单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,细胞色素,P450,酶,在药物研究中的应用,Cytochrome P450,细胞色素,P450,在药物合理用药中的作用,正确判断疾病,选择正确的药物,安全、有效、经济使用药物,最小的卫生资源投入,最大的医疗和社会效益,合理用药概念,目前医药界存在的问题,乱研,乱产,乱用,乱销,急于求成的科学家,急于,接轨,的管理,急于发财的商家,急于救人的医生、,急于治病的病人,用药问题太多,滥用抗生素,关于上感用抗生素，浪费,25%,养 殖 业,用药剂量过大,产生毒性作用,联合用药过多,产生药物相互作用,提高医生的用药水平！,提高病人的自我保护意识！,提高职业药师的责任感！,不良反应现状,Adverse Drug Reaction ADR,*,WHO,报道：,因,ADR,住院,5%,住院病人,ADR,发生率,10-20%,美国,ADR,救治费,760,亿,/,年；,英国,39,亿,/,年,*,我国,5000-8000,万残疾人，听力残疾占,1/3,，,其中因药物至残占,60-80%,不良反应现状,Adverse Drug Reaction ADR,武汉地区,1/7,死于不合理用药，占住院死亡率,11%,处方错误：,4%,无必要甾体抗炎药,47%,不良反应没有得到合理治疗,23%,例：年轻的癫痫死亡病例,无明显病理变化,卡马西平,+,苯妥英钠,血药浓度降低,思考,比较注重知识的积累，较少讨论实际案例,医生查房，主要讨论诊断，不查合理用药方案,医生诊断,药师参与用药决策,合理用药必备条件,临床药理学的基本知识,生物药剂学的基本知识,药物的体内过程,靶部位浓度高、低、持续时间,疗效,药物代谢是维持血药浓度的关键因素,催化药物代谢,药物代谢酶,决定药物代谢速度,药物代谢酶活性,药物代谢酶存在的部位,肝、肠、脑、肾、肺,药物代谢主要途径,氧化、还原、水解、结合,药物代谢酶类型,细胞色素,P450,非细胞色素,P450,I,相,II,相,药物代谢结果,1,失活（减毒或解毒）,大多数药物,2,活性明显增加,非那西丁 对乙酰氨基酚,前药（,prodrug),酶活化靶向前体药物,3,毒性明显增强,异烟肼,4,致癌性增加,环境致癌物与肿瘤易感性,细胞色素,P450,概述,肝脏内存在许多药物代谢酶系统,:,微粒体药物代谢酶系统：,主要为细胞色素,450(cytochrome P450,CYP),，,非微粒体酶系统,肠道菌群酶系统；,CYP450,酶系,是因其主要组成,P450,的还原型与,CO,结合体在,450nm,处有特征光吸收蜂而得名。,细胞色素,P450,分布广泛，各种脊椎动物、无脊椎动物、植物、真菌和细菌中均有它的存在。其分布具有一定的选择性，它分布于外源化合物进入体内的主要入口组织。,CYP450S,的生化功能,CYP450S,催化的主要反应有烷基羟基化、烷基环氧化、羟基的氧化、氨氧硫部位的脱烷基化、氧化性脱氨、脱氢、脱卤素、,C-C,断裂等等。,总反应式：,2e-,2H,+,RH+O,2,ROH+H,2,O,P450,由,450,酶所催化的药物相反应常为其在体内代谢的限速步骤,可影响药物的生物利用度,而药物在体内的药动学个体差异往往是由于参与代谢的,450,酶活性的个体差异所致,因为,450,酶活性常受到遗传因素、年龄、疾病状态或其它药物相互作用的影响而发生改变。,CYP450S,分类,CYP450S,由许多异构体组成,这些异构体组成了,450,酶家族或亚家族。,(1),线粒体,P450,：参与类固醇激素的生物合成,与药物或外来物质代谢无关,不属于药物代谢酶的范畴,;,(2),微粒体,P450,：,参与药物、致癌物、类固醇激素和脂肪酸的代谢。,(3),线粒体和微粒体皆有分布的,P450,：,参与一些具有重要生理功能的内源性物质的生物合成与代谢,如,血栓素、前列环素、胆固醇、维生素,3,和胆汁酸,等。