动物肠吸收模型在药物研发中的应用

张字城(综述)，李新霞，李琳琳(审校)

(1.新疆医科大学基础医学院药理教研室，乌鲁木齐830054； 2.新疆医科大学分析测试中心，乌鲁木齐 830054)



动物肠吸收模型在药物研发中的应用

张字城1△(综述)，李新霞2※，李琳琳1(审校)

(1.新疆医科大学基础医学院药理教研室，乌鲁木齐830054； 2.新疆医科大学分析测试中心，乌鲁木齐 830054)

动物肠吸收模型用于考察药物在动物肠段内的吸收情况，为新药的研发提供指导意义。新药在临床阶段被否决的最常见原因之一就是药动学不理想，尤其是口服后肠吸收差[1]。影响药物吸收的原因有很多，包括药物的溶解性、渗透性、化学结构及胃肠道生理因素等[2]。随着国家对中药、民族药的重视，新药研发成为了医药人员工作的主流方向。选取合适的肠吸收模型对新药研发提供有价值的思路与方法具有重要意义。现考察近几年应用的动物肠吸收模型的基本特点及其在药物研究中的作用，以期为新药开发提供基础。

1在体肠吸收实验动物模型

1.1肠襻法肠襻法是将大鼠麻醉，打开腹腔，选择研究部位的肠段进行结扎形成肠襻。将含有一定药物浓度的人工肠液注入肠襻中，经过一定时间后取出肠襻，收集肠襻液，测定药物剩余量，进而了解药物的吸收情况。另外，也可以在肠系膜血管处插管，通过检测血中药物浓度在不同时间的变化或药理效应变化，考察药物的肠吸收情况。

采用肠襻法研究药物吸收，未切断血管和神经，使整个生理状态更接近自然给药情形。从肠道内取样测定，通过剩余药量计算吸收参数，该法主要用于药物的吸收研究。肠襻法较在体回流法操作简单，但由于肠腔内容物的存在，样品处理较复杂，实验数据的准确性也较差，所以不适合大规模的药物筛选评价，但可作为其他实验模型的有益补充。

1.2肠灌流法肠灌流法是肠道吸收模型中最接近于体内真实吸收状态的模型，其可以用来测定药物在肠道的吸收程度、辅料对药物透过率的影响、药物吸收促进剂的转运能力和机制以及药物毒性等方面的研究。在体肠灌流模型有单向灌流和循环灌流两种。

1.2.1小肠单向灌流单向灌流技术最初是由Curran和Solomon[3]于1957年研究在体肠道吸收时创立的。打开麻醉动物的腹腔，量取一定长度的肠段，两端插管，用生理盐水洗去肠管内容物，再用一恒速泵灌流含药灌流液，流速调节为0.2 mL/min左右，一过性经过所选取的小肠肠段。平衡后于不同时间分段收集肠管出口的灌流液，测定不同时间灌流液的药物浓度，用灌流液中药物的消失率评价药物的吸收率和吸收量。实验时，用生理盐水浸渍的纱布覆盖于肠组织表面起创口保湿的作用。该法灌流时间不超过2 h，对肠黏膜损伤较小，而且也会减少实验过程中药物的化学降解[4]。

1.2.2小肠循环灌流循环灌流技术是Csaky和Thale[5]于1960年首先提出的，方法与单向灌流近似，不同之处在于药物灌流是重复从小肠段灌进-流出-再灌进-再流出，直至实验结束。通常流速调节为2～5 mL/min，于不同时间分段收集含药灌流液，循环2～6 h后，终止实验。

肠道灌流法保证了动物肠道血液及各种组织液的供应，肠道菌群正常存活，真实地模拟了动物肠道环境。但是也应注意以下事项：①进行在体肠吸收实验时应有足够的样本量，以保证实验的准确性；②实验过程中动物需要始终保持麻醉状态，控制适宜的麻醉剂量，中途动物苏醒对实验结果会造成很大的影响；③较长时间的灌流会影响肠段的活力而改变肠道真实环境，对实验结果造成一定的误差。美国食品药品管理局已经认可大鼠小肠单向灌流用于研究药物的吸收特性，并根据生物药剂学分类系统对药物进行归类[6]。由于在体小肠循环灌流时间长，灌流流速又比较快，可能会对肠黏膜造成一定损伤，从而导致药物吸收增大，降低了实验的准确性，因而目前较少应用。

