Multi-compound pharmacokinetic research on Chinese herbal medicines: approach and methodology
作者
李川
中國科學院上海藥物研究所新藥研究國家重點實驗室
中國中醫科學院中藥研究所
摘要
藥物在體內產生藥效作用有兩個前提條件，其一是給藥后藥物分子能被機體有效利用( 即: 能夠通過體內的生物屏障到達作用靶位，達到并維持起效濃度) ; 其二是藥物分子到達作用靶位的化學形式( 原型化合物或代謝物) 具有與藥效關聯的生物活性。
中藥藥代動力學是中藥藥理學的重要分支，它從中藥活性成分能否被機體有效利用的角度，研究與中藥藥效和安全性相關的物質問題。
中藥化學組成復雜，通常含眾多活性成分，許多中藥的發展經過“臨床→研究→臨床”的過程; 與此相對應，化藥通常為單一成分，其發展一般經過“研究→臨床”的過程; 這些帶來了中藥藥代動力學研究有別于化藥相關研究的特點。
中藥藥代動力學研究常圍繞臨床有效中藥，為揭示中藥藥效物質基礎邁出關鍵的一步，并通過“選對分”和“用好成分”為中藥療效的提高創造條件。
作者主要基于其研究團隊近年來開展的中藥多成分藥代動力學研究工作，重點介紹開展這類研究的思路和方法。
正文
經過20 年中藥現代化的努力，中藥制藥產業取得了長足進步，其年生產總值從1996 年的不足250 億元人民幣迅猛增長至2015 年的7 800 億元人民幣。
通過大規模工業化生產，中藥被制成片劑、膠囊劑、注射劑等現代藥物劑型( 中成藥) ，來滿足臨床用藥的巨大需求。
然而，由于中藥復雜的化學組成及獨特的發展歷程，目前中藥離完全概念的現代藥物尚有差距。
一方面中藥藥用價值的評價標準尚低于以化藥為代表的現代藥物標準，另一方面中藥的臨床合理使用尚缺足夠的科技支持。
中藥制藥產業的可持續發展迫切需要繼續推進中藥現代化，也就是用現代科學的原理與語言，闡明中藥的有效性、安全性和與有效安全關聯的質量一致性，提供能夠讓人聽得懂、信得過的科學證據。
為使中藥成為獲得國際普遍認可的現代藥物，需針對其特點做好三方面的工作: 其一是通過嚴格的隨機對照多中心臨床試驗以驗證中藥的有效性和安全性，其二是揭示中藥的藥效物質基礎及作用機理，其三是充分展示并確保與藥效和安全性關聯的中藥質量一致性。
圍繞中成藥品種，做好這些工作將極大地提升其科技內涵與形象、擴大臨床用藥，促進產業可持續發展。
隨著中藥制藥產業的迅猛發展，近年來出現了一個重要的發展趨勢，國內一些大型中藥制藥企業按現代藥物的標準
投巨資開展嚴格的臨床試驗，以評價其臨床用量大的中成藥品種的有效性和安全性。麻杏石甘-銀翹散、芪藶強心膠囊、芪參益氣滴丸、黃葵膠囊等中成藥的有效性和安全性在嚴格的臨床試驗中得以驗證，其研究結果獲得國際同行的認可，研究工作發表于相關醫學領域的國際權威刊物。
另外，復方丹參滴丸( NCT00797953) 、血脂康膠囊( NCT01327014) 、扶正化瘀片( NCT00854087) 、康萊特注射液( NCT00733850) 、桂枝茯苓膠囊( NCT01588236) 等一批中成藥先后通過了美國FDA 的Ⅱ期臨床試驗( http: / /clinicaltrials. gov) 。
這些按現代藥物標準所開展的嚴格臨床試驗極大地提升了人們對中藥有效性和安全性的認識，促進了中藥制藥產業的進一步發展，未來將有更多的中成藥品種進行這樣的臨床試驗。
由于中藥化學組成復雜，闡明中藥的有效性和安全性不僅需要開展嚴格的臨床試驗，在此基礎上還需進一步揭示中藥的藥效物質基礎。
這是因為不明確藥效物質基礎就不能說明中藥是通過哪些化學成分發揮藥效作用，也難以說明其藥效作用的機制和特點。
