轉運體介導中藥與化學藥相互作用研究進展

王靜靜 ，江振洲 ，3，張陸勇 ，黃 鑫 ，3

（中國藥科大學1.藥物科學研究院，2.江蘇省新藥篩選重點實驗室，3.藥物質量與安全預警教育部重點實驗室，江蘇 南京 210009；4.廣東藥科大學藥學院新藥篩選與藥效學評價中心，廣東 廣州 510006）

藥物相互作用是指同時或貫序使用2種及2種以上藥物時，藥物的藥效學或藥動學發生變化的現象。而藥物相互作用的評估常涉及以下幾個方面：①非臨床和體外實驗的預測；②臨床試驗的評估；③以相關模型評價藥物相互作用產生的可能性[1]。在這一過程中，人們往往從代謝酶和轉運體的角度對其相互作用的可能原因作出解釋。

轉運體是位于細胞膜上的一類轉運蛋白，可介導內源性物質和外源性藥物及其代謝物進出細胞，分布在小腸、肝、腎、腦組織及一些生殖器官中細胞的頂側膜或基底側膜上（圖1），專司各類物質的跨膜轉運[2-3]。按轉運方式可將轉運體分為2類：一類為原發性主動轉運型，以三磷酸腺苷結合盒（ATP-binding cassette，ABC）為代表，主要包括P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）、多藥耐藥相關蛋白（multi?drug resistance-associated protein，MRP）和乳腺癌耐藥相關蛋白（breast cancer resistance protein，BCRP）等；另一類為繼發性主動轉運型或促進擴散型，主要為溶質載體轉運體（solute carrier trans?porter，SLC），主要包含有機陰離子轉運多肽（organic anion transporting polypeptide，OATP）、有機陰離子轉運體（organic anion transporter，OAT）、有機陽離子轉運體（organic cation transporter，OCT）和寡肽轉運體（oligopeptide transporter，PEPT）等[4-6]。轉運體底物具有廣泛的重疊性和多樣性。如他汀類藥物既是BCRP和MRP的底物，也是OATP的底物[1]，這增加了此類藥物與他藥產生藥物相互作用而增強藥物療效的可能性，但也增加了聯合用藥產生藥物不良反應的風險。在轉運體介導的藥物相互作用中，研究較多的是P-gp，BCRP，OATP，OAT和OCT。FASINU等[7]研究發現，用于治療獲得性免疫缺陷綜合征（acqired immuno defi?ciency syndrome，AIDS）的草藥蘇合蘭（Suther?landia frutescens）可顯著抑制P-gp，OATP1B1和OATP1B3對底物的攝取，當抗病毒類藥物用于AIDS患者時，應避免選擇上述轉運體底物。

在藥物相互作用中，代謝酶與轉運體的作用不容忽視，當聯用藥物共同為代謝酶/轉運體的底物、抑制劑或激動劑時，就有出現藥物相互作用的可能性，可能會對藥物的療效和毒副作用產生干擾（圖2）。中藥與化學藥的相互作用（herb-drug interaction，HDI）與藥物相互作用類似，也會出現幾種常見結果：①當兩種藥物都是某代謝酶/轉運體底物時，可能會存在競爭性攝取或外排，導致兩藥的攝取和外排均有一定程度的降低；②當一種為其底物，而另一種為其抑制劑時，可能會出現底物藥物的攝取或外排降低；③當一種為其底物，而另一種為其激動劑時，可能會出現底物藥物的攝取或外排升高[8]。但因中藥本身所含組分相對復雜，很多成分至今還不為所知，且中藥多以副作用小的優點廣泛被人們接受[9]，加之中藥替代療法的不斷引入，中藥與化學藥聯用也日漸進入人們視野。HDI中，細胞色素P450（cytochrome P450，CYP450）酶的重要作用已有不少學者進行了總結歸納。本文著眼于P-gp，BCRP，OAT，OCT和OATP等5種美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administra?tion，FDA）建議進行藥物相互作用研究的轉運體，探究它們在HDI中的作用，以闡明轉運體在其間的作用，對聯合用藥過程中可能的效果作出預估，提高藥物聯用的效率。

