肝肠循环对霉酚酸药动学作用及其影响因素研究进展

大光

霉酚酸作为实体器官移植术后常规用药，在体内具有较显著的药动学和药效学差异，其中肝肠循环是差异来源的重要环节，其对霉酚酸体内暴露贡献约为40%，且个体差异较大。代谢酶、转运体基因多态性、食物、合并用药及疾病等可通过影响霉酚酸肝肠循环导致其体内暴露发生变化。本文主要就霉酚酸肝肠循环影响因素进行综述。


肝肠循环对霉酚酸药动学作用及其影响因素研究进展
作者：孙莎莎、陈冰　
作者单位：上海交通大学医学院附属瑞金医院药剂科
来源：《中国药师》 2022年第25卷第4期


　　霉酚酸（MPA）是一种抗增殖类免疫抑制药，是临床实体器官移植用于预防及治疗移植术后免疫排斥用药方案的重要组成药物之一。临床常用的MPA制剂有两种：吗替麦考酚酯（MMF）和霉酚酸钠肠溶片（EC-MPS），吸收后均以MPA形式发挥免疫抑制作用。MPA选择性、非竞争性、可逆地抑制次黄嘌呤单核苷酸脱氢酶（IMPDH）的活性。
　　IMPDH是鸟嘌呤核苷酸从头合成的限速酶，由于T、B淋巴细胞主要依赖从头合成途径合成鸟嘌呤核苷酸，而其他细胞可以通过补救途径来代替，故MPA具有选择性限制T、B淋巴细胞增殖的作用。
　　MPA在体内主要经尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶（UGTs）代谢为7-O-葡萄糖苷霉酚酸（MPAG）和霉酚酸酰基葡萄糖苷酸（AcMPAG）。其中，MPAG是主要的代谢物，不具有药理活性，但其通过参与MPA的肝肠循环（EHC）过程，影响MPA的药动学（PK），进而影响MPA的疗效；AcMPAG为次要代谢产物，具有药理活性，其对IMPDH的抑制程度与MPA相当。MPA的体内过程具有显著的个体间和个体内差异，研究药动学个体差异，进而制定个体化给药方案，是增强MPA药效、减少不良反应的重要手段。
　　本文主要就霉酚酸肝肠循环影响因素进行综述。


1　肝肠循环（EHC）对MPA药动学影响
　　EHC是指药物经胆汁排泄入十二指肠，在肠道重新吸收入血循环的过程。
　　MPA在体内存在着明显的EHC过程，且个体间差异大。MPAG经肝细胞膜上有机阴离子转运多肽（OATP）从血液中摄取到肝细胞内，再经肝细胞顶膜侧的多药耐药蛋白2（MRP2）、乳腺癌耐药蛋白（BCRP）等转运体介导排泄到胆汁中，随后进入肠道，在肠道菌群（主要是产生β-葡萄糖醛酸酶的菌群）的作用下水解为MPA，在结肠重吸收进入循环。在药时曲线上表现为给药4～6h后MPA出现第2个峰，甚至多个峰。
　　EHC的存在导致药物在不同个体间的暴露产生差异，MPA的EHC对MPA药时曲线下面积（AUC）的贡献率约为40%（10%～61%）。AcMPAG基本上不参与EHC过程。


2　肝肠循环（EHC）的影响因素
　　MPA的EHC过程对其在体内的暴露有重要意义，代谢酶、转运体基因多态性，药物相互作用以及影响药物吸收、胆汁排泄等其他因素均可导致MPA体内暴露发生变化。探究MPA的EHC的影响因素对临床上合理用药具有重要意义。


2.1　食物
　　胆汁在肝脏生成后，大部分胆汁先储存在胆囊中，另有少量持续不断地排入十二指肠。进餐时，胆囊收缩、Oddi括约肌松弛，随后胆汁排入十二指肠。Patrick等在一项研究中发现，健康受试者口服依折麦布后，药时曲线中的多个次级峰出现时间与食物摄入刺激胆囊排空是一致的。由于参与EHC的MPAG是随胆汁排入胆囊，随后进入十二指肠的，所以理论上进食时间、进食次数以及食物的含脂量等可以通过影响胆汁的排泄进而引起EHC的变化。
　　Bullingham等对食物和抗酸药对类风湿性关节炎患者单剂服用MMF后MPA药动学的影响进行研究，结果显示，与禁食组相比，进食导致MPA的药物的峰值浓度（Cmax）降低、药物作用的峰值时间（Tmax）延长，但AUC 0～24h不变，这可能是由于进食引起的胆汁排出量增加导致MPA的EHC增加，补偿了MPA血浆浓度的降低，使AUC 0～24h未出现显著差异。