藥物在體內產生藥效作用有2 個前提條件，其一是給藥后藥物分子能被機體有效利用( 即: 藥物分子能夠通過體內的生物屏障到達作用靶位，達到并維持起效濃度) ; 其二是藥物分子到達作用靶位的化學形式( 原型化合物或代謝物) 具有與藥效關聯的生物活性( 藥效活性) 。
中藥通常含眾多化學成分，能夠成為藥效物質基礎的中藥成分需要具備一定的條件，簡單地講就是: 這些成分應有較好的“類藥屬性”。
所謂類藥屬性包括: 與中藥療效關聯的生物活性( 藥效活性) 、用藥時的“安全性”、決定能否被機體有效利用的“藥代屬性”、在中藥中的“含量”以及能否與其他藥物“和諧共事”。
由于中藥所含的各化學成分在生物活性、理化性質、含量等方面存在明顯差異，因此中藥的藥效作用可能主要來自其所含的部分關鍵成分，而非中藥所含的全部化學成分。
給藥后能被機體有效利用且具有藥效活性的中藥成分最有可能成為中藥的藥效物質基礎，此外也不排除一些含量較低但具有相同藥理活性的中藥成分通過在體內的“濃度疊加”產生藥效作用的可能。
面對中藥的化學復雜性，作者及其研究團隊提出: 藥代動力學可作為篩選手段，通過考察給藥后中
藥成分能否被機體有效利用，發現值得進一步研究的中藥成分，為揭示中藥的藥效物質基礎邁出關鍵一步。
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開展中藥藥代動力學研究的思路
所含成分在給藥后能被機體有效利用，是中藥在體內產生藥效作用的物質前提。
對于大多數中藥而言，藥效作用的發揮需要其活性成分進入體循環，由此到達作用靶位與受體發生作用，因此給藥后哪些中藥物質具有顯著的系統暴露( 在體循環血液中出現) 是開展藥代動力學研究首先要搞清楚的問題。
圖1 所示為作者開展中藥藥代動力學研究的初始思路。
圖1 中藥多成分藥代動力學研究的初始思路
中藥含有眾多成分，各成分不僅含量高低不同，而且其藥代屬性也會因結構和理化性質的不同而不同。
給藥后，由于在中藥中的含量差異，以及在吸收、分布、代謝及排泄過程中受機體因素的影響，中藥各成分的體內暴露會出現明顯差異。
通過對給藥前后收集的血、尿樣品進行分析，就能發現中藥所含的許多成分因含量低或藥代屬性差，給藥后的體內暴露不顯著，這些成分即使有藥效活性，可能也很難對中藥藥效產生貢獻;
另一些成分因含量高且藥代屬性較好或在體內可由其他成分轉化而來，給藥后在體內以原型化合物或代謝物形式暴露顯著，其暴露水平可隨中藥給藥劑量的增加而提高，這些中藥成分是后續涉及中藥藥效和安全性的研究應優先關注的對象。
如果在體內暴露顯著的同時具有較強的藥效活性，這樣的中藥成分就很有機會成為中藥的藥效物質基礎。
藥代動力學研究發現的暴露顯著的活性中藥成分或其代謝物可作為中藥的藥代標識物( pharmacokinetic markers for Chinese herbal medicines) ，用以反映給藥后機體對中藥的物質暴露，并在后續臨床研究中與中藥的藥效和安全性相關聯。
基于上述研究思路，作者及其研究團隊在人體受試者和實驗動物上開展了一批中藥多成分藥代動力學研究。
研究結果表明: 不論是口服給藥還是靜脈注射給藥，給藥前的中藥化學組成物質譜與給藥后的中藥體內暴露物質譜之間通常存在明顯差異。
這可總結為2 個“不一定”，即: 給藥前在中藥中含量高的成分給藥后其體內暴露水平“不一定”仍然高; 給藥后一些體內暴露顯著的中藥物質( 中藥成分的代謝物) “不一定”是中藥所含的成分。
上述2 個“不一定”突顯藥代動力學研究對于揭示中藥藥效物質基礎的重要性。
圖2 所示為人體受試者口服復方丹參滴丸后，在具有心血管藥效活性的丹參多酚類主要成分中，丹參素的系統暴露水平明顯高于其他成分的暴露水平，這是因為后者的腸道吸收差( 丹酚酸A、丹酚酸B、丹酚酸D、迷迭香酸、紫草酸) 或者體內代謝過快( 原兒茶醛) 。