圖1 腸（A）、腎（B）、肝（C）和腦（D）中轉運體分布.OCT：有機陽離子轉運體；OST：有機溶質轉運體；MRP：多藥耐藥相關蛋白；OATP：有機陰離子轉運多肽；PEPT：寡肽轉運蛋白；ASBT：頂膜鈉依賴性轉運體；MCT：單羧酸轉運體；BCRP：乳腺癌耐藥轉運體；P-gp：P-糖蛋白；OAT：有機陰離子轉運體；URAT：尿酸鹽轉運體；MATE：毒素外排蛋白；OCTN：肉堿/有機陽離子轉運體；BSEP：膽鹽輸出泵.

圖2 中藥與化學藥聯用可能產生的結果.

1 P-糖蛋白

P-gp是藥物相互作用中研究最多的轉運體，也是ABC轉運體家族的代表性轉運蛋白，其底物通常是疏水性的陽離子[3]，具有極普遍的廣泛性。臨床上常用的藥物，如免疫抑制劑環孢素A、他克莫司和伊維菌素等，抗癌藥多柔比星、長春新堿、長春堿、紫杉醇和伊馬替尼等，HIV蛋白酶抑制劑利托那韋和茚地那韋等均與P-gp相關，并通過其完成藥物原型及其代謝物的外排[10]。臨床上廣泛用于心血管疾病治療的地高辛是P-gp的典型底物。LI等[11]發現，大黃素使地高辛的藥時曲線下面積（the area under the concentration-time curve，AUC0-τ）升高0.51 倍，18 β-甘草次酸（18 β-glycyrrhetic acid，18 β-GA）使地高辛的最大血藥濃度（the maximum plasma concentration，Cmax）升高0.58倍。而大黃素（50 μmol·L-1）和 18 β-GA（50 μmol·L-1）對 P-gp的抑制效果分別為93.9%和83.9%。表明P-gp被抑制或誘導都可能會引起HDI，甚至會使得系統暴露量發生不可估量的變化，尤其是對于治療窗較窄的藥物。氯吡格雷是臨床上用于治療心血管疾病的常見藥物，早期實驗發現，其在體內發揮藥效作用的是其代謝物，主要經CYP2C19調節[12]。同時，CHEN等[13]研究表明，氯吡格雷與常用于心血管疾病的燈盞生脈膠囊（Dengzhan Shengmai capsule，DZSM）聯合使用時，氯吡格雷的Cmax，AUC0-τ和AUC0-C均出現明顯的上升趨勢，而其活性代謝物卻出現完全相反的結果。氯吡格雷在體內的吸收受限于P-gp，而其代謝物的產生與CYP450相關，表明在此過程中轉運體和代謝酶共同起作用。轉運體和代謝酶不僅會影響藥物的吸收、分布、代謝和消除（absorption，distribution，metabolism and ex?cretion，ADME）過程，對于藥物的毒副作用也有較大的影響。如臨床廣泛用于類風濕性關節炎治療的雷公藤多苷，其主要有效成分之一的二萜類生物堿雷公藤甲素（triptolide，TP）會導致嚴重肝毒性，并且肝毒性的產生被認為是P-gp與CYP3A4共同介導的，當TP與P-gp抑制劑聯合使用時，TP肝毒性顯著增強[14-16]。由此提示，臨床使用過程中應避免雷公藤多苷與P-gp抑制劑聯用，尤其是肝功能不全患者。在新藥研發過程中，可將P-gp作為一個切入點，若發現P-gp的抑制劑，應避免與P-gp典型底物進行聯用，或是考慮二者聯用后，可能減少底物外排而增強其有效血藥濃度維持時間的延長，從而增強患者的良好依從性。