2.2 基因多态性的影响


2.2.1 OATP1B1/1B3
　　OATP由SLCO基因编码，属于摄取性转运体，在肝、肾、小肠和脑中都有分布。在肝脏中的OATP转运体包括OATP1B1、OATP2B1以及OATP1B3，底物覆盖范围广泛，介导内源性及外源性物质从血液向肝细胞转运。
　　Picard等在体外实验证实了MPAG是OATP1B1、OATP1B3的底物，参与将部分血液中的MPAG摄取入肝细胞，在MPA的EHC中起重要作用。同时在对70例MMF合用他克莫司或西罗莫司的肾移植患者中发现，与纯合子SLCO1B1 521TT基因型受者相比，杂合子（521CT）受者的AUC 0～12h有升高的趋势（P=0.0534）。另一方面，SLCO1B3334T基因携带者MPA AUC 4～9h（P＜0.01）和AUC 0～12h（P＜0.001）显著高于GG型受者，MPAG/MPA比率显著低于GG型受者（P＜0.001），认为这种差异与MPA的EHC的减少有关。一项SLCO1B3T334G/G699A基因多态性对87例日本肾移植受者MPA药动学影响的研究结果显示，SLCO1B3334GG（or 699AA）基因型受者MPA AUC 6～12h显著高于334TT（or 699GG）基因型受者（P＜0.05）。


2.2.2　MRP2
　　MRP2由ABCC2基因编码，属于外排性转运体，在肝、肾、小肠和脑中都有表达，介导很多有机阴离子化合物和共轭代谢产物从肝细胞排泄入胆汁。
　　El-Sheikh等在体外和动物实验中证实了MPAG是MRP2的底物，主要介导MPAG从肝脏向胆汁的排泄，在MPA的EHC中发挥重要作用。同时MRP2表达的下调可能会诱导其他转运体（如MRP3、MRP4）表达的上调，有研究表明MRP3和（或）MRP4与MPAG从肝细胞向血窦转运有关。Lloberas等在MMF联用他克莫司或西罗莫司的肾移植患者研究中发现，携带ABCC2 24T等位基因的患者MPA的AUC较低，但在联用环孢素（CsA）的患者中并未发现不同基因型间的差异。
　　Miura等对80例使用MMF联用他克莫司的日本肾移植受者进行了ABCC2 C24T基因多态性对MPAG药动学的影响研究，未发现ABCC2 C24T基因多态性对MPAG AUC 0～12h有影响。其之前另一项研究显示，同时具有SLCO1B3 334GG基因型和AB-CC2 24T等位基因的肾移植受者MPA清除率显著低于同时携带SLCO1B3 334TT和ABCC2 24CC基因的患者（P＜0.01），提示不同转运体基因多态性之间可能有交互作用。


2.2.3　BCRP
　　BCRP由ABCG基因编码，属于外排性转运体，在人体的正常组织内广泛表达，功能与P-gp、多药耐药蛋白（MRP）相似，且底物与P-gp、MRP有部分重叠。Miura等发现，ABCG2 421CC基因型的肾移植受者MPAG AUC 0-12h显著低于A等位基因携带者（P＜0.05），认为ABCG2 C421A突变引起的BCRP转运活性降低引起了MPAG胆管排泄减少，进而导致MPAG血浆浓度升高。另一方面，Geng等则在一项MMF联用CsA研究中未发现AB-CG2 C421A基因多态性对MPA和MPAG药动学的影响，推测CsA抑制了BCRP活性，从而掩盖了基因多态性对MPA/MPAG体内暴露的影响。


2.2.4　UGTs
　　UGTs是最常见的Ⅱ相代谢酶，参与了MPA的代谢过程。MPA主要经UGT1A8、UGT1A9代谢为MPAG，后者参与MPA的EHC。Zhang等在46例中国肾移植受者的研究中发现，UGT1A9-118（dT）10携带者的MPA和MPAG AUC 6～12h/D都较（dT）9/（dT）9型患者高，认为（dT）10携带者具有更明显的EHC。Kuypers等在95例肾移植受者的研究中发现，UGT1A9T-275A和C-2152T突变型患者较野生型患者具有较低的MPA AUC，认为突变后UGT的葡萄糖醛酸化活性增加，MPA代谢为MPAG增加，同时肠道UGT1A9的表达增强，抵消了肠道微生物在远端肠道中对MPAG的脱葡萄糖醛酸化作用，削弱了MPAEHC。