A. 來自復方丹參在滴丸的丹參多酚類成分的成分劑量;
B. 口服給藥復方丹參滴丸后丹參多酚成分的系統暴露水平;
C. 來自丹紅注射液的丹參多酚類成分的成分劑量;
D. 靜注給藥丹紅注射液后丹參多酚類成分的系統暴露水平。
圖2 給藥前含丹參中成藥中丹參多酚類成分的化學物質譜與給藥后丹參多酚類成分在人體內的暴露物質譜比較
在人體受試者上靜脈注射丹紅注射液后，丹參素、丹酚酸D 及紫草酸的系統暴露水平明顯高于其他丹參多酚類成分( 原兒茶醛、丹酚酸B、迷迭香酸及丹酚酸A) 的暴露水平( 圖2) 。
靜脈注射丹紅注射液后丹參素的暴露水平高，主要是由于該成分在注射液中的含量高于其他成分的含量。
然而，丹酚酸D 和紫草酸在丹紅注射液中的含量卻低于上述其他丹參多酚類成分的含量，這以上成分的暴露水平較高是由于其清除半衰期比其他成分的長3 ～ 5倍，較長時間的體內循環抵消了這些成分含量相對較低對其體內暴露帶來的不利影響。
再有1 個例子是關于口服給藥后三七皂苷類成分的系統暴露。三萜皂苷類成分是三七所含的具有心血管藥效活性的一類重要成分，主要有二醇型皂苷成分( 如人參皂苷Ｒb1，Ｒd，Ｒc 等) 及三醇型皂苷成分( 如人參皂苷Ｒg1，Ｒe 和三七皂苷Ｒ1等) 。
雖然2 型皂苷成分化學結構相似，但在大鼠和人體受試者上開展的藥代動力學研究表明: 經成分劑量校正后，口服三七水提物后二醇型皂苷成分的系統暴露水平( AUC) 仍顯著高于三醇型皂苷成分的暴露水平。
這是由于二醇型皂苷成分與三醇型皂苷成分在肝膽排泄和腎排泄2 個清除途徑上存在顯著差異。
在人體受試者上開展的研究還發現: 口服給藥后三七皂苷類成分以三類化學形式進入體內循環，包括: 由腸道吸收的原型成分、在結腸微生物作用下水解脫糖形成的代謝物( 化合物-K，二醇型苷元原人參二醇及三醇型苷元原人參三醇) 、以及脫糖代謝物在宿主腸肝P450 酶作用下生成的代謝物( 圖3) 。
圖3 人體受試者口服三七水提取物后三萜皂苷類成分進入體循環后主要以代謝物的形式暴露
比較三七皂苷類成分的上述三類物質形式在人體內的暴露水平可知，口服給藥后三七皂苷類成分主要以代謝物的形式( 而非原型成分的形式) 在體內產生暴露，這些代謝物是研究口服給藥后三七皂苷類成分的體內藥效作用及其機制所應重點關注的物質對象。
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中藥多成分藥代動力學研究方法及關鍵技術
中藥化學組成復雜，一般含有眾多具有藥效活性的成分。
針對中藥的這一特點，開展中藥多成分藥代動力學研究，考察給藥后中藥成分能否被機體有效利用，其目的就是在中藥化學研究與中藥成分的藥效活性研究之間搭建橋梁，為揭示中藥的藥效物質基礎邁出關鍵一步。
開展中藥多成分藥代動力學研究有2 類基本方法。
研究方法之一被歸納為“藥效→物質”方法，
它是圍繞一類具有藥效活性的中藥成分，在人體受試者和實驗動物上開展研究，比較給藥后不同成分的體內暴露，找出暴露顯著的中藥成分及其代謝物，并研究這些中藥物質的藥代動力學特征和體內變化過程，由此找出有可能影響中藥藥效或安全性的中藥物質。
研究方法之二被歸納為“物質→藥效”方法，
它是從中藥所含的能被現有分析技術檢測到的所有成分出發，利用高載量和高通量技術考察不同成分的藥代屬性，根據給藥后體內暴露情況找出能被機體有效利用的中藥物質，為后續涉及中藥藥效和安全性的研究指明應優先關注的中藥物質。
目前針對中成藥品種所開展的多成分藥代動力學研究正是基于上述2 類基本研究方法的結合。
圍繞某個中成藥品種，在健康人體受試者上和大鼠等實驗動物上開展的多成分藥代動力學研究，應回答3 個問題:
①被研中成藥品種的化學組成及質量一致性如何?
