研究目的
多数药物研发项目以开发口服药物为最初的目标，而口服药物进入人体后首先是通过肠粘膜被人体吸收的，因此，在药物研发的过程中，选取合适的、能够提供可靠数据并能准确地预测人体内吸收的体外渗透性研究模型就显得非常重要。除人造膜模型如 PAMPA 和模拟模式系统，细胞渗透性研究模型提供的数据对先导化合物的优化最具指导意义 [4] 。体外细胞渗透性研究实验能够提供包括化合物的溶解性、在细胞中的积蓄、对外排转运以及对细胞间紧密连接的调节能力在内的渗透性数据，不仅可以用于预测口服生物利用度还可以用于预测化合物在机体里的分布，比如预测化合物在中枢系统或血脑屏障的渗透性。
转运体是能够影响药物代谢动力学、药效学和毒理学性质的一类载体蛋白。人体中与药物相关的转运体主要包含两类转运体超家族：ATP 结合盒（ABC）转运体和溶质载体（SLC）转运体。转运体可以影响药物的吸收、分布、消除等体内过程，进而影响药物的有效性和安全性，在药物相互作用中扮演重要角色 [5] 。通常体外测试是评估转运体介导的药物相互作用的第一步。
平台介绍
体外药物渗透性研究模型
药明康德体外渗透性研究实验平台提供四种模型用于研究药物的渗透性，结合药物开发不同阶段的需求，为客户定制不同的解决方案，满足高通量筛选和机理研究、申报等要求。PAMPA 是一种非细胞、适合高通量筛选的渗透性研究实验模型 [6][7]，在药物研发的早期主要用于评估化合物的被动跨膜转运。此外，我们还提供三种细胞模型用于渗透性研究，它们分别是野生型 MDCK II 细胞，MDR1-MDCK II 细胞（转染了人的 MDR1 基因的 MDCK II 细胞，能特异性表达外排转运体 P- 糖蛋白 （P-gp））和 Caco-2 细胞。相比PAMPA 模型，细胞模型还综合考察了化合物在吸收过程中可能会涉及到的易化扩散和主动转运，因此能够提供更为可信的数据来支持体外渗透性的评估。 具体模型介绍见下表：
体外转运体研究模型
药明康德体外转运体研究平台提供多种体外模型用于评估转运体介导的药物相互作用。我们利用三类细胞模型进行特定转运体的底物或者抑制剂的评估，它们分别是利用稳定转染了人的 OATP1B1、OATP1B3、OATP2B1、OAT1、OAT3、OCT1、OCT2、MATE1、MATE2-K、PEPT1、PEPT2 和 NTCP 等转运体基因的人胚肾细胞（HEK 293 细胞），用于开展 SLC 转运体的药物相互作用研究；转染了人的 MDR1 基因，特异性表达 P-gp 的MDR1-MDCK I 和 MDR1-MDCK II 细胞，及表达 P-gp 和 BCRP 等 ABC 转运体的人结肠癌细胞 Caco-2 细胞，用于开展 ABC 转运体 P-gp 和 BCRP 相关药物相互作用研究[8] 。其中，MDR1 MDCK I 细胞可以更好地预测体内血脑屏障的 P-gp 底物，主要应用于中枢神经相关的药物研发。此外，我们还提供表达 ABC 转运体 BSEP 和 MRP2 的囊泡模型，开展相关研究工作，及建立了利用原代肝细胞综合评估肝脏的摄取能力及 SLC 转运体介导的药物相互作用模型。具体模型介绍见下表。
验证数据示例
药明康德药性评价部在渗透性及转运体平台的建设过程中，非常注重体系的可重现性和稳定性，以及与体内数据或文献数据的一致性。如用 29 个商品化药物开展了 Caco-2 渗透性实验的验证工作。该验证实验重复了 3 次，每次做 3 个复孔。实验结果重现性良好，且这 29 个商品化药物在 A-B 方向上的表观渗透系数与人体吸收数据 [9] 相关性非常好（相关系数的平方值（R2）为 0.93）（图1）。此外，每年会进行平台稳定性的验证，年间数据相关性均大于 0.9，如 2016 年与 2020 年重复测试的 18 个商品化合物在 A-B 方向的表观渗透系数的相关性 R2 为 0.98（图 2）。
图 1. 29 个商品化药物在 Caco-2 细胞中 A-B 方向的表观渗透系数与其人体口服吸收的相关性。这 29 个商品化药物分别为 acetaminophen、alprenolol、atenolol、carbamazepine、cimetidine、cisapride、clozapine、daunorubicin、dexamethasone、diclofenac、etoposide、imipramine、ketoprofen、granisetron、loperamide、methotrexate、metoprolol、minoxidil、omeprazole、pindolol、pravastatin、prazosin、propranolol、quinidine、ranitidine、saquinavir、sulfasalazine、topotecan 和 verapamil。L、M 和 H 分别代表低、中、高渗透性。
图 2. 18 个商品化药物在 Caco-2 细胞中 A-B 方向的表观渗透系数的年间相关性。这 18 个商品化药物分别为 carbamazepine、cimetidine、daunorubicin、dexamethasone、diclofenac、etoposide、 ketoprofen、loperamide、methotrexate、metoprolol、minoxidil、omeprazole、pravastatin、propranolol、quinidine、ranitidine、sulfasalazine 和topotecan。
