在臨床應(yīng)用中患者經(jīng)常會同時使用多種藥物，這些藥物可能會產(chǎn)生藥物-藥物相互作用（Drug-drug interaction，DDI，簡稱藥物相互作用），有可能導(dǎo)致嚴重不良反應(yīng)或改變治療效果。因此，有必要對DDI發(fā)生的可能性和嚴重性及其影響程度進行科學(xué)評估。DDI按照作用影響指標可分為藥代動力學(xué)和藥效動力學(xué)相互作用，通常從體外試驗開始評估。藥物相互作用研究在藥代動力學(xué)方面主要涉及代謝酶和轉(zhuǎn)運體。其中代謝酶介導(dǎo)的藥物相互作用評估主要包括三個方面：藥物代謝酶表型鑒定的研究，藥物代謝酶的抑制作用評估以及藥物代謝酶的誘導(dǎo)作用評估。CYP酶（細胞色素P450酶）是體內(nèi)重要的藥物代謝酶，參與80%~90%藥物的代謝過程。本期文章主要介紹CYP酶的誘導(dǎo)作用評估。

CYP酶誘導(dǎo)機理

現(xiàn)已證明CYP450酶表達受孕烷X受體 (PXR)、組成型雄烷受體 (CAR)、芳烴受體（AHR）等核受體調(diào)控（圖1）。這3個核受體均為轉(zhuǎn)錄因子，當(dāng)與配體結(jié)合激活后，核受體會從細胞質(zhì)轉(zhuǎn)入細胞核中。其中，PXR和AhR分別與細胞核內(nèi)的視黃醛X受體（RXR）和轉(zhuǎn)運蛋白（ARNT）形成異源二聚體，進而結(jié)合在相應(yīng)靶基因上（如CYP酶），調(diào)節(jié)CYP酶的表達。AhR參與CYP1A2的誘導(dǎo)；PXR主要參與CYP3A4的誘導(dǎo)，其次是2C亞家族；CAR與PXR的誘導(dǎo)譜非常重疊，此外有研究表明CAR還可以誘導(dǎo)CYP2B6。

圖1 核受體介導(dǎo)的CYP酶誘導(dǎo)機制示意圖（來源：Induction of hepatic cytochrome P450 enzymes: methods, mechanisms, recommendations, and in vitro-in vivo correlations）

值得一提的是，并不是所有的CYP450酶都可以被誘導(dǎo)，目前還未發(fā)現(xiàn)CYP2D6和CYP2J2的誘導(dǎo)劑。《藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》要求評估在研藥物對于 CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19 和CYP3A4的誘導(dǎo)作用。其中，CYP3A4、CYP2C8、CYP2C9和CYP2C19均受PXR激活所誘導(dǎo)。ICH指導(dǎo)原則《M12：藥物相互作用》中提到，一般情況下，藥物對CYP2C8、CYP2C9和CYP2C19的誘導(dǎo)作用均不及CYP3A4。因此，在藥物早研期間，可只評估CYP1A2，CYP2B6和CYP3A4的誘導(dǎo)作用。如果根據(jù)體外結(jié)果可以排除藥物對CYP3A4酶的體內(nèi)誘導(dǎo)可能性，則無需評價藥物對CYP2C酶的誘導(dǎo)可能性，反之，則需要進一步評估在研藥物對于CYP2C酶的誘導(dǎo)作用。

CYP酶誘導(dǎo)體外評估模型

由于CYP酶誘導(dǎo)的試驗是從“轉(zhuǎn)錄"、“翻譯"、“蛋白質(zhì)翻譯后修飾"直至成為活性CYP酶蛋白，所以CYP酶誘導(dǎo)試驗系統(tǒng)必須是細胞而非其亞結(jié)構(gòu)。通常可使用冷凍保存或新鮮分離的貼壁人原代肝細胞評估在研藥物對于CYP酶的誘導(dǎo)潛力。其試驗設(shè)計如下：

以下為原代人肝細胞CYP酶誘導(dǎo)試驗要點:

CYP酶誘導(dǎo)案例分析

【案例一】

受試物在藥效模型的血漿穩(wěn)態(tài)Cmax為20μM，血漿蛋白結(jié)合率為85%，如何設(shè)計CYP酶誘導(dǎo)實驗中的受試物孵育濃度？

ICH指導(dǎo)原則《M12：藥物相互作用》推薦濃度范圍覆蓋15×Cmax,u，《藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》推薦30×Cmax,u為預(yù)期肝臟藥物濃度，同時應(yīng)結(jié)合體外溶解度和肝細胞毒性結(jié)果來設(shè)計。Cmax=20μM，fu=0.15，則Cmax,u=3μM，15×Cmax,u=45μM，30×Cmax,u=90μM。

（1）如果化合物溶解度≥ 90μM，但在60-90μM下受試物有肝細胞毒性，最后設(shè)計的濃度為：50、15、5、1.5、0.5μM。

（2）假如化合物溶解度只能達到30μM，則建議濃度設(shè)定為30、10、3、1、0.3μM。

【案例二】

如果體外誘導(dǎo)試驗結(jié)果表明某種在研藥物的mRNA誘導(dǎo)倍數(shù)小于兩倍，能否排除體內(nèi)誘導(dǎo)的可能性？

在研藥物的mRNA誘導(dǎo)倍數(shù)為1.7倍＜2倍，此時需要計算相對陽性對照組的增加比例。根據(jù)指導(dǎo)原則中提出的用于計算相對陽性對照增加比例的公式：%陽性對照藥物 = (在研藥物處理后的細胞mRNA增加倍數(shù)-1) × 100/ (陽性對照藥物處理后的細胞mRNA增加倍數(shù)-1)，該案例中在研藥物mRNA誘導(dǎo)相對陽性對照組的增加比例計算為：%陽性對照藥物=（在研藥物使mRNA增加的倍數(shù)1.7-1）× 100/（陽性對照使mRNA增加的倍數(shù)3-1）=35%＞20%，即在研藥物的誘導(dǎo)倍數(shù)小于2倍，但大于陽性對照的20%，根據(jù)指導(dǎo)原則要求，該情況下不能排除在研藥物的體內(nèi)誘導(dǎo)的可能性，建議進一步對在研藥物進行評價研究。

