临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠舒巴坦钠的应用技术领域
本发明涉及临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠舒巴坦钠
的应用。
背景技术
头孢哌酮钠舒巴坦钠用于治疗由敏感细菌所引起的下列感染：呼吸道感染(上
呼吸道与下呼吸道)、泌尿道感染(上泌尿道与下泌尿道)、腹膜炎、胆囊炎、胆管
炎和其它腹内感染、败血症、脑膜炎、皮肤及软组织感染、眼部感染、骨骼及关节
感染、盆腔炎、子宫内膜炎、淋病和其它生殖器、道感染等；预防因腹腔、妇科、
心血管、骨科及整形手术所引起的手术后感染。
药物代谢动力学是研究药物在生物体内的吸收、分布、代谢与排泄过程及规律
的一门学科，与药效学研究药物对生物体的生物学活性相对应。药物代谢动力学侧
重于研究机体对药物的处置，但随着学科的发展及研究技术水平的提高，药物对生
物体的药物处置系统如转运体、代谢酶系的作用亦属于药物代谢动力学的研究范畴。
药物在生物体内的处置特性在一定程度上决定了其药效或毒性作用强度，因而，药
物代谢动力学研究在创新药物研究过程中具有十分重要的作用地位和意义。
在欧美等发达国家，药物代谢动力学研究已贯穿于创新药物研发的每一个环节，
包括先导化合物的结构设计与优化、候选化合物的筛选与评价、候选药物的临床前
评价与临床研究。国外近二十年的实践经验证明，药物代谢动专学研究的早期介入
与系统研究是提高创新药物研发成功率、降低研发成本与风险、加快研发进程、实
现临床安全合理用药的关键所在。
我国临床前药物代谢动力学研究与评价由于多种技术瓶颈限制，仅局限于在研
发后期对部分药物原形进行初步的药物代谢动力学评价，评价内容主要包括药物原
形的血浆经时过程、主要脏器分布及原形药的排泄途径的描述性研究。随着我国新
药研发模式从以“仿制为主”向“仿创结合”及“创新为主”的转变，我国原有的
药物代谢动力学研究评价体系已不能适应新药研发模式发展转变的需要，不能充分
发挥药物代谢动力学研究在先导化合物的结构设计与优化、新药剂型设计与剂型改
造、药物相互作用预测以及临床安全合理用药等方面的指导作用。
相比于欧美等发达国家，我国原有的药物代谢动力学研究发展滞后的根本原因
在于关键技术水平的落后和研究体系不完善。集中体现在高灵敏度生物样品中微量
药物的定量分析技术，体内外吸收、分布、代谢与排泄特性的快速预测、筛选与评
价技术，药动学-药效学结合研究技术，药物相互作用预测与评价技术等相关关键技
术的缺乏。
发明内容：
为此，精确地研究头孢哌酮钠舒巴坦钠的药代动力学性质，了解其药物作用的
规律性和毒性产生的物质基础，对指导临床制定合理的给药方案，提高临床用药的
安全性和合理性具有关键作用和重要意义。
因此，本发明的目的是提供一套临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在
头孢哌酮钠舒巴坦钠的应用，以更精确研究头孢哌酮钠舒巴坦钠的吸收、分布、代
谢与排泄过程。
因此，本发明提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠
舒巴坦钠的应用，其包括：
(1)将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠给予实验动物一定时间后，收集血液、
尿液和粪便中的一种或多种生物样品；
(2)将步骤(1)中获得的生物样品采用液液萃取、蛋白沉淀、固相萃取技术
进行处理，制成相应的溶液；
(3)采用液相色谱-质谱(LC-MS)、液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析
步骤(2)中制备的溶液。
因此，本发明还提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮
钠舒巴坦钠的应用，其包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠给予实验动物一定时
间后，收集血液，采用高效亲和色谱法测定头孢哌酮钠舒巴坦钠与血浆蛋白的结合
率。
因此，本发明还提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮
钠舒巴坦钠的应用，其包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠处理原代培养脑微血
管内皮细胞，测定检测细胞形态、电阻值，以检测头孢哌酮钠舒巴坦钠的血脑屏障
通透性。
因此，本发明还提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮
钠舒巴坦钠的应用，其包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠处理Caco-2细胞，检
测细胞形态、电阻值、头孢哌酮钠舒巴坦钠的通透性和碱性磷酸酶活性，以检测头
孢哌酮钠舒巴坦钠的透膜性和细胞吸收能力。
因此，本发明还提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮
钠舒巴坦钠的应用，其包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠处理整体动物、S9、
人肠微粒体及单克隆纯化酶，检测头孢哌酮钠舒巴坦钠体外代谢稳定性及代谢产物
的鉴定，通过结合LC-MS/MS，NMR技术，在定量分析的基础上对该药物可能的I
相及II相代谢产物进行了鉴定。
本发明通过提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠舒
巴坦钠的应用，采用高通量、高灵敏度定量分析技术，提高了头孢哌酮钠舒巴坦钠
的灵敏度，为相关药代性质研究奠定了技术基础。同时本发明运用新的高效亲和色
谱法测定头孢哌酮钠舒巴坦钠在注射后的血浆蛋白结合率，以检测头孢哌酮钠舒巴
坦钠在体内的吸收、转运及分布特性。药物血浆蛋白结合率是药物与血浆蛋白结合
的量占药物总浓度的百分率，是药物代谢动力学的重要参数之一；它影响药物在体
内的分布、代谢与排泄，从而影响其作用强度和时间，并往往与药物的相互作用及
作用机制等密切相关。因此，药物血浆蛋白结合率的研究对于指导临床合理用药都
具有重要意义。此外，本发明还运用Caco-2细胞模型，对其透膜性和细胞吸收能力
进行了评价；还采用原代培养脑微血管内皮细胞测定检测细胞形态、电阻值，以检
测头孢哌酮钠舒巴坦钠的血脑屏障通透性。最后，检测了头孢哌酮钠舒巴坦钠体外
代谢稳定性及代谢产物。
具体实施方式
本发明提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠舒巴坦
钠的应用，其包括：
(1)将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠给予实验动物一定时间后，收集血液、
尿液和粪便中的一种或多种生物样品；
(2)将步骤(1)中获得的生物样品采用液液萃取、蛋白沉淀、固相萃取技术
进行处理，制成相应的溶液；
(3)采用液相色谱-质谱(LC-MS)、液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析
步骤(2)中制备的溶液。
本发明所述试验动物可以是大鼠、小鼠、豚鼠、兔或犬。
所述一定浓度和一定时间根据实验动物确定。
在一种优选的实施方式中，在步骤(2)中，所述液液萃取采用乙酸乙酯和氨
水的混合物(例如，氨水在混合物中的浓度为10％)以及乙酸乙酯和氢氧化钠(例
如，氢氧化钠在混合物中的浓度为0.15M)的混合物；所述蛋白沉淀采用甲醇沉淀、
乙腈沉淀、甲醇和乙腈的混合物沉淀，甲醇和乙腈的体积比为例如1:1.5。
在一种优选的实施方式中，在步骤(3)中，通过系统优化流动相组成、流动相
梯度流速、质谱离子化条件，以提高对头孢哌酮钠舒巴坦钠定量分析的灵敏度；而
且极大地提高了分析通量，为头孢哌酮钠舒巴坦钠的药物代谢动力学研究打下了坚
实的分析技术基础。
鉴于脑靶向药物脑分布研究的重要性，脑靶向给药的药物需进行血脑屏障通透
性的评价。本发明采用基于脑微血管内皮细胞的血脑屏障通透性研究模型，并通过
形态学、电阻值、阳性药物转运、进一步检测头孢哌酮钠舒巴坦钠的血脑屏障通透
性。因此，在一种优选的实施方式中，该应用还包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴
坦钠处理原代培养脑微血管内皮细胞，测定检测细胞形态、电阻值，以检测头孢哌
酮钠舒巴坦钠的血脑屏障通透性。
在一种优选的实施方式中，该应用还包括采用高效亲和色谱法测定头孢哌酮钠