本文總結了P-gp介導的HDI的體內研究，主要表征了藥物在體內的ADME過程的變化，以反映轉運體P-gp在其中的重要作用（表1）。

2 乳腺癌耐藥相關蛋白

BCRP是ABC轉運家族的另一常見轉運體，由ABCG2基因編碼，其對藥物在體內的ADME過程有著不可替代的作用[27]。阿巴卡韋、拉米夫定及部分抗癌藥如多柔比星（阿霉素）和二羥蒽二酮的外排均與其相關[28]。據研究報道，當二羥蒽二酮與含異戊二羥基黃酮類化合物的啤酒花聯合使用時，后者使二羥蒽二酮的細胞內蓄積量較單獨使用時增加了1.4～1.6倍[29]。而主要成分為異戊二烯基類黃酮的中草藥是ABCG2的有效抑制劑，ABCG2介導的異戊二烯類黃酮的外排可能是改變該類藥物生物利用度的一種機制[29]。

瑞舒伐他?。╮osuvastatin，RST）是多種轉運體的底物，如OATP1B1，OATP1B3，OATP1A2，BCRP，NTCP和CYP。將烏索酸或丹參素預先15 min給藥后再給予大鼠RST，RST的藥動學參數Cmax，AUC0-τ和AUC0-C均較單獨使用時升高≥2倍，而總清除率（Clz）/F則下降約57%，提示烏索酸或丹參素對RST的藥物代謝產生了顯著影響，并且這種相互作用的產生極可能是以上轉運體中的一種或幾種參與其中所致[30]。RST與丹參（tanjin）在健康志愿者中聯用時，RST的Cmax和AUC0-12h較單獨使用時分別下降了26.9%和19.4%；而給大鼠聯用時，其血藥濃度在15，30和45 min時分別降低了84.4%，64.4%和50.0%，tanjin可能上調了小腸的BCRP的表達，表明tanjin通過加速外排而抑制了瑞舒伐他汀的吸收，并且這種抑制效果的產生部分是由于小腸上分布的BCRP的上調導致的[31]。

表1 P糖蛋白在中藥與化學藥聯用過程中ADME過程變化匯總

BCRP作為介導藥物外排的重要轉運體之一，其介導的藥物相互作用對底物藥物毒性和效用作用關鍵，在實際臨床應用中可根據此將毒性較大的BCRP底物藥物與BCRP的激動劑聯用以加速其外排，而對藥效較強的藥物，可以通過和BCRP抑制劑聯用以延長其有效血藥濃度維持時間。外排轉運體影響了藥物離開靶器官的速率，故而在藥物聯用過程中其可能發揮的作用也是應當關注的重點。

3 陰離子轉運多肽

OATP屬于SLC家族的重要轉運體，包含多種亞型，在肝、腎、腸和腦表達較多，OATP的底物轉運通常是鈉離子和pH值依賴性的[32]。與其相關的藥物不勝枚舉，如RST、匹伐他汀等他汀類和非索非那定等藥物都是OATP的常見底物[33]。在OATP存在較多的亞型中，OATP1B1，OATP1B3和OATP2B1研究較多，因此本文對該3種亞型介導的HDI進行分別闡述。

3.1 OATP1B1和OATP1B3

OATP1B1和OATP1B3主要表達于肝的血竇膜側[34]，能調節較多藥物在肝內的攝取[35]。如白鶴靈芝類物質（rhinacanthin-C）可顯著抑制OATP1B1（IC50=0.7 μmol·L-1）和 OATP1B3（IC50=3.95 μmol·L-1）對底物的攝取功能，同時還可抑制多種CYP450酶的活性和功能，在臨床聯用過程中可能會對某些特異性藥物產生干擾，具有發生HDI的可能性[36]。另有研究表明，匹伐他汀以西柚汁進行口服時相對于以水口服，健康受試者體內匹伐他汀酸和匹伐他汀內酯的Cmax均下降約14%，且其AUC0-24h，AUC0-48h，AUC0-τ和AUC0-C均呈現顯著性升高，表明西柚汁中某些成分對匹伐他汀的體內過程存在影響，而這一作用的產生與基因SLCO1B1 388A>G多態性相關[37]，提示OATP1B1在西柚汁與匹伐他汀聯用過程中起到了關鍵作用。因此，在臨床用藥過程中，應要求患者以水送服，避免藥物不必要的體內過程的改變。