回答該問題是開展藥代動力學研究的第一步，這是因為中成藥含有什么成分及其含量高低是決定給藥后體內中藥物質暴露的一個重要因素。
另外，在人體受試者和實驗動物上進行的藥代動力學研究通常都只用某一生產批次的中成藥開展工作，這就需要了解用該批次中成藥獲得的藥代動力學研究結果是否能推廣至該中成藥的其他批次產品。
②給藥后被研中成藥所含的哪些成分能產生顯著的系統暴露?
研究中成藥所含成分能否被機體有效利用首先要看給藥后這些成分在體循環血液中的出現情況，也就是成分的系統暴露。
考察系統暴露，既要看成分的暴露水平( 可用曲線下面積AUC 及峰濃度Cmax等藥動學參數來表達) ，也要看成分的暴露形式( 原型成分或代謝物) 。
③給藥后暴露顯著的中藥成分有怎樣的藥動學、吸收及體內變化過程特征?
對該問題的回答就是圍繞暴露顯著的中藥成分，進一步考察與被研中成藥藥效和安全性關聯的這些成分的藥代動力學特征。
這些特征包括: 中藥成分的體內清除半衰期、中成藥的給藥劑量與成分暴露水平的關系( 量-暴關系) 、中藥成分的吸收機制及影響因素、中藥成分的體內到達性( 能與何處的受體結合) 和組織分布特征( 重點是藥效靶組織、毒副作用靶組織、關鍵清除組織和產生藥代機制藥物間相互作用靶組織等) 、中藥成分在體內的主要清除途徑及相關分子作用機制等。
為了回答上述3 個問題，中藥多成分藥代動力學研究可按照“一個基礎、一個中心、兩個協助、三個支撐”的工作模式來開展。
“一個基礎”是指: 開展藥代動力學研究時首先搞清楚被研中成藥的化學組成( 特別應關注已報道具有藥效活性的成分在被研中成藥中的存在情況) 及其不同生產批次的質量一致性。
“一個中心”是指: 按照規定的臨床劑量考察給藥后被研中成藥的成分在人體受試者上的系統暴露情況，找出暴露顯著的中藥成分( 包括其暴露的水平和形式) ，特別應關注那些已報道具有藥效活性的成分的系統暴露情況。
“兩個協助”是指: 作為對上述人體受試者研究的補充，在大鼠等實驗動物上開展被研中成藥的藥代動力學研究，并圍繞在人體受試者上發現的主要暴露成分開展體外藥代研究，以幫助全面了解體內暴露顯著的中藥成分的藥代動力學特征，尤其是與藥效作用或毒副作用關聯的藥代動力學特征。
在了解種屬差異的基礎上，進一步開展動物藥代動力學研究可幫助獲得給藥后的量-暴關系、吸收特征及影響因素、組織分布特征、在體內的主要清除途徑及藥代基質效應( 中藥成分的系統暴露和藥動學特征受中成藥中其他成分的影響) 等信息。
體外藥代研究包括: 體外代謝試驗( 幫助鑒定體內代謝物、比較代謝種屬差異及鑒定起關鍵作用的人代謝酶等) 、體外轉運試驗( 研究被動擴散所涉及的膜通透性、鑒定介導主動轉運的轉運體并比較相關種屬差異等) 、血漿蛋白結合試驗、全血-血漿分配比試驗等。
“三個支撐”是指: 研究前的情報收集與分析、基于色譜-質譜技術的樣品分析及研究數據分析。由于中藥藥代動力學研究涉及中藥和機體2 個復雜體系，因此研究前的情報收集與分析對于讓實驗研究能更快地抓住關鍵、減少盲目及提高效率十分重要。
為了給實驗研究提供更好的幫助，樣品分析需要具備化合物高載量和樣品高通量的性能特點。
研究數據分析不僅包括藥動學參數計算，還可利用生理藥代動力學( PBPK) 建模與預測來獲取更多在人體上的中藥成分藥代動力學信息，此外采用正確的數理統計學方法也是產生準確信息的一個前提條件。
除上述研究方法外，開展中藥多成分藥代動力學研究還需發展與之相配套的關鍵技術。
由于涉及中藥和機體2 個復雜體系，通常需要將不同類別的研究技術整合在一起，形成能適應多成分特點、具備某方面研究功能的技術群。
