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川丁特罗代谢与排泄研究

川丁特罗,2-(3-氯-4-氨基-5-(三氟甲基)苯基)-2-(叔丁氨基)-乙醇,是沈

阳药科大学药化实验室自主合成的一种结构全新的β2-肾上腺素受体激动剂。川

丁特罗具有选择性高、低毒、长效等特点,在中国正处于Ⅲ期临床研究阶段。

本论文的研究目的是结合多种方法制备川丁特罗代谢物对照品,并对其进行

结构鉴定,系统研究川丁特罗在大鼠体内、微生物模型及大鼠和人体外肝微粒体

孵育体系中的代谢情况,并利用获得的代谢物对照品,研究川丁特罗及其主要代

谢物在大鼠体内的排泄情况,以及对川丁特罗的主要代谢物进行酶表型确认研究。

为全面评价川丁特罗的有效性和安全性提供依据并为临床安全、合理用药提供指

导。

一、川丁特罗代谢物对照品的制备及结构鉴定建立了短刺小克银汉霉AS

3.970的微生物模型,并进行了转化条件优化,用于川丁特罗在微生物体内的代

谢研究及代谢产物的制备。通过对川丁特罗的短刺小克银汉霉AS3.970制备规

模的转化液样品和大鼠多剂量灌胃给予川丁特罗后收集的尿液样品中的代谢物

的分离纯化,获得了5种代谢物对照品;设计并优化了川丁特罗羟胺衍生物的合

成方法,通过同生物体内代谢物色谱和质谱行为的比较,确认其为川丁特罗体内

代谢物之一。

综合运用核磁共振光谱(NMR)、电喷雾离子化质谱(ESI-MS/MS)和飞行时间高

分辨质谱(TOF-MS)对制备得到的6种代谢物对照品进行结构鉴定,确定其分别

为:2-(3-氯-4-(羟基氨基)-5-(三氟甲基)苯基)-2-(叔丁氨基)-乙醇(即川丁特

罗芳香羟胺代谢物,M2)、2-(3-氯-4-氨基-5-(三氟甲基)苯基)-2-(2-羟基-1,1-

二甲基)乙氨基-乙醇(即川丁特罗叔丁基羟基取代代谢物,M3)、2-(3-氯-4-氨基

-5-(三氟甲基)苯基)-2-(叔丁氨基)-乙酸(即1-羧基川丁特罗,M4)、2-(3-甲基

亚磺酰基-4-氨基-5-(三氟甲基)苯基)-2-(叔丁氨基)-乙醇(即川丁特罗甲基亚

砜取代代谢物,包含一对差向异构体,M5和M6)和2-(3-甲磺酰基-4-氨基-5-(三

氟甲基)苯基)-2-(叔丁氨基)-乙醇(即川丁特罗甲基砜取代代谢物,M7)。除M4

外,其余均为首次制备得到的代谢物对照品。

其中,川丁特罗芳香羟胺代谢物(M2)具有不稳定的性质,容易发生氧化还原

反应,本实验初步考察了其稳定性并进行了探讨,发现其在酸性条件下最为稳定。

实验中获得的代谢物对照品可用于川丁特罗代谢物结构鉴定、体内排泄及酶表型

确认研究。

二、川丁特罗大鼠体内及微生物模型中的代谢研究采用HPLC-MS/MS分析方

法,综合分析代谢产物的准分子离子和多级碎片离子,并与6种代谢产物对照品

比较,结合药物体内代谢规律,系统研究川丁特罗在大鼠体内和微生物模型中的

代谢情况,鉴定了代谢物结构。共检测到20种代谢物,包括4种Ⅰ相代谢物:苯环

单羟基取代代谢物(M1)、芳香羟胺代谢物(M2)、叔丁基单羟基取代代谢物(M3)

和1-羧基川丁特罗(M4);16种Ⅱ相代谢物:川丁特罗N-或O-葡萄糖醛酸结合物

(M8和M9)、单羟基取代川丁特罗的葡萄糖醛酸结合物(M10、M11和M12)、乙酰

化代谢物(M13)、川丁特罗N-或O-葡萄糖结合物(M18、M19)、硫酸结合物(M20)、

川丁特罗脱氯后的谷胱甘肽结合物(M14)及其进一步发生分解、氧化代谢生成的

次级代谢产物,即半胱氨酰甘氨酸结合物(M15)、半胱氨酸结合物(M16)、乙酰半

胱氨酸结合物(M17)、甲基亚砜取代代谢物(M5和M6)和甲基砜取代代谢物(M7),

其中13种为首次检测到的代谢物。

观察到大鼠体内代谢途径主要单羟基化、C-氧化、乙酰化、葡萄糖醛酸化,

这些代谢途径还可能相互交叉,生成次级代谢产物。此外,还发现了一种新的重要

的代谢途径,即谷胱甘肽结合及其进一步发生分解代谢、氧化代谢途径。

在微生物模型中发现5种代谢途径,除了同体内代谢途径相同的单羟基化、

C-氧化及乙酰化外,还首次发现了葡萄糖结合和硫酸结合代谢途径,微生物模型

中未发现这些代谢途径的相互交叉及生成的次级代谢产物。川丁特罗在大鼠体内

和微生物模型中的代谢差异主要体现在Ⅱ相代谢物的种类。

此结果说明微生物转化可以作为研究药物体内代谢的一个重要工具,但是其

只能部分替代实验动物,而不可能将其完全取代。