聚醚类抗生素与恩诺沙星在鸡上基于CYP酶的相互作用研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:bb1206
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聚醚类抗生素主要用于预防和治疗鸡球虫病,其抗球虫谱广,同时具有促生长、提高饲料利用率,增加养殖效益等优点,因此在畜禽养殖业中被广泛使用,据估计45%的饲料添加有聚醚类抗生素。恩诺沙星(ENR)为广谱抗菌药,对由大肠杆菌、巴氏杆菌和支原体等引起禽的肠道或呼吸道感染均有良好的治疗效果。其口服吸收好,生物利用度高,常用于畜禽养殖业中细菌性疾病的治疗。由于两者在兽医临床的广泛应用,经常存在同时使用的情况。CYP450是药物在体内代谢的主要酶系,同时也可能受到药物的诱导和抑制。因此,两者联合使用可能会对代谢酶活性产生影响,从而影响两者在动物体内的代谢。若加快代谢则会影响药效的发挥;若减缓代谢则会加大对动物的毒性,延长单药的休药期,造成药物在动物可食性产品中残留超标的风险,从而影响消费者的健康。据报道,ENR与盐霉素(SAL)均可抑制代谢酶CYP3A活性,而CYP3A是ENR与SAL的主要代谢酶。我们推测,若ENR与SAL在临床上同时使用很有可能会因CYP3A酶活性被抑制产生相互作用,但聚醚类抗生素和ENR对鸡CYP450酶活性影响及共同使用后的药物相互作用尚未见报道。因此,本课题以莫能菌素(MON)、马杜拉霉素(MAD)、拉沙菌素(LAS)、SAL和ENR为研究对象,采用鸡肝微粒体体外代谢模型,分别研究聚醚类抗生素和ENR对鸡代谢酶的诱导或抑制作用。通过在鸡体内进行SAL和ENR联合给药的药动学研究,阐明两个药物合用是否会对彼此在鸡体内的处置过程产生影响,并进一步对鸡肝脏中代谢酶基因和蛋白的表达水平进行研究,以阐明两者相互作用的分子机制。本研究将有助于阐明SAL和ENR的联合用药的风险,对指导聚醚类抗生素和ENR临床合理应用和配伍具有重要的意义,也对其他药物的相互作用提供理论依据。1鸡肝微粒体体外孵育系统及检测方法的建立通过差速离心法制备鸡肝微粒体,并对蛋白浓度、反应时间、底物浓度进行优化,确定最佳反应条件。建立了4种底物及其代谢物的高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)检测方法和两种底物的高效液相色谱(HPLC)检测方法。结果显示6种探针药物在制备的肝微粒体系统中均可被代谢为目标代谢物,表明鸡肝微粒体系统构建成功。2 4种聚醚类抗生素与ENR对鸡肝微粒体代谢酶活性影响在预反应5 min时,SAL和LAS对鸡肝微粒体CYP2A6可产生诱导作用,诱导率分别是17%和25%;SAL在不经预反应和在预反应时间为5min时,对CYP2E1产生诱导作用,诱导率为37%和23%;LAS在不经预反应时,对CYP2E1产生诱导作用,诱导率为64%;MAD在不经预反应时对CYP2D6和CYP2E1起诱导作用,诱导率分别为12%和13%。在预反应30min时,SAL、LAS、MON和MAD均可对鸡肝微粒体CYP2D6、CYP2C23a、CYP2C45、CYP2E1和CYP3A4产生抑制作用,且为时间依赖性抑制作用,最大抑制率均超过50%。ENR可对CYP3A4产生抑制作用,且为时间依赖性抑制作用,在预反应30 min时抑制率为30%;但在不经预反应和预反应时间为5 min时,对CYP3A4产生诱导作用,诱导率为38%和25%;但对CYP2D6、2C23a、2C45和2E1酶活性无显著影响。结果表明,ENR和SAL均可对其主要代谢酶产生抑制作用,提示两者联合给药时有药物相互作用风险。