支持中藥藥代動力學研究的技術群包括: 中藥情報收集與分析技術群、復雜生物樣品微量中藥物質分析技術群、中藥體內代謝物制備和純化技術群、藥代動物實驗技術群、中藥化合物通過生物屏障研究技術群、中藥化合物體內清除研究技術群、中藥藥代標識物發現鑒定技術群、中藥藥代研究數據分析技術群等。
例如: 應用低濃度電解質效應( low concentration electrolyte effects) ，通過提高電噴霧電離( ESI) 源的離子化效率( ionization efficiency) 和離子化容量( ionization capacity)，來增強被測化合物的檢測響應、降低復雜生物樣品基質效應( matrix effects) 干擾并提高定量檢測上限，將其與脈沖梯度色譜洗脫技術相結合，可有效提高液相色譜-質譜聯用技術用于分析復雜生物樣品中微量中藥物質的效能( 圖4) 。
圖4 低濃度電解質效應提高由電噴霧電離源連接的液相色譜/質譜的檢測響應、降低基質效應干擾并提高化合物定量檢測上限
中藥所含的一些藥效活性成分因具有揮發性，一直難以準確靈敏地在生物樣品中對其進行檢測分析。
冰片的單萜類成分龍腦、異龍腦及其代謝物樟腦正是這樣的揮發性中藥物質，應用氣相色譜-質譜的“程序升溫汽化”( programmable temperature vaporizing，PTV) 進樣技術結合“微萃取”樣品前處理技術可解決這一分析難題，促進了冰片的藥代動力學研究，該項技術可推廣至分析其他揮發性中藥物質。
圖5 所示的是將體內( in vivo; 大鼠藥代研究) 、體外( in vitro; 中藥物質與藥物代謝酶和轉運體的相互作用) 、計算機輔助( in silico; 中藥物質的理化性質) 、分析等技術整合在一起，用于評價不同中藥成分能否通過“腸肝屏障”和“血腦屏障”的技術群。
圖5 整合in vivo，in vitro，in silico，生物樣品分析等多類技術手段，用于考察中藥成分能否通過“腸肝屏障”和“血腦屏障”及相關影響因素
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研究實例: 銀杏酮酯及其制劑的多成分藥代動力學研究
20 世紀60 年代德國人Willmar Schwabe 博士開發了國際上首個標準化銀杏葉提取物及其制劑。
我國是銀杏葉資源大國，國家食品藥品監督管理總局( CFDA) 先后批準了100 多個銀杏葉提取物制劑品種上市。
在防治心腦血管疾病的中藥和植物藥制劑中，銀杏葉提取物制劑多年來一直在國內醫院處方用量方面名列前茅。
供血不足是許多心腦血管疾病的一個共同特點，銀杏葉提取物的許多藥效作用都與其改善血液循環和供血有關。
因此，搞清楚給藥后銀杏葉提取物中的成分的系統暴露藥代動力學特征十分重要。
此外，研究還發現銀杏葉提取物及其成分具有神經保護作用，然而銀杏葉提取物的成分能否透過血腦屏障尚不清楚; 近年來開展的臨床研究也未得出一致的結論證明銀杏葉提取物制劑有益于老年癡呆等神經退行性病變，這些臨床研究的試驗設計和數據解釋均缺乏藥代動力學的支持。
銀杏酮酯( GBE50) 是上藥集團上海杏靈科技藥業采用具有自主知識產權的新技術生產的一種標準化銀杏葉提取物，為了幫助企業提升該產品的科技內涵，作者研究團隊開展了銀杏酮酯及其制劑的多成分藥代動力學研究。
該項研究重點回答兩方面的問題，
其一、口服給藥后銀杏酮酯的哪些成分能夠從胃腸道吸收，進入體循環被機體顯著利用?
其二、給藥后銀杏黃酮醇和內酯兩類成分在大鼠體內有怎樣的系統暴露和腦暴露?
不同給藥途徑( 靜脈注射和口服) 對此有何影響?