3.2 OATP2B1

OATP2B1是腸上皮細胞和肝細胞中分布廣泛的一類轉運體，與藥物的腸吸收和肝代謝攝取密切相關[38]。而與其相關的藥物相互作用的報道中，西柚汁、橙汁和蘋果汁的研究較多，因其中含有的黃酮類成分是OATP2B1的抑制劑，因此口服藥物在服用時應避免用西柚汁等果汁送服[39-40]。如SHIRASAKA等[41]指出，OATP2B1底物雌酮-3-硫酸與3種果汁中的任一種聯用時，高表達OATP2B1的卵母細胞（oocytes-OATP2B1）對雌酮-3-硫酸的攝取量顯著減少，將果汁中含有的黃酮類成分進行單獨攝取時，柚苷和橙皮苷對底物雌酮-3-硫酸的攝取呈現顯著性抑制，并且存在濃度依賴性。該結果進一步表明果汁中黃酮類成分的干預作用。在他汀類藥物瑞舒伐他汀、阿托伐他汀和氟伐他汀與臨床血藥濃度相當的綠原酸、甘草次酸、桑皮黃素、槲皮素以及黃芩素聯合應用的OATP2B1-HEK293細胞攝取實驗中，3種他汀類藥物的攝取量較單用的攝取量均顯著減少[43]，表明OATP2B1參與該過程且可能會與OATP2B1底物發生HDI。

OATP2B1在腸上皮細胞廣泛分布，在藥物吸收過程中的作用不可小覷，OATP2B1的基因表達和功能表達對該轉運體底物的吸收速度和效率存在一定的干擾。因此，當藥物與OATP2B1存在依存關系時，OATP2B1介導的藥物相互作用應作為考慮因素之一來選擇合適的聯用藥物。

OATP1B1，OATP1B3和OATP2B1在肝和腸表達較強，其位置和功能決定了它們可能會對藥物的代謝產生影響，可協同CYP450酶共同起作用，若是藥物代謝減慢，可能會導致藥物在肝聚積導致嚴重的肝毒性，福辛普利鈉和曲美替尼等產生的高膽紅素血癥和肝毒性可能就是OATP被抑制產生的[43]。因此，OATP的體內表達應引起足夠重視，與其相關的藥物聯用也應進行適當的體內外考察，以避免增加一些藥物不良反應發生的概率。

4 有機陽離子轉運體

OCT屬于SLC22家族，主要表達于肝、腎細胞基底側膜上，參與調節陽離子和藥物的體內藥動學過程[44]。OCT1在肝高表達，OCT2在腎表達明顯，而OCT3主要在骨骼肌和胎盤有表達，介導藥物的跨膜轉運，包括H2受體拮抗劑雷尼替丁、降糖藥二甲雙胍、抗腫瘤藥奧沙利鉑，還包括一些內源性物質，如維生素B1、組胺和去甲腎上腺素等[45-46]。SHAMS等[47]指出，白屈菜紅堿有潛力改善肥胖患者服用慶大霉素過程中并發的腎毒性，因其能通過OCT2抑制腎小管上皮細胞對慶大霉素的攝取，避免慶大霉素在腎蓄積致毒。紅色車軸草的主要成分芒柄花黃素屬于異黃酮類中草藥。HUANG等[48]研究發現，芒柄花黃素能夠下調OCT2的表達，同時上調MRP的表達而降低順鉑在腎內的蓄積，以降低其急性腎損傷后對腎的進一步毒性。

上述結果提示，可利用轉運體的橋梁，嘗試采用聯合用藥的方式降低藥物的毒副作用，這為臨床開具處方提供了一種逆行思路，有助于患者的耐受性和良好依從性，以減輕患者痛苦，使患者盡快痊愈。同時，當藥物產生嚴重肝、腎毒性時，可考慮在此過程中OCT轉運體是否會發生變化，或許OCT可作為肝、腎毒性產生的靶點之一，通過藥物聯用逆轉OCT表達的變化以達到減輕藥物肝、腎毒性的目的。

