽汁排泄率。劉建明等[20]考察普伐他汀對燈盞乙素的藥動學影響，研究發現，燈盞乙素與普伐他汀聯用后血漿清除率(CL)降低，AUC增加。劉建明等[20]還采用綠膿菌素誘導的OATP2過表達的肝細胞，探究普伐他汀通過OATP2對燈盞乙素體內藥動學的影響，結果顯示，聯用普伐他汀后肝細胞對燈盞乙素的攝取量減少，提示普伐他汀可能通過競爭OATP2的轉運，抑制肝細胞對燈盞乙素的攝取，從而使其代謝轉化下降，影響燈盞乙素在體內的藥動學特征。

2 分布

燈盞乙素屬于高血漿蛋白結合藥物，其血漿蛋白結合率為(91.66±0.71)%[21]，通過轉運體的轉運作用可廣泛分布于全身各組織器官。張媛等[22]通過灌胃給藥(80 mg/kg)和靜脈注射(20 mg/kg)的方式給予大鼠燈盞乙素，比較2種給藥方式下燈盞乙素在大鼠各組織中的分布差異，測得靜脈注射時，燈盞乙素在組織中AUC0～12h依次為小腸≈膀胱>腎>胃壁>血漿>肝>肺>腎上腺≈心>脾>腦；灌胃給藥時，AUC0～12h依次為胃壁>小腸>膀胱>腎上腺>肺>腎>心>肝>脾≈血漿>腦。由此可知，2種給藥方式下燈盞乙素在體內組織分布中存在差異，且在主要靶器官腦中分布較少，提示應關注不同給藥方式對燈盞乙素藥效和安全性的影響。

燈盞乙素的藥效強度與其在靶器官中的濃度具有一定的相關性[23]，然而燈盞乙素吸收進入機體后，在靶器官心、腦中分布較少。目前已有研究通過結構修飾改善燈盞乙素脂溶性，增加其在腦中的含量。張靜等[24]通過建立原代腦微血管內皮細胞和星形膠質細胞共培養的體外血腦屏障模型，考察苷元、燈盞乙素及其衍生物燈盞乙素乙酯的腦靶向性，結果顯示，修飾后的燈盞乙素乙酯透過體外血腦屏障的能力強于燈盞乙素及其苷元。

3 代謝

燈盞乙素化學性質不穩定，受溫度、pH值等影響較大[25]，口服進入胃腸道后在胃酸及腸道微生物作用下水解生成苷元，代謝后生成燈盞乙素和異燈盞乙素[26-28]。燈盞乙素在體內涉及到的主要代謝反應類型有氧化、甲基化、硫酸酯化、脫葡萄糖醛酸、葡萄糖醛酸化等，與上述反應有關的酶包括細胞色素P450酶(CYP450)、甲基化轉移酶(COMT)、磺基轉移酶(SULT)、葡萄糖醛酸轉移酶(UGT)等[29]。

儲繼紅等[30]采用酶解法與LC-MS法相結合研究燈盞乙素在健康人體內的藥動學，發現12名受試者在服用燈盞乙素后有4名受試者出現雙峰現象，提示燈盞乙素在體內可能存在肝腸循環。Liu等[31-35]通過單劑量給予人或大鼠燈盞乙素并收集其尿液、糞便、膽汁檢測多種代謝產物，得到轉化途徑見圖1。

3.1.1 細胞色素P450酶 細胞色素P450(CYP450)作為重要的Ⅰ相代謝酶系，參與了臨床大約90%藥物的代謝。李秋紅等[36-39]采用探針藥物法進行體內實驗，研究燈盞乙素對CYP450酶系代謝活性的影響，結果表明，燈盞乙素對CYP3A1、CYP3A2、CYP3A4、CYP2C11、CYP2D6代謝活性具有抑制作用。但體外實驗顯示，燈盞乙素與CYP450酶系并無較強作用，而其代謝產物野黃芩素與CYP450酶系作用較強[40-43]。根據體內外實驗結果的差異，考慮可能是燈盞乙素的代謝產物與CYP450酶系產生較強的作用，從而造成體內外實驗結果的差異。