1.3其他灌流技术肠道血管灌流技术是对小肠段肠系膜插管或门静脉插管，其既可以从肠腔取样，又可以从血液中取样，以灌流液中药物的消失率和血液中药物的出现率建立质量平衡关系，可以更准确地评价药物的吸收转运情况。肠道血管灌流技术已广泛用于研究药物的吸收、转运机制以及代谢的研究。国外也有通过测定血液中药物浓度，采用药物代谢动力学参数评价吸收的方法[7]，其能够更加准确客观评价实验结果。另外，肠道血液灌流技术、慢性在体肠道分离环法以及研究人体体内肠吸收的方法——小肠近端灌流实验是近几年来发展起来的新技术[8-9]，但技术难度大，干扰因素多，应用受到一定限制，还需要在实验中不断完善和发展。

2在体肠吸收实验模型在药物研究中的应用

2.1肠襻法模型在药物研究中的应用Komori等[10]利用该模型研究了辣椒辣素对头孢唑啉肠吸收的诱导作用，考察了辣椒辣素在肠道内的转运方式、渗透能力以及对头孢唑啉的影响，发现辣椒辣素使头孢唑啉在大鼠肠道内吸收增多。Lin等[11]运用在体闭合肠襻法评价labrasol制药辅料对罗丹明123(P-gp底物)肠内转运和吸收的影响，判断药物与底物间的关系，研究发现，Labrasol可抑制肠道P-糖蛋白的功能，从而增加罗丹明123在大鼠小肠的吸收。孟博宇等[12]采用分肠段给药的肠襻法，比较两种含有不同乳化剂的W/O型微乳在大鼠不同肠段对胰岛素的促吸收作用时发现，微乳制剂对胰岛素有显著的促吸收作用，吸收促进剂N-[8-(2-羟基苯甲酰基)氨基]辛酸钠可以协同易发生转相的W/O型微乳增加胰岛素在肠道的吸收。

2.2小肠单向灌流模型在药物研究中的应用

2.2.3研究药物在肠道内的吸收动力学特征曹玲等[19]采用大鼠在体单向灌流模型对维胺酯进行小肠吸收动力学实验，以紫外可见分光光度法和HPLC分别测定循环液中酚红和维胺酯的含量，计算吸收性能参数。维胺酯在大鼠各肠段均有吸收，在肠道的吸收呈现一级吸收动力学，吸收机制为被动扩散。

2.2.5研究不同药物配比在肠道内的吸收情况大鼠单向灌流模型还可以用于研究药物间不同配比在体肠吸收情况。涂瑶生等[21]比较不同配比的黄连吴茱萸在不同肠段的吸收系数。以表观渗透系数为判断指标，黄连和吴茱萸无论是单煎还是以不同比例组方，其在各肠段均有吸收，其中黄连∶吴茱萸为1∶1和 6∶1时在空肠和回肠较易吸收；黄连∶吴茱萸为2∶1时较易于回肠吸收。

2.2.6根据生物药剂学分类系统研究药物的分类情况小肠单向肠灌流实验模型可以用于研究天然药物中单体在肠内的吸收机制。冷广意等[22]考察了升麻提取物中升麻苷H-2、升麻苷H-1、27-脱氧升麻亭、升麻醇-3-O-β-D吡喃木糖苷及25-O-O乙酰升麻醇木糖苷5 种主要有效成分的肠吸收性质，该实验中5 种升麻苷的有效渗透系数为(1.36～3.29)×10-4cm/s，属于高渗透性药物。

2.3小肠循环灌流模型在药物研究中的应用

2.3.1研究不同剂型在肠道内的吸收情况蔡勤等[23]为了考察川芎油剂型选择的合理性，进行了原料、包合物及自微乳化软胶囊的比较吸收实验，发现这3种形式的药物在大鼠肠内均有吸收，其中自微乳化软胶囊的Ka值及吸收百分率最大。为进一步明确自乳化软胶囊的小肠吸收特点，又进行了不同浓度、不同肠段、有无胆汁分泌的在体肠吸收实验。结果显示，其在十二指肠吸收最好，各肠段Ka、Papp是十二指肠>空肠>回肠=结肠。

2.3.2研究药物在肠道内的最佳吸收部位及机制刘建平等[24]采用透析法测定丹参酮ⅡA固体脂质纳米粒的体外释药性质、用大鼠在体肠吸收实验研究肠道最佳吸收部位和吸收机制发现，丹参酮ⅡA固体脂质纳米粒在体外释放介质中可缓慢持续释药，结肠是其最佳吸收部位。