3 SAL与ENR在鸡体内药动学影响研究与ENR单独给药组相比,单次联合给药组中ENR的AUC0-36h和AUC0-∞分别增加了31%和29%;在SAL 5 d预处理组中ENR的AUC0-36h和AUC0-∞分别增加了20%和19%。这表明共同给予SAL和ENR时,SAL会增加ENR在体的暴露量与暴露时间,结合肝微粒体孵育试验结果,这可能是由于SAL抑制了ENR主要代谢酶CYP3A的表达,导致ENR的代谢减慢。与SAL单独给药组相比,单次联合给药组中SAL的AUC0-48h、AUC0-∞和Cmax分别减少了32%、42%和33%,MRT0-48h和MRT0-∞分别增加了14%和15%;ENR 5 d预处理组中SAL的AUC0-48h、AUC0-∞、MRT0-48h、Cmax、MRT0-∞和t1/2分别增加了87%、87%、118%、64%、141%和16%。这表明共同给予SAL和ENR时,短时间内ENR会减少SAL在体的暴露量与暴露时间,而较长时间后,SAL的暴露水平会增加。结合肝微粒体孵育试验结果,这可能是由于ENR对SAL主要代谢酶CYP3A表达抑制效应呈现时间依赖性特征,短时间内ENR会诱导CYP3A的表达,而长时间接触后的ENR则会抑制CYP3A的表达,从而导致SAL的代谢先变快而后减慢。以上结果表明ENR和SAL共同给药时会增加ENR在鸡体内的暴露水平;而单次联合给药会减少SAL在体的暴露水平,长时间连续给药则会增大SAL在体的暴露水平。证明ENR与SAL确实存在相互作用,且长时间的共同给药会显著增加两者在体的暴露水平,这提示在临床共同使用时不仅会增加彼此对鸡的毒性,还可能延长两者在鸡可食性组织内的休药期,对人体健康产生威胁。4 SAL与ENR相互作用机制与ENR单独给药组相比,SAL 5d预处理组中CYP2D6、CYP1A2、CYP2C23a和CYP2C45的mRNA表达分别显著降低了76.92%、97.45%、95.25%和93.58%,CYP3A4的蛋白表达没有显著性差异;而单次联合给药的代谢酶mRNA和蛋白表达均无显著性差异。该结果正好支撑了药动学结果,进一步表明ENR与SAL共同给药后,SAL会抑制ENR次要代谢酶基因的表达,导致ENR的代谢减慢,在体暴露量增加。与SAL单独给药组相比,单次联合给药组中CYP3A4、CYP2D6、CYP1A2和CYP2C45的mRNA表达分别显著增加了353%、391%、548%和356%,CYP3A4的蛋白表达显著增加了49%;而ENR 5 d预处理组中只有CYP2C45的mRNA表达增加了155%,代谢酶CYP3A4的mRNA表达无显著性差异,但CYP3A4蛋白表达降低了30%。该结果与药动学结果一致,进一步揭示了当ENR和SAL共同给药时,单次联合给药的情况下ENR会诱导代谢酶mRNA的表达,从而促进CYP3A的蛋白表达,CYP3A酶活性增强,SAL代谢增加,从而减少SAL的暴露量;ENR连续给药时会抑制SAL主要代谢酶CYP3A的蛋白表达,CYP3A酶活性减弱,SAL代谢减少,从而增加SAL的暴露量。综上,本课题建立了肝微粒体代谢系统及探针底物的检测方法,确定了SAL和ENR在鸡上的主要代谢酶以及聚醚类抗生素和ENR对鸡CYP450代谢酶活性影响,阐明了SAL与ENR联合使用时将会增加彼此在体的暴露水平,提示两种药物在临床共同给药时会增加毒性和残留超标的风险,进而影响消费者的健康。此外,通过检测联合用药后肝脏中CYP450的mRNA或CYP3A蛋白的表达进一步阐明了基于CYP450代谢酶相互作用的分子机制。本研究为ENR与SAL以及其它聚醚类抗生素的相互作用提供了风险建议,为两者在临床的合理使用提供了参考。
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