3.1.2 葡萄糖醛酸轉移酶 燈盞乙素化學性質不穩定，口服進入胃腸道在腸道菌群的作用下水解為苷元，苷元代謝后生成燈盞乙素及異燈盞乙素，進一步葡萄糖醛酸化生成其他代謝產物。因此，葡萄糖醛酸轉移酶在燈盞乙素的代謝過程中發揮著重要作用。Gao等[44]采用12種重組葡萄糖醛酸轉移酶亞型測定燈盞乙素、異燈盞乙素、苷元的葡萄糖醛酸化代謝情況，結果表明，燈盞乙素與異燈盞乙素的葡萄糖醛酸化是由UGT1A1、UGT1A8、UGT1A10介導的，其中最活躍的酶是UGT1A1，其次是UGT1A8。苷元的葡萄糖醛酸化可被多種酶亞型催化，包括UGT1A1、UGT1A3、UGT1A6～UGT1A10，其中UGT1A9催化作用最強。

因此，燈盞乙素口服進入胃腸道在體內發生廣泛代謝是其生物利用度低的重要原因。目前，已有研究通過優化劑型及結構修飾，增加燈盞乙素的體內穩定性。Cao等[11]比較燈盞乙素乙醇酰胺酯化物和燈盞乙素環糊精復合物在腸道代謝和大鼠體內生物利用度差異，研究顯示，燈盞乙素乙醇酰胺酯制成乳劑可防止其在腸腔中降解，并且與灌胃給予燈盞乙素環糊精復合物的大鼠比較，灌胃給予燈盞乙素乙醇酰胺酯乳劑的大鼠血漿中燈盞乙素的AUC和Cmax均升高(P<0.01)，其表觀生物利用度較原型藥物提高了1.58倍，絕對生物利用度提高了1.4倍。

4 排泄

Gao等[45]灌胃給予大鼠燈盞乙素后收集大鼠的膽汁和尿液，并通過UPLC-Q/TOF MS法對燈盞乙素的主要代謝產物進行鑒定，在膽汁和尿液中除檢測到原型藥物燈盞乙素外，共鑒定出7種主要的代謝產物。與尿液相比，膽汁排泄是燈盞乙素排泄的主要途徑，排泄量分別為44.2%、5.42%。郝秀華[46]灌胃給予大鼠40 mg/kg燈盞乙素混懸液后，檢測到大鼠尿液中燈盞乙素和代謝產物野黃芩素48 h累積排泄量分別占給藥劑量的0.45%、0.25%，糞便中燈盞乙素和代謝產物野黃芩素48 h累積排泄量分別占給藥劑量的4.5%、25.9%，表明燈盞乙素在大鼠體內主要通過糞便排出體外，其主要代謝產物為野黃芩素。

5 結語與展望

從燈盞乙素的體內處置過程(圖2)分析，燈盞乙素在體內生物利用度低的主要原因可能為低溶解度導致胃腸道吸收變差；腸道轉運體MRP2和BCRP的外排作用使燈盞乙素由腸上皮細胞泵出至腸腔，進而減少燈盞乙素在小腸的吸收；OATP2B1、OATP1B1、OATP1B3、OAT2作為重要的藥物內流轉運器，在肝臟中具有高表達，燈盞乙素可能在上述轉運體作用下轉運至肝臟進行代謝，從而減少燈盞乙素的入血量；胃腸道及肝臟的廣泛代謝。

目前，改善燈盞乙素生物利用度的方法多為優化藥物劑型及制備工藝，現今研發的滴丸、口崩片、分散片、口腔氣霧劑、磷脂復合物、脂質體、納米混懸劑等也從一定程度上提高了燈盞乙素的生物利用度[47-49]。同時，考慮燈盞乙素的高血漿蛋白結合率及其與多種藥物代謝酶、轉運體的作用，在臨床應用時應注意合理配方藥物，以避免藥物相互作用帶來的風險。

燈盞乙素在體內外的處置研究主要集中于細胞色素P450酶和葡萄糖醛酸轉移酶代謝、血漿蛋白結合率以及各種藥物轉運體的轉運作用。甲基化代謝是燈盞乙素進入體內后的主要代謝方式之一，但鮮有文獻報道燈盞乙素在體內外的甲基化代謝過程?；腔D移酶SULT作為人體內重要的藥物代謝酶，主要參與酚類物質代謝，燈盞乙素為含有多個酚羥基的黃酮類化合物，在體內發生磺酸化結合反應，但這方面研究幾乎未見報道。今后的研究可著眼于COMT、SULT對燈盞乙素的代謝作用，為燈盞乙素代謝提供更多實驗依據。