藥物通過“腸肝屏障”主要涉及腸道吸收和首過清除2個環節。
影響口服藥的腸道吸收的因素包括: 藥物分子的膜通透性、水溶性及腸上皮細胞轉運體的外排作用等。
首過清除涉及: 藥物分子在腸上皮細胞中的代謝、在肝細胞中的代謝、隨膽汁排泄等。
為了研究腸肝屏障各環節對銀杏酮酯成分的影響及口服給藥后銀杏酮酯成分的系統暴露情況，首先應用液相色譜-質譜聯用技術對銀杏酮酯的成分譜進行系統分析。
在此基礎上，采用體外Caco-2 細胞單層模型及計算機建模和預測技術，研究銀杏葉化合物的膜通透性、水溶性以及腸上皮細胞外排轉運體的影響，根據可吸收銀杏葉化合物的化學結構預測其可能發生的首過代謝反應，并結合體外代謝試驗研究其在人體和大鼠腸、肝中的代謝，通過灌胃給藥在大鼠上考察銀杏酮酯成分的系統暴露，并考察原型化合物及其主要代謝物隨大鼠膽汁排泄的情況等。
在銀杏酮酯中共檢測出72 種銀杏葉成分( 圖6) ，
圖6 標準銀杏葉藥材、銀杏酮酯提取物及銀杏酮酯顆粒劑的化學成分物質譜比較
這些成分主要歸為: 內酯、黃酮( 包括黃酮醇、黃酮、異黃酮、雙黃酮和黃烷醇等) 和羧酸三大類; 不同成分在銀杏酮酯中的含量相差較大( 0. 01 ～ 55. 3 mg·g － 1 ) 。
雖然膜通透性差影響了黃酮醇苷類成分的腸道吸收，但灌胃給藥后大鼠血中仍可檢測到多個銀杏酮酯的黃酮醇苷類成分; 黃酮醇苷成分可在結腸中微生物作用下水解生成易于吸收的苷元化合物，吸收后的黃酮醇苷元化合物迅速被代謝，所生成的Ⅱ相葡萄糖醛酸結合物和硫酸酯結合物等可在大鼠血中檢測到。
另外，經腸道吸收的槲皮素苷化合物( 屬黃酮醇苷類成分) 和槲皮素的葡萄糖醛酸結合物由于具有兒茶酚結構，可被甲基化生成相應的異鼠李素苷化合物( 屬黃酮醇苷類化合物) 和葡萄糖醛酸結合物。
內酯類成分具有中等膜通透性，雖然體外實驗提示銀杏內酯A 和銀杏內酯B 是腸上皮細胞外排轉運體P-gp 和MＲP2 的底物，但膜通透性似乎是影響這類銀杏葉成分腸道吸收的關鍵因素。
較差的膜通透性和水溶性限制了銀杏酮酯的雙黃酮類成分在腸道的吸收; 銀杏酮酯的其他類成分由于含量低，因此在給藥后難以在大鼠血中檢測到。
總之，灌胃給藥后體內暴露較顯著的銀杏酮酯物質為黃酮醇的代謝物和內酯類成分，這2 類銀杏葉物質有不少藥效活性的報道，因此值得在后續研究中重點關注。
針對銀杏葉提取物改善供血和保護神經細胞的藥效作用，進一步的藥代動力學研究工作著力于考察給藥后銀杏黃酮醇及內酯2 類活性成分的系統暴露和腦暴露情況，并比較口服( 銀杏酮酯) 和靜脈注射( 舒血寧注射液) 2 種途徑給藥所帶來的差異。
這部分研究工作在大鼠上開展，利用微透析技術采集大腦細胞間液以考察化合物透過血腦屏障的情況，試驗獲得的生物樣品用液相色譜-質譜聯用技術進行分析。
研究發現: 給藥后在大鼠體內黃酮醇類和內酯類成分表現出不同的清除動力學特征，其中黃酮醇類成分( 代謝物是其重要的暴露形式之一) 的半衰期較長( 11. 6 ～ 30. 2 h) 、內酯類成分的較短( 0. 3 ～ 0. 9 h) ; 由此影響兩類銀杏葉成分的系統暴露水平。
上述清除動力學特征的差異是由于在大鼠體內黃酮醇類成分能進行腸肝循環，而內酯類成分因較快的腎排泄難以進行腸肝循環( 圖7) 。
圖7 給藥后在大鼠體內，銀杏葉黃酮醇類成分能形成腸肝循環，但銀杏葉內酯類成分因在體循環中有較快的腎排泄而難以維持其腸肝循環
給藥大鼠( 按三倍臨床劑量折算出大鼠的給藥劑量) 后黃酮醇苷成分及代謝物難以透過血腦屏障; 內酯類成分的腦暴露水平也較低( 圖8) ，
圖8 給藥后在大鼠腦細胞間液中測到的銀杏葉內酯類成分暴露水平比文獻報道的這些化合物所需展現體外神經保護作用的濃度低2 ～ 3 個數量級。
給藥后在大鼠腦細胞間液中難以測到銀杏葉的黃酮醇類成分及其代謝物