舒巴坦钠在注射一定时间后与血浆蛋白的结合率。药物血浆蛋白结合率是药物与血
浆蛋白结合的量占药物总浓度的百分率，是药物代谢动力学的重要参数之一。它影
响药物在体内的分布、代谢与排泄，从而影响其作用强度和时间，并往往与药物的
相互作用及作用机制等密切相关。因此，药物血浆蛋白结合率的研究对于指导临床
合理用药都具有重要意义。
在一种优选的实施方式中，该应用还包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠处
理Caco-2细胞，检测细胞形态、电阻值、头孢哌酮钠舒巴坦钠的通透性和碱性磷酸
酶活性，以检测头孢哌酮钠舒巴坦钠的透膜性和细胞吸收能力。
在一种优选的实施方式中，该应用还包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠处
理整体动物、S9、人肠微粒体及单克隆纯化酶检测头孢哌酮钠舒巴坦钠体外代谢稳
定性及代谢产物的鉴定，通过结合LC-MS/MS，NMR技术，在定量分析的基础上
对头孢哌酮钠舒巴坦钠可能的I相及II相代谢产物进行了鉴定。体外代谢稳定性是
预测化合物生物半衰期的重要手段。基于肠微粒体技术以及重组单克隆P450酶技
术建立了体外快速代谢酶鉴定及药物代谢相互作用平台。根据药物在肠微粒体中的
消除速率以及在各种与药物代谢密切相关的P450酶亚型如CYPIA2、2A6、286、
2C8、2C9、2C19、2D6、3A4等特异性抑制剂存在下的消除速率差异研究，判断何
种酶亚型可能参与了该药的代谢。根据微粒体研究结果，进一步应用单克隆酶进行
确证，并进行深入的酶动力学参数与代谢途径研究。
应用各种与药物代谢密切相关的CYP450酶亚型的特异性抑制剂，在体外肠微
粒体体系中进行药物代谢表型的初步确证，而后根据初步结果选择相应的CYP450
酶亚型单克隆酶进行确证。通过二种方法的结合研究，可以大降低研究成本，相比
于国外直接应用单克隆酶进行研究，本项技术具有更为通用、简便及低成本的特点。
代谢产物与药物在体内的药效活性及毒性作用密切相关，通过结合LC-MS/MS，
NMR等结构鉴定技术，在定量分析的基础上对该药物可能的I相及II相代谢产物
进行了鉴定。
药物的II相代谢通常是其最终消除和解毒的过程，因此II相代谢研究对于深入
了解药物的体内处置机制，尤其是有毒药物的解毒过程与机制具有十分重要的意义。
本发明采用了动物小肠黏膜胞质液和微粒体及其混合液(S9)对化合物的II相代谢进
行了系列研究。本发明采用以葡萄糖醛酸酶、硫酸酶水解后测定相应的I相代谢物
或原形药的方法进行II相结合产生定量研究。
本发明还提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠舒巴
坦钠的应用，其包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠给予实验动物一定时间后，
收集血液，采用高效亲和色谱法测定头孢哌酮钠舒巴坦钠与血浆蛋白的结合率。
本发明还提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠舒巴
坦钠的应用，其包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠处理Caco-2细胞，检测细胞
形态、电阻值、头孢哌酮钠舒巴坦钠的通透性和碱性磷酸酶活性，以检测头孢哌酮
钠舒巴坦钠的透膜性和细胞吸收能力。
本发明还提供了临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠舒巴
坦钠的应用，其包括将一定浓度的头孢哌酮钠舒巴坦钠处理整体动物、S9、人肠微
粒体及单克隆纯化酶，检测头孢哌酮钠舒巴坦钠体外代谢稳定性及代谢产物的鉴定，
通过结合LC-MS/MS，NMR技术，在定量分析的基础上对该药物可能的I相及II
相代谢产物进行了鉴定。
本发明提供的临床前药物代谢动力学关键技术与研究体系在头孢哌酮钠舒巴坦
钠的应用，其包括采用高通量、高灵敏度定量分析技术；运用新的高效亲和色谱法
测定头孢哌酮钠舒巴坦钠在注射后的血浆蛋白结合率；采用原代培养脑微血管内皮
细胞，测定检测细胞形态、电阻值，以检测头孢哌酮钠舒巴坦钠的血脑屏障通透性；
运用Caco-2细胞模型，对其透膜性和细胞吸收能力进行了评价的综合运用。