【案例三】

如果體外誘導(dǎo)試驗結(jié)果表明在研藥物的mRNA誘導(dǎo)倍數(shù)為1.8倍，陽性對照組的誘導(dǎo)倍數(shù)為5.1倍，這種情況下能否排除在研藥物的體內(nèi)誘導(dǎo)的可能性？

該情況和案例二類似，在研藥物的mRNA誘導(dǎo)倍數(shù)為1.8倍＜2倍，此時同樣需要計算相對陽性對照組的增加比例。該案例中在研藥物mRNA誘導(dǎo)相對陽性對照組的增加比例計算為：%陽性對照藥物=（在研藥物使mRNA增加的倍數(shù)1.8-1）/（陽性對照使mRNA增加的倍數(shù)5.1-1）×100%）=19.5%＜20%。在這種情況下，由于在研藥物的誘導(dǎo)倍數(shù)小于2倍，且小于陽性對照的20%，因此其體內(nèi)誘導(dǎo)的可能性不大，不需要進一步的評價研究。

CYP酶誘導(dǎo)常見問題解答

1、在酶誘導(dǎo)試驗中是否需要在酶活性和mRNA兩個水平上進行評估？

通常需要結(jié)合酶活性和mRNA兩個水平上的結(jié)果做結(jié)論，且mRNA水平更能真實反映誘導(dǎo)源頭上的效應(yīng)，且更為敏感。僅測量酶活性主要存在問題是：當(dāng)同時存在抑制作用時，可能會掩蓋誘導(dǎo)作用，而通過測量mRNA水平進行轉(zhuǎn)錄分析可解決該問題。且應(yīng)通過陽性對照驗證系統(tǒng)，證明其中所有主要的CYP酶有功能且可被誘導(dǎo)。

2、為什么酶誘導(dǎo)試驗初始時只需要測試三個酶亞型？

CYP誘導(dǎo)的產(chǎn)生源自藥物對核受體的激活從而使相應(yīng)的mRNA表達量增高，而主要的CYP亞型只涉及到三種核受體。其中，CYP3A、CYP2C的核受體是PXR，CYP1A2的核受體是AhR，CYP2B6的核受體是CAR，而CYP2D6則未發(fā)現(xiàn)可被誘導(dǎo)。如果CYP3A被誘導(dǎo)，則需要檢測CYP2C。

3、在酶誘導(dǎo)試驗中為什么要連續(xù)加藥誘導(dǎo)？

   一般情況下促變藥應(yīng)多次給藥直至其達到穩(wěn)態(tài)后，再評價其對底物藥物的影響。若促變藥并非誘導(dǎo)劑或者時間依賴型抑制劑，并且可證明單次與多次給藥對酶/轉(zhuǎn)運體的影響相似時，可采用單次給藥進行DDI 研究。

綜上所述，在藥物研發(fā)早期進行CYP酶誘導(dǎo)試驗時，可以采用原代人肝細胞進行研究，在mRNA水平和酶活水平上先考察受試物對于CYP1A2，CYP2B6和CYP3A4的誘導(dǎo)作用。建議首先采用基礎(chǔ)定性方法（mRNA倍數(shù)變化）去評估受試物的CYP酶誘導(dǎo)潛力。如果基礎(chǔ)方法表明受試物有誘導(dǎo)可能性，則可以繼續(xù)使用相關(guān)性方法進行評價。可以在較大濃度范圍內(nèi)進行在研藥物的誘導(dǎo)作用研究，以確定誘導(dǎo)參數(shù)例如Emax和EC50。基礎(chǔ)定性方法僅使用在研藥物的體外數(shù)據(jù)，而相關(guān)性方法則可以將藥物的誘導(dǎo)作用與多種臨床已明確的關(guān)注酶誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)作用進行比較。此外也可以使用靜態(tài)機制模型或PBPK模型。如果根據(jù)體外數(shù)據(jù)和模型無法排除誘導(dǎo)的風(fēng)險，則應(yīng)使用關(guān)注酶的敏感底物進行臨床研究。對于CYP酶誘導(dǎo)作用的評估，有助于闡明潛在的相關(guān)藥物相互作用風(fēng)險，明確藥物聯(lián)用禁忌，順利推動藥物的上市申請進程。

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參考資料：

[1]N.J.Hewitt,E.L.Lecluyse,S.S.Ferguson. Induction of hepatic cytochrome P450 enzymes: methods, mechanisms, recommendations, and in vitro–in vivo correlations. Xenobiotics. 2007,37(10-11): 1196-1224.

[2] Odette A Fahmi,Sharon L Ripp. Evaluation of models for predicting drug-drug interactions due toinduction. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 2010, 6(11).

[3] ICH指導(dǎo)原則《M12：藥物相互作用》. 2024.

[4] NMPA. 藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）.2021.

[5] 藥明康德DMPK公眾號.

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