這比報道的銀杏葉內酯類化合物展現體外神經保護作用所需的濃度低2 ～ 3 個數量級; 很低的腦暴露水平似乎難以支持這些銀杏葉成分在體內產生對神經元細胞的直接保護作用。
口服和靜脈注射2 種途徑給藥后，銀杏葉成分的系統暴露相差很大。
口服給藥后，黃酮醇苷原型成分難以通過腸肝屏障進入體循環，水解脫糖后經Ⅱ相結合反應生成的代謝物是這類銀杏葉成分在進入體循環后的主要暴露形式; 通過靜脈注射給藥可讓黃酮醇苷原型成分在體循環中產生顯著暴露。
銀杏葉內酯類成分的暴露差異主要取決于它們在兩種制劑中的含量高低。
銀杏內酯C 在口服給藥時是例外，因其較差的腸道吸收限制了系統暴露水平。
白果內酯在注射劑中的含量很低，靜脈注射給藥后該成分在血中難以被檢測。
了解兩類銀杏葉活性成分的體內暴露，有利于更精準地研究這些成分的藥效作用，并對“選對成分、用好成分”以提高銀杏葉提取物制劑的臨床療效具有積極的意義。
上述研究是對銀杏葉提取物給藥后體內物質暴露認識的突破，基本打通了相關技術路線; 后續研究將重點在人體受試者上開展銀杏酮酯制劑的多成分藥代動力學研究，檢測給藥后銀杏酮酯體內暴露物質的心腦血管藥效活性，考察銀杏酮酯制劑與化藥合用時出現藥代機制不良相互作用的風險等，這些研究將為優化銀杏酮酯制劑的臨床用藥和提高臨床療效提供科學依據。
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中藥藥代標識物
( pharmacokinetic markers of Chinese herbal medicines)
中藥藥代動力學研究涉及中藥和機體2 個復雜系統，為了促進中藥藥代動力學基礎研究成果向臨床應用轉化，作者等提出了“中藥藥代標識物”概念。
中藥藥代標識物是指用給藥后體內出現的并可被現有分析技術檢測的中藥物質( 原型成分或代謝物) ，來反映或預測與中藥藥效或安全性關聯的中藥體內物質暴露、影響暴露的因素及與暴露相關的其他因素。
首個中藥藥代標識物是作者及其研究團隊在圍繞復方丹參滴丸開展丹參多酚類活性成分藥代動力學研究時發現的。
研究發現丹參素具有較好的腸道吸收和適中的體內清除，丹參素是口服復方丹參滴丸后唯一系統暴露水平( 以原型成分形式) 顯著的丹參多酚類成分，其暴露水平隨復方丹參滴丸劑量的增加而增加并呈線性量暴關系，因此血中測到的丹參素可作為一個藥代標識物，用來反映給藥后機體對復方丹參滴丸的丹參多酚類成分的暴露。
三萜皂苷類成分是三七的一類藥效活性成分( 主要包括二醇型皂苷成分和三醇型皂苷成分) ，人體口服三七水提物后皂苷類成分會發生組合代謝( combinatorial metabolism) ，即在結腸中微生物和宿主腸肝P450 酶作用下先水解脫糖再氧化; 最后生成的代謝物的系統暴露水平顯著高于從腸道吸收的原型成分的暴露水平。
然而，上述代謝物的暴露水平在個體間差異很大、且呈現不隨三七提取物劑量增加而增加的量暴關系。
在此，作者及其研究團隊發現三七皂苷類成分腸道吸收前水解脫糖生成的代謝物( 原人參二醇和原人參三醇)可在人血中測到并作為藥代標識物; 分別用來反映給藥后二醇型和三醇型皂苷成分的上述組合代謝最終產物在暴露水平上的個體間差異及其濃度隨時間的變化。
這是第二種類型的中藥藥代標識物，可用于反映劑量非依賴型體內中藥物質的暴露特征。
在上述組合代謝中結腸微生物介導的水解脫糖是整個代謝過程的限速步驟，人體結腸中微生物的酶水解活性強弱決定了上述組合代謝最終產物暴露水平的高低。
作者研究團隊還發現人血中測到的原人參二醇和原人參三醇可用來反映不同個體間結腸中微生物酶水解活性的差異; 這是第三種類型的中藥藥代標識物，可用于反映中藥物質體內暴露的影響因素。