2.3.3研究药物在肠道内的吸收动力学特征小肠循环灌流模型被广泛应用于药物在肠道内不同部位的吸收特性以及肠内吸收动力学研究。张倩等[25]运用在体肠段灌流实验对他克莫司的肠段吸收特性进行研究，从大鼠的肠段、他克莫司的浓度、递质的pH值三方面进行考察，药物在大鼠肠道的吸收内不受浓度及pH值的影响，吸收机制为被动扩散，呈现一级动力学吸收过程。杜英峰等[26]应用在体肠段灌流研究冬凌草甲素的吸收动力学特征，利用HPLC/二极管阵列检测器建立测定肠循环液中冬凌草甲素及酚红浓度的方法，探讨冬凌草甲素在大鼠各肠段的吸收动力学特征及不同药物浓度对大鼠肠道吸收的影响。研究发现，药物在大鼠各个肠段均有吸收，吸收机制为被动扩散，呈现一级动力学过程。游本刚等[27]采用大鼠在体小肠循环灌流实验，利用紫外分光光度法和HPLC分别测定酚红和尼群地平的水平发现，尼群地平在各肠道均有较好的吸收，提示其适于制备日服1次的缓释给药系统。翟永松等[28]采用大鼠在体肠吸收模型测定三七总皂苷中3种主要有效成分——三七皂苷R1、人参皂苷Rg1和Rb1在小肠各段的吸收情况及药物浓度对吸收的影响。研究发现，Rb1的吸收除跨膜被动转运外，还可能存在主动吸收或细胞间被动扩散等吸收方式，提示三七总皂苷可能存在主动吸收且在各肠段均有吸收，其有可能开发成缓控释制剂。

2.3.4研究药物配伍的不同在肠道内的吸收情况小肠循环灌流模型还可用于研究药物配伍以及有效成分的相互作用对肠道内吸收的影响及机制。周伟等[29]采用在体肠循环模型研究双黄连口服液中黄芩苷、绿原酸、连翘酯苷A、连翘苷4种主要有效成分在大鼠肠吸收的动力学特征以及药物配伍对其主要有效成分吸收的影响。研究发现，双黄连口服液中连翘酯苷A的吸收远远低于连翘提取液中连翘酯苷A的吸收。连翘酯苷A可能受肠CYP3A酶及P-gp的影响[30]，双黄连口服液中其他成分可能抑制了CYP3A酶，从而抑制了连翘酯苷A肠代谢。虽然连翘提取液中连翘酯苷A的吸收显著大于双黄连口服液，但其生物利用度却远远低于双黄连口服液，提示双黄连口服液中药物配伍可能影响某些活性成分的吸收、代谢，显著改变了连翘酯苷A的吸收。

3小结

考察药物在肠道吸收的特性是药物研发非常重要的一部分，而在体肠吸收动物模型为药物研发工作可以更快、更好的进行提供了基础。肠吸收模型对于阐明药物在体内的吸收机制和药动学有积极的作用；也可为研发新药、新剂型选择提供了理论依据和指导作用。在体肠吸收动物模型不能排除其他因素的干扰，部分模型技术难度大，应用范围窄，因此模型还需不断改进，以期更客观、更准确地反映药物在肠内的吸收情况。

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摘要：在体肠吸收实验动物模型是研究药物在肠道内吸收情况的最常用实验方法，该类方法接近体内的真实状态，能较准确地反映药物在肠道内的吸收情况。在体肠吸收实验动物模型包括肠襻法和肠灌流法。该文主要综述了这两种在体肠吸收实验模型的造模方法、优缺点以及在药物研发中应用。肠吸收模型对于阐明药物在体内的吸收机制和药物动力学有积极的作用，其也可为研发新药、新剂型的选择提供理论依据和指导作用。

关键词：动物肠吸收模型；吸收动力学；药物研发

Application of Animal Intestinal Absorption Model in Drug DevelopmentZHANGZi-cheng1,LIXin-xia2,LILin-lin1.(1.DepartmentofPharmacology,theCollegeofPre-clinicalMedicineXinjiangMedicalUniversity,Urumqi830054，China; 2.AnalysisandTestingCenter,XinjiangMedicalUniversity,Urumqi830054，China)

Abstract:Animal intestinal absorption model is the most commonly experimental method used in the study of drug absorption in intestine,since it is closer to the real in vivo state,and can relatively accurately reflect the drugs absorption in the intestinal tract.Intestinal absorption in situ experimental animal models include intestinal loops and intestinal perfusion method. Here is to make a review of the modeling method, advantages,disadvantages and the application of the two experimental models in drug research and development.Intestinal absorption model can actively elucidate the drug absorption mechanism and pharmacokinetics in vivo,while it can also provide a theoretical basis and guidance for the development of new drugs and new dosage selections.

Key words:Animal intestinal absorption model;Absorption kinetics;Research and development of drugs

收稿日期：2014-05-12修回日期：2014-08-18编辑：辛欣

基金项目：国家自然科学基金(81260486)

中图分类号：R965.1
doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.05.003

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)05-0775-04