5 有機陰離子轉運體

OAT與OCT一樣，同屬于SLC22家族，主要參與轉運小分子物質，包括兩親性的有機陰離子、不帶電的分子，甚至是一些有機陽離子[49]，主要表達于腎近曲小管上皮細胞的基底側膜上，是轉運藥物進入腎小管上皮細胞的第一層媒介[50]。因此其介導的藥物相互作用主要與腎排泄相關。如丹參的成分紫草酸、迷迭香酸和丹參素對OAT1的底物對氨基馬尿酸和OAT3的底物雌酮硫酸鹽產生≥70%的抑制效果，并且混合物呈現更明顯的抑制結果[51]。由此提示，OAT底物與丹參素聯合使用時，可能會影響OAT1/3底物的腎排泄，進而造成血液或是其他臟器組織的藥物蓄積，帶來隱患。LU等[52]研究了172種中草藥提取物，并以OAT1和OAT3底物6-羧基熒光素進行相互作用的研究，發現30%的中草藥提取物都對其有顯著的抑制效果，在進行藥物聯用時，要考慮OAT3表達變化帶來的相互作用。在燈芯草與OAT1/3底物呋塞米相互作用的藥動學實驗中，相比呋塞米單獨使用的情況，口服聯合時其AUC0-τ和AUC0-C分別升高了2.31和0.81倍，靜脈聯合時AUC0-τ和AUC0-C分別升高了0.25和0.55倍；并且2種給藥方式下，呋塞米的表觀分布容積（Vz-obs）和清除率（Clobs）均出現下調趨勢[52]。因此，燈芯草與OAT1/3底物聯用時，應注意潛在藥物相互作用的存在，可能會對底物藥物的排泄產生干擾而延長藥效或增強毒性。同時，LIU等[53-54]指出，甲氨蝶呤，臨床用于類風濕性關節炎的一線用藥，40%～90%以原型經腎排泄，且OAT1和OAT3在其排泄過程中發揮重要作用，當其與OAT1/OAT3抑制劑白藜蘆醇或大黃酸聯用時，其腎毒性明顯改善。由此提示，OAT1/3的下調可能是甲氨蝶呤等底物的一種毒性機制，可利用兩藥聯用來減輕腎毒性，這為臨床用藥提供了一定的理論指導。

OAT在藥物由血入腎過程中發揮作用，對藥物的血藥濃度和排泄速率均存在一定影響，聯用過程中藥物的治療窗應嚴格監視，以降低無效治療發生的概率。

SLC介導的中藥-化學藥相互作用匯總見表2。

6 結語與展望

轉運體和CYP450酶之間有較大的相似性，CYP450酶主要分布在肝，并參與藥物的轉化，而轉運體廣泛分布于各組織臟器的細胞膜，協助完成藥物的跨膜轉運。在HDI過程中，藥物藥動學發生變化的過程通常是CYP450酶和轉運體被抑制或誘導產生的，且這種誘導或抑制通常受其上游核受體[63]，如法尼醇X受體（farnesoid X receptor）、肝X受體（liver X receptor）、視黃酸X受體（retinoid X receptor）和過氧化物酶體增殖物激活受體等的調控。另一方面，越來越多的學者探討轉運體在藥物毒性發生發展過程中的作用，并試圖采用藥物聯用的方式逆轉毒性狀態下轉運體的變化，從而達到聯用減毒的效果。

藥物與CYP450酶之間關系的研究多采用肝微粒體或肝原代細胞，與轉運體間關系的研究多采用高表達轉染細胞，并在此基礎上研究底物藥物的藥動學過程的變化，評價CYP450酶和（或）轉運體在HDI中的角色。這有助于對HDI的結果做出更好的預測，對于機制的研究有助于了解CYP450酶和（或）轉運體發生變化的可能通路，以更好地阻斷藥物帶來的不利變化。通過體內外數據和計算機模擬HDI發生的可能性和結果，可為臨床提供更有利的合理用藥的理論依據，降低HDI產生不良反應的概率。未來研究中，不同疾病狀態下的CYP450酶和（或）轉運體的表達變化可能會改變臨床聯用藥物的選擇，了解藥物聯用過程中CYP450酶和（或）轉運體的作用有利于臨床聯用方案的及時調整。關注CYP450酶和（或）轉運體在HDI的作用可為臨床合理用藥可提供強有力的科學指導。

表2 溶質載體轉運體（SLC）介導的中藥-化學藥相互作用