2.3　合并用药


2.3.1　抗菌药物
　　随胆汁排入十二指肠的MPAG在肠道菌的作用下水解重新生成MPA，再吸收进入循环。抗菌药物可以通过影响肠道菌对MPAG水解过程进而影响MPA的EHC。
　　Naderer等对11例服用MMF和抗菌药物（诺氟沙星、甲硝唑）的健康受试者的研究中发现，与单独服用MMF相比，MMF合并服用诺氟沙星、甲硝唑或诺氟沙星+甲硝唑时，MPA AUC平均减少了10%、19%和33%；同时，MPAG AUC也分别降低了10%、27%和41%。推测MPA和MPAG体内暴露的减少可能是诺氟沙星和甲硝唑降低了MPA的EHC所致。
　　Borrows等在对64例服用MMF和抗菌药物（环丙沙星、阿莫西林克拉维酸）的肾移植患者的研究中发现，口服环丙沙星或阿莫西林克拉维酸后，MPA水平迅速下降，停止给予抗菌药后，MPA水平逐渐上升。可能原因是在抗菌药物的作用下，肠道菌群发生改变，导致MPAG水解减少，降低了EHC，进而减少了MPA的体内暴露。
　　同时，Kodawara等还发现环丙沙星在体外有抑制β-葡萄糖醛酸酶介导的MPAG转变为MPA的作用，进一步验证了合用环丙沙星会抑制MPA的EHC过程，从而导致MPA暴露减少。


2.3.2　阴离子交换树脂
　　消胆胺（cholestyramine）是一种阴离子交换树脂，可以在肠道中与MPAG结合，进而减少重吸收，进一步阻断MPA的EHC。
　　一项在健康受试者中的研究发现，在MMF给药前24h及给药前1h给予消胆胺，并在给药后连续取样3d，结果显示消胆胺对MPA的暴露有显著影响。MPA的AUC 0～72h平均降低了37%（10%～61%），这几乎完全归因于MMF给药6h后MPA浓度的降低，证实了MPA的EHC确实存在，并得出EHC占其在体内暴露量40%的结论，而患者间AUC 0～72h的6倍的个体差异，也说明了EHC存在显著的个体差异。


2.3.3　CsA
　　CsA在器官移植的发展中具有里程碑式的作用，以CsA为主要成分的免疫抑制方案仍广泛应用，在临床使用过程中发现，CsA与MMF联用导致MPA体内暴露比单用MMF或MMF联用他克莫司低，尤其是给药4～6h后的AUC显著降低。研究发现CsA能够抑制OATP1B1/1B3、MRP2等多种转运体的表达，因此CsA可能通过对转运体的抑制影响了MPA的EHC。


2.3.4　利福平
　　利福平对多种代谢酶及转运体都有诱导作用，如P-gp、MRP2以及UGTs等。2004年，在1例心肺联合移植伴发结核患者的临床治疗过程中发现，合用利福平的同时，为达到免疫抑制药的目标暴露量，需使用的他克莫司和MMF的剂量明显升高。为了评估利福平对MPA暴露的影响，Kuypers等对该患者的PK数据进行了分析，发现MPA合用利福平时未出现MPA的二次吸收峰，在撤掉利福平后，二次峰出现且MPA AUC 0～12h升高了221%，AUC 6～12h/AUC 0～12h升高了230%，MPA表观清除率下降了68.9%。
　　利福平降低MPA暴露的原因可能为：①利福平诱导肝、肾、肠道中的UGTs活性，尤其是诱导肠道UGT1A9的表达，从而抵消了肠道微生物在远端肠道中对MPAG的脱葡萄糖醛酸化作用；②作为一种广谱抗菌药，利福平自身可以通过改变肠道菌群对MPAG的脱葡萄糖醛酸的能力，阻断MPA的EHC；③利福平可能强烈诱导MRP2介导的MPAG在尿中的排泄，但这一推论还需要进一步的研究证实。


2.4　肠道疾病
　　随胆汁进入肠道中的MPAG经肠道菌群转化为MPA后的重吸收过程受到肠道功能状态的影响。Yoshimura等在使用非线性混合效应模型（NONMEM）进行MPA的群体药物代谢动力学（PPK）研究时发现，发生腹泻患者的EHC的一级速率常数（KEHC）比未发生腹泻患者低0.375倍，认为腹泻会降低MPA的EHC的程度。


2.5　肠道菌群
　　MPA的代谢物MPAG随胆汁进入肠道，在肠道菌群的作用下经β-葡萄糖醛酸酶代谢水解为MPA，在结肠重吸收进入循环，肠道菌群的改变会直接影响到MPAEHC。多项研究发现合用抗菌药物后，MPA体内暴露下降，认为抗菌药物通过影响肠道菌群影响MPA的EHC，进而影响MPA体内暴露。