在開展中藥注射劑多成分藥代動力學研究時，作者及其研究團隊提出中藥成分的劑量( 由中藥成分在注射液中的含量與中藥注射劑的日給藥劑量相乘獲得) 與其半衰期結合可作為藥代標識物，用來預測靜注給藥后中藥注射液成分系統暴露水平的高低。
隨著中藥藥代動力學研究的不斷擴展和深入，更多的中藥藥代標識物將被發現和應用，新的藥代標識物可能被用來反映或預測與中藥體內物質暴露相關的中藥有效性、安全性及患者病情因中藥治療帶來的變化等，幫助選擇最適合中藥治療的患者等。
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中藥多成分藥代動力學研究的展望
通過多年的探索與努力，中藥多成分藥代動力學研究已在方法與技術上取得了突破，這類研究正逐步圍繞更多的中成藥品種而開展，并在中成藥品種科技提升中發揮作用。
在此基礎上，進一步開展方法學研究，讓中藥多成分藥代動力學研究從“探索”走向“規范化”，將有利于這類研究工作的推廣。
另一方面，圍繞中成藥品種開展多成分藥代動力學研究，后續可進一步從以下幾個方面開展工作。
1 揭示中藥的藥效物質基礎
開展多成分藥代動力學研究，全面考察給藥后中藥的體內物質暴露，找出那些能被機體顯著利用的中藥物質，為揭示中藥的藥效物質基礎邁出關鍵一步。
后續研究工作可從三個方面來進行: 檢測中藥體內暴露物質( 原型成分及代謝物) 與中藥療效相關的生物活性( 藥效活性) 、研究如何將這些中藥物質的藥效活性轉化為中藥的整體療效、研究中藥多種物質在藥效作用協同或疊加的同時能否“藥代和諧”( pharmacokinetic compatability) 。
所謂藥代和諧是指: 藥物一同使用時不會發生影響藥物有效性或安全性的藥代機制藥物間相互作用( pharmacokinetic drugdrug interactions) 。
2 研究中藥與化藥合用引發藥代機制相互作用的風險
中藥在臨床上大量使用，其原因之一就是在藥效作用上與化藥形成互補，且長期用藥較為安全。
中藥和化藥成功地聯合使用不僅取決于這類藥效作用的協同或疊加，也取決于中藥和化藥之間能否藥代和諧。
開展中藥制劑與化藥合用引起藥代機制相互作用的風險研究，不僅需要全面認識給藥后中藥在人體內的物質暴露，而且也要了解能影響中藥藥效活性成分體內暴露的關鍵清除途徑及相關分子機制。
在此基礎上，結合中藥的臨床用藥情況，從中藥藥效活性成分體內暴露水平被化藥改變( 中藥物質作為substrate victims) 、以及體內暴露顯著的中藥物質改變化藥的暴露水平( 中藥物質作為perpetrators) 兩個角度開展研究。
3 開展患者和特殊人群的中藥多成分藥代動力學研究
給藥后藥物的體內暴露是決定其藥效和用藥安全的一個重要因素。
大量研究表明患者的病理生理狀況及其接受的其他治療可使藥物在患者體內的暴露及藥代動力學特征與在正常人體內的情況相比出現明顯差異，這些差異主要歸因于臟器組織的血液灌注、毛細血管的通透性、肝臟等臟器組織中多種蛋白的合成、肝腎功能等出現了改變。
近年來，多種疾病中涉及的炎癥反應和免疫反應等改變藥物代謝酶、轉運體及血漿蛋白的表達量和活性也引起人們的高度重視，這些都可造成藥物的體內藥代動力學特征的顯著變化。
因此，在正常人體受試者上開展研究后，應進一步在患者上開展中藥藥代動力學研究，這不僅有利于中藥臨床合理用藥、發現易從中藥治療獲益的患者，而且還可為開展考察中藥有效性和安全性的臨床試驗提供支持。
4 開展中藥的制劑工藝考察，促進中藥質量一致性提升
在開展中藥多成分藥代動力學研究時，需要建立檢測功能強大的中藥物質分析方法，這些分析方法除了用于中藥的多成分藥代動力學研究外，還可用于分析制劑生產工藝各環節對中成藥產品最終質量的影響，并用于找出工藝流程中影響不同生產批次中成藥質量一致性的關鍵環節和因素。
這項研究工作對于闡明和保證中成藥質量的一致性具有重要的意義。
