苯并咪唑类抗棘球蚴前药的合成及其代谢研究

作     者：温爱丹 

作者单位：中国疾病预防控制中心 

学位级别：硕士

导师姓名：张皓冰

授予年度：2012年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100701[医学-药物化学] 10[医学] 

主      题：棘球蚴病 苯并咪唑 前药 HPLC法 体内外代谢 原头节 

摘      要：棘球蚴病(包虫病)是由棘球绦虫的幼虫寄生于人兽体内而引起的一类重要人兽共患疾病。我国是世界上棘球蚴病流行最严重的国家之一,最新的调查估计,我国棘球蚴病人数约40万人,其中受威胁人口达5000万人,主要流行于四川、青海、新疆、西藏和甘肃等(自治区)地区。我国的棘球蚴病主要有两种：一种是由细粒棘球绦虫幼虫感染所致细粒棘球绦虫病(囊型包虫病),另一种是由多房棘球绦虫幼虫感染所致多房棘球绦虫病(泡型包虫病)。 苯并咪唑类药物阿苯达唑(Albendazole, Alb)和甲苯达唑(Mebendazole, Meb)自20世纪80年代用于治疗人棘球蚴病,开拓了化学药物治疗棘球蚴病的新途径,Alb和Meb是目前世界卫生组织(WHO)推荐的两种人棘球蚴病治疗药物。临床治疗中多选用Alb,但在动物实验中,Meb疗效更佳,对生发层细胞的作用更强。究其原因,是因为Meb在人体中胃肠道吸收更差,吸收率仅为5%-10%,生物利用度更低,仅约2.3%,需要长时间大剂量服药。因此,如果能够提高Meb的生物利用度,将可能大幅度地增加Meb的疗效。也有实验表明,在动物包虫病的治疗中,芬苯达唑(Fenbendazole, Fen)和奥芬达唑(Oxfendazole, Oxf)也表现出较好的疗效。对此类化合物疗效改善的探索从未停止过,主要通过改进其剂型以期提高疗效。但迄今为止,剂型改善尚不能缩短疗程和降低药物副作用,血药浓度难以呈指数性增加,很难从根本上改变包虫病治疗的现状。 前药可改变药物作用时间和酯水分布系数以及提高溶解度和膜通透性等。“前药一词最早是1958年由Albert提出的,在世界范围内已批准的药物中,约5%-7%可以归为前药,作为一种药物优化策略,前药广泛应用于肿瘤、心血管、神经系统以及感染性疾病等药物的研究,主要改善药物渗透性、溶解性及生物利用度等。 一抗棘球蚴苯并咪唑前药的合成 从常用的官能团修饰策略出发,设计Meb酰胺前药化合物1和2以及Fen开环硫脲类前药化合物3,通过SCiFinder数据库查找类似反应路线,合成目标化合物,并摸索反应条件,对目标化合物进行分离纯化,经液相-质谱(Mass Spectrometer, MS)和核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)鉴定其结构和纯度,为以后的生物学实验奠定基础。 二抗棘球蚴苯并咪唑前药体外代谢 建立了所合成前药化合物1和2以及化合物3的高效液相色谱(HPLC)测定方法。配制pH1.5和pH3.5两种酸性溶液以及人工胃液、人工肠液和小鼠肝脏匀浆三种生物基质,加入待测化合物于37℃恒温振荡器孵育,在不同时间点取样分析,观察前药在这些生物基质中的代谢,绘制代谢曲线。化合物1不稳定,在常温下即分解。化合物2在5种溶液中均产生了代谢,但没有生成目标代谢物,即Meb。化合物3在这三种生物基质中均产生了代谢,但只在肝脏匀浆观察到目标代谢物Fen,最大代谢率为7.92%。 三抗棘球蚴苯并咪唑前药体内代谢 建立了合成的几种化合物血药浓度HPLC测定方法。制备前药化合物2的西黄耆胶混悬液灌服小鼠,于不同时间点采血进行高效液相分析,在血浆样品中没有观察到化合物2和目标代谢物Meb。以同样的实验方法,灌喂化合物3,在血浆样品中也没有观察到前药化合物3和目标代谢物Fen。但对口服化合物3的小鼠胃内容物进行分析,同时观察到了前药化合物3、代谢物Fen以及Fen的代谢物Oxf。 四苯并咪唑前药的体外抗棘球蚴活性测试 采集含细粒棘球蚴原头节的囊液,用96孔培养板进行体外培养,每种化合物分别加入其中3孔,观察原头节的活动和体表损害情况,3天后,用美兰染色法计算原头节死亡率。化合物2在20gg/mL浓度下,体外细粒棘球蚴原头蚴死亡率同Meb,为100%,在10μg/mL浓度下,细粒棘球蚴原头蚴死亡率为100%,高于相同浓度下加入Meb的原头节死亡率70.5%。化合物3在10μg/mL浓度下细粒棘球蚴原头蚴死亡率为45.9%,低于同浓度Fen的100%。