,CYP450S,命名,CYP450,酶家族是由字母,CYP,CYP,正体表示酶，斜体,CYP,表示基因,根据蛋白质一级结构氨基酸序列的同源性，,40%,归为同一类，由阿拉伯数字,1,10,来表示,如：,CYP2,;,每个家族又分为亚家族（,subfamily),同源性,55%,归于同一个亚族，用大写英文字母进行区分,如,CYP3A,、,CYP2D,等；,同一亚族中，根据发现的顺序用阿拉伯数字编序，区分不同的个体，如,CYP3A4,、,CYP2C19,等,再以,1,表示野生型,2,以后表示变异型的变种,如,CYP1,1 2,几中重要的,CYP450,酶,CYP3A4,CYP2D6,CYP2C,CPY1A2,CYP2E1,由各种,p450,酶代谢的药物的相对比例,CYP3A4,CYP3,4,是成人,CYP450,中最重要的成分,约占,CYP450,总量的,30%,40%,居第一位。该酶在许多内、外源化合物的代谢中起着重要作用包括,38,个类别共,150,多种药物在体内的代谢,还参与部分前致癌物的活化。,外源性化合物：红霉素、尼莫地平、利多卡因、环孢素、奥美拉唑、可的松、雌二醇、,-,还原酶抑制剂等,内源性化合物：雌二醇、可待因,CYP3A4,CYP3,4,基因位于,7,号染色体,2,区,1,带,近年来发现的变异等位基因,3,4,为,5,启动区,290,其分布频率在,白人为,4.2%,黑人为,66.7%,而在中国人中未见,。,变异体与酶活性关系有待更深入的研究。,尽管,CYP3,4,活性存在广泛的个体差异,但目前尚无证据表明其存在遗传多态性。,低的,CYP3,4,活性,是浸润期膀胱癌发展的危险因素。,Romker,等证实,3,4,的低活性与,53,的过度表达有显著联系,可能为,CYP3,4,参与了环境中一种目前尚不清楚的可诱导,53,突变的前致癌物的解毒反应。,CYP2D6-,最具遗传多态性的酶系,CYP2,6,占成人,CYP450S,的总量,4%,左右。,参与异喹胍、抗心律失常、抗高血压药、三环类抗抑郁药等,50,多种临床药物的代谢。,CYP2D6-,最具遗传多态性的酶系,人类的,CYP2,6,基因簇位于,22,号染色体的长臂上。,最常见的变异等位基因为,CYP2,6,是第,4,外显子,1634,处出现拼接错误。,CYP2,6,则为第,5,外显子,2637,的丢失,导致阅读框架移位。,CYP2,6,和,CYP2,6,占所有无效等位基因的,70%,。,CYP2,6,为,CYP2,6,基因的缺失,占无效等位基因的,15%,。,CYP2,6,、,CYP2,6,等少见,加起来约占余下,15%,。,CYP2D6-,研究热点,多态性研究：药物代谢,致癌机制。,CYP2,6,羟化活性可激活某些前致癌物,引发肺癌和膀胱癌,CYP2C,CYP2C19,具遗传多态性,CYP2,亚族由,CYP2,9,、,CYP2,10,、,CYP2,19,等同工酶蛋白组成,占成人,CYP450S,总量的,20%,左右。,在华法林、甲苯磺丁脲、美芬妥英、安定、氯丙嗪等药物的代谢起重要作用。,CYP2C,CYP2C19,具遗传多态性,CYP2,19,具遗传多态性,基因族位于人,10,号染色体。,（,1,）灭活突变形式,:CYP2,19 2,为第,5,外显子的,681,位突变,CYP2,19 3,为第,4,外显子的,636,位的突变,突变提前产生一个终止密码,使蛋白合成提前终止。,（,2,）某一位点发生突变导致氨基酸发生取代,CYP2,19,活性降低甚至丧失,包括,CYP2,19 4,、,CYP2,19 5,、,CYP2,19 6,、,CYP2,19 7,、,CYP2,19 8,。但东西方人种间存在着明显的种族差异。,CYP1A2,CYP1,2,在肝脏组织中特异性表达,占肝脏,CYP450S,总量的,13%,参与某些,黄嘌吟类药物如丙米嗪,普奈洛尔,茶碱等的代谢,在许多,前致癌物,(,杂环胺类、芳香胺类等,),的激活过程中发挥作用。