3　群体药动学模型
　　PPK是将经典药动学理论基础与统计学研究结合，考察目标群体中药动学的群体特征，可利用全量与稀疏药动学数据定量解析群体中变异的大小及影响因素。NONMEM是研究药物PPK最常用的方法。现已有很多研究通过建立PPK模型来评估MPA的药动学，但大多数使用的是传统的二室模型，并不能充分代表MPA的EHC过程。一些纳入了EHC的模型则能较好地拟合临床数据，除了已知的钙调磷酸酶抑制药（CNIs）种类（CsA与他克莫司或西罗莫司相比）显著影响EHC外，一些模型结果还显示出其他与EHC相关的协变量。
　　Colom等建立了包括MPA中央室及外周室、MPAG中央室及外周室、AcMPAG中央室的五室模型，其中评估了肌酐清除率对MPA的EHC的影响，结果显示当肌酐清除率低于25ml/min时，MPA暴露增加，可能与低肌酐清除率引起MPAG在体内蓄积，导致MPAG向胆囊转运增加以及MPAG向MPA转化的再循环增加有关；同时模型显示与合用他克莫司或西罗莫司相比，合用CsA会导致MPA暴露降低，且EHC随CsA剂量增加而减小。
　　Okour等建立了包括具有一级吸收速率的未结合MPA、MPAG、AcMPAG及胆囊和肠道的五室模型，使用额外的胆囊室代表EHC过程，同时模型纳入进食次数作为参数，但未能优化模型拟合。研究结果显示：
　　①与无糖尿病患者相比，患有糖尿病的移植患者的MPAG清除率降低了19%，综合有文献证明糖尿病大鼠肝细胞顶膜侧ABCC2、ABCG2表达下调的结果，其认为糖尿病移植患者MPAG清除率降低可能与MPAG随胆汁排泄减少有关。
　　②HNF1A作为一种肝脏中的转录因子，可以调控包括胆汁酸转运蛋白等在内的几种基因的表达。此研究发现，与野生型相比，HNF1A rs2393791基因位点突变后EHC增加了16.5%。
　　Yau等在亚洲肾移植患者中建立了包括MPA中央室及外周室、MPAG室及胆囊室和肠腔室的五室模型，评估了胆汁释放时间（Tbile）和胆囊排空间隔（Tgall）对EHC的影响，结果显示，Tbile和Tgall影响MPA和MPAG第2个峰的出现时间（Tmax2）和最大浓度（Cmax2）以及EHC的程度。Tmax2，MPA和Tmax2，MPAG均随Tbile或Tgall的增加而增加；另一方面，Tbile对Cmax2，MPA几乎无影响，而Cmax2，MPA随Tgall的增加而降低；同时，随着Tbile或Tgall的增加，Cmax2，MPAG观察到有下降的趋势。同时模型显示，联用CsA导致MPA和MPAG的EHC降低，且随着CsA剂量的增加，EHC具有下降的趋势。
　　Sherwin等在使用MMF的儿童期起病的系统性红斑狼疮（cSLE）患者中建立了具有一级吸收速率及一系列转运隔室的包括MPA中央室及外周室、MPAG室及胆囊室和肠腔室在内的多室模型。通过模拟胆囊排泄时间，使之与进食时间相一致，同时以食物摄入时间为基础设置胆囊排空时间，发现MPA多峰出现的时间大致对应于进食时间，说明进食可以通过影响胆汁排泄及胆囊排空进而影响MPA的EHC。
　　关于霉酚酸群体药动学的研究，大多数采用增加胆囊室和肠腔室的方式将EHC纳入模型，使模型模拟的MPA在体内的代谢过程更加符合生理特征。其中MPA联用CNIs的种类对EHC影响的结果在各项研究中较为一致。后续PPK研究还应关注转运体基因多态性对EHC的影响。


4　小结
　　MPA在体内表现出较大的个体间及个体内药动学差异，其中一部分来源于MPA的EHC。食物、代谢酶、转运体基因多态性、合并用药合并疾病等都可通过影响MPA的EHC引起MPA体内暴露差异，探究与EHC相关的影响因素能够提高临床上使用MPA的安全性与有效性。转运体基因多态性对MPA/MPAG体内暴露影响在不同研究中的结果存在差异，可能与研究对象种族、病理生理状态、移植状态、合并用药等情况不同有关，在研究过程中应注意各因素之间的交互作用。在建立PPK模型时，应纳入EHC和相关协变量分析，模拟MPA及其代谢物在体内的生理过程。


参考文献　略


本文仅供学习参考，完整准确内容请查阅原始文献：孙莎莎,陈冰.肝肠循环对霉酚酸药动学作用及其影响因素研究进展[J].中国药师,2022,25(04):688-692.DOI:10.19962/j.cnki.issn1008-049X.2022.04.023.


【链接】


霉酚酸类药物在器官移植受者中的药代动力学研究进展
https://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=87380


性别对肾移植受体霉酚酸血药浓度影响的临床分析
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