药代动力学和ADME性质
药代动力学是对药物在体内随时间变化的定量研究,通过ADME过程进行总结:吸收到体循环、分布到组织、代谢(生物转化)和排泄。在药物化学中,ADME性质描述了分子结构如何决定其在体内的命运,它们与药效学一同被研究,因为化合物必须以足够的浓度到达靶点才能发挥作用。
Definition
药代动力学是对药物吸收、分布、代谢和排泄(ADME)时间过程的描述,通常通过清除率、分布容积、生物利用度和半衰期等参数来表达,这些参数将剂量与药物在血浆和组织中的浓度随时间变化联系起来。
Scope
本领域旨在向读者介绍经典的四个ADME过程及其总结参数——生物利用度、分布容积、清除率和半衰期——以及如何将这些性质设计到候选分子中。它将药代动力学视为药物和制药化学中的方法学和物理化学主题,而非临床给药指导。每个过程的详细处理将在子主题中给出。
Sub-topics
Core questions
- 分子的结构和物理化学特性如何决定其吸收、分布、代谢和排泄?
- 哪些药代动力学参数总结了药物的处置,它们之间有何关联?
- 如何在药物设计早期识别并优化ADME缺陷?
Key concepts
- 吸收
- 分布
- 代谢
- 排泄
- 生物利用度
- 清除率
- 分布容积
- 半衰期
- 血浆蛋白结合
- 亲脂性和渗透性
Mechanisms
给药后,药物必须溶解并渗透生物膜才能被吸收,然后根据其蛋白结合和亲脂性在血浆和组织之间分布。酶——主要是肝细胞色素P450和结合酶——对其进行生物转化,母体药物及其代谢物主要通过肾脏和胆汁排出。这些过程受分子性质(如大小、溶解度、亲脂性、电离和氢键能力)的控制,这就是为什么像Lipinski五定律这样的物理化学经验法则作为口服药物设计的指南而出现(Lipinski, 2001)。在许多已上市药物中,清除率和分布容积等处置参数跨越广泛但可表征的范围(Obach, 2008)。
Clinical relevance
ADME性质解释了为什么两个药效相同的分子在体内表现可能截然不同,以及为什么一些候选药物尽管具有很强的靶点活性却失败了。理解药代动力学有助于在概念层面解释剂量-暴露关系和药物相互作用的可能性。本条目描述了药物处置的特征,并非提供给药建议或个体化治疗建议的来源。
Evidence & guidelines
药物开发中的ADME表征依赖于体外试验(渗透性、代谢稳定性、蛋白结合)、体内研究以及日益增多的计算机模拟预测;监管机构发布了生物利用度、生物等效性和药物相互作用研究指南,将这些概念付诸实施。人类药代动力学参数汇编提供了参考范围,为候选药物选择期间的预期提供了依据(Obach, 2008; Rowland & Tozer, 2011)。
History
药代动力学在20世纪作为体内药物浓度的数学描述而出现,并在Gibaldi和Perrier(1982)等专著中得以规范。从20世纪90年代开始,ADME思维向上游转移到早期药物发现中:归因于药代动力学不佳的高失败率促使了基于结构的性质优化,以Lipinski五定律(2001)为代表,以及将ADME筛选整合到药物化学工作流程中。
Key figures
- Christopher Lipinski
- Malcolm Rowland
- Thomas Tozer
- Milo Gibaldi
- R. Scott Obach
Related topics
Seminal works
- lipinski-2001
- gibaldi-perrier-1982
- obach-2008
Frequently asked questions
- ADME代表什么?
- ADME代表吸收(Absorption)、分布(Distribution)、代谢(Metabolism)和排泄(Excretion)——这四个过程共同描述了药物在体内的药代动力学命运。ADMET则增加了毒性(Toxicity)。
- 药代动力学与药效动力学有何不同?
- 药代动力学描述的是身体对药物的作用(通过ADME随时间变化的浓度),而药效动力学描述的是药物对身体的作用(浓度与效应之间的关系)。