,CYP1A2,其含量与活性存在显著的个体差异：,中国人弱代谢者,(,),的频率为,5%,高加索人中,则为,%,。,CYP1,2,基因在人,15,号染色体上,已发现两种形式的突变,:,一为,5,-,侧翼序列的突变,可产生一个酶切位点,:,另一为第,1,内含子上的突变,产生,201,酶切位点。突变频率在日本人中为,23%(,前者,),高加索人中为,44%(,后者,),。,在烟民中,第一种点突变可将高活性表型转变为低活性表型。,第二种点突变可能也是,CYP,2,活性增加的直接原因之一,或是与其它遗传多态性的高诱导性呈基因连锁。,许多研究报道,CYP,2,与肠癌、乳腺癌、肺癌、膀胱癌、肝细胞肿瘤有关,但其多态性与上述肿瘤的关系仍不清楚,。,CYP2E1,CYP2,1,主要分布于成人肝脏,占肝脏中,CYP450,总量的,7%,左右。目前确定的底物多达,75,种,:,如乙醇、蒽氟烷、氯唑沙宗、氟烷,对乙酰氨基酚,甲氧氟烷、异氟烷,烟草中的许多成份,CYP2E1,CYP2,1,基因位于,10,号染色体上,其大小为,11.4,存在,6,种限制性片断长度多态性,(,),即,、,、,和,以及,5,-,端的,和,其中,和,5,-,端的,影响,2,1,的表达。,频率存在种族差异,总的趋势是东方人最高,白人居中,黑人最低。,CYP2E1,CYP2,1,参与了亚硝胺、黄曲霉毒素,1,等前致癌物的活化过程。,5,-,端,:,野生型基因,(,1),存在,的内切位点,突变型基因,(,2),的,位点消失。已有研究报道,携带,2/,2,个体发生鼻烟癌的危险性比携带其它基因型的个体高,5,倍左右,在胃癌的发生中,携带,/,2,或,2/,2,基因型者,其易患性增高,若同时有吸烟史者,则胃癌的危险性显著升高。,CYP450S,与药物不良反应,基因多态性,苯乙双胍在,20,世纪,70,年代口服用于治疗糖尿病，由于太高的乳酸酸中毒事件而从市场上撤消，后来研究发现该要是由,CYP2D6,所代谢，,PMs,者产生最严重的乳酸酸中毒反应，这显然与 血药浓度有关。,CYP450S,与药物不良反应,基因多态性,可待因,的镇痛效果据认为是由于从一个,CYP2D6,催化的反应中形成了吗啡，,PMs,者不产生任何吗啡，因此没有从可待因获得镇痛作用,EMs,者和,PMs,者服用可待因和吗啡都会有不同样的效果。,EMs,效果好，但毒性可能增加,CYP450S,与药物不良反应,基因多态性,PMs,与浓度相关的不良反应,EMs,对药物相互作用易感,CYP450S,与药物不良反应,CYP450S,的活性改变,（,1,）诱导,对乙酰氨基酚的毒性是由其活性代谢产物所引起。长期合用乙醇和对乙酰氨基酚会诱导肝毒性。,（,2,）抑制,酮康唑是,CYP3A,的抑制剂，合用特非那丁会引起后者的血药浓度显著升高以致室性心律失常。,影响,CYP450,活性的因素,药物的诱导和抑制,激素水平,时间因素,环境因素,饮食因素,维生素及微量元素,一、,药物的诱导和抑制,涉及药物不良反应的酶,酶,药物,CYP1A2,卡马西平，红霉素，,雷米封,，利福平，茶碱，苯妥因钠，氟西汀，维拉帕米,CYP2C9,华法林，,苯妥因钠，,雷米封,，维拉帕米,CYP2C18,氟西汀，,利福平,，丙米嗪,CYP2C19,氟西汀，丙米嗪，,雷米封，利福平,，苯妥因钠，,华法林,CYP2D6,地尔琉卓，,丙米嗪，茶碱，氟西汀,CYP2E1,氟西汀，,雷米封,，茶碱，维拉帕米,UGT2,布落芬，柰普生,NAT2,雷米封,新药研究、报批,药物代谢,类型,药物代谢,酶的影响,完整说明书需,药代动力学资料,二、激素对,CYP450,酶活性的影响,激素水平能影响,CYP450,含量，大鼠初生时肝中药物代谢酶缺乏，对药物氧化和形成葡萄糖醛酸或硫酸酯结合能力低。,在出生,5,周内雄雌的药物代谢能力无差别,。,随着性成熟，雄性药酶比雌性高，这与雄,激素促进药酶,产生有关。,甲状腺功能提高可使分子量,17.5