柴胡皂苷經不同給藥途徑血藥和腦藥動力學的比較研究

戴雅潔　陳曉蘭　唐紅艷　鄧顯儀　謝浪

[摘要]通過比較柴胡皂苷經不同途徑給藥后血藥及腦藥動力學，評價柴胡皂苷治療癲癇的最佳給藥途徑。柴胡皂苷經不同途徑給予小鼠后于不同時間點取血和全腦，以乙腈甲醇（9∶1）沉淀血漿蛋白質，采用UPLCMS/MS測定SSa在小鼠血漿和腦組織中的濃度，用Kinetica程序軟件計算藥代動力學參數和生物利用度，并計算腦靶向系數（Re）和藥物腦靶向指數（DTI）。鼻腔給藥后腦藥Re為14217%，DTI為306，要顯著高于注射組。灌胃組DTI為125。柴胡皂苷鼻腔給藥后腦靶向性要高于注射組和灌胃給藥組，顯示出鼻腔給藥“引藥入腦”的優(yōu)勢。

[關鍵詞]柴胡皂苷； 藥代動力學； 腦靶向系數； 藥物靶向指數

[Abstract]To evaluate the optimum administration routes of saikosaponin in the treatment of epilepsy by comparing the plasma pharmacokinetics and the brain pharmacokinetics after different administration routes of saikosaponin After receiving saikosaponin in different administration routes， the mice were sacrificed to collect the blood and brain tissues The acetonitrile and methanol （9∶1） were used to precipitate the plasma protein The concentration of the SSa in mice plasma and brain was determined by UPLCMS/MS， and the pharmacokinetic parameters， bioavailability， the brain targeting coefficient （Re） and the brain drug targeting index （DTI） were calculated with Kinetica software The relative brain Re was 14217% by intranasal administration， with DTI of 306， significantly higher than those by the injections； in addition， the brain DTI was 125 by gavage administration The brain drug targeting of saikosaponin by intranasal administration was higher than that by injection and gavage administration， indicating the advantages of the intranasal administration on medicine absorption into the brain

[Key words]saikosaponin； pharmacokinetics； brain targeting coefficient； drug targeting index

柴胡為傘形科植物柴胡Bulperum Chinese DC或狹葉柴胡Bulperum scorzoneri folium Willd的干燥根，性微寒，味苦、辛，歸肝、膽經[1]。現代研究發(fā)現柴胡皂苷具有鎮(zhèn)靜、抗驚厥的效果，對癲癇有一定的治療作用[2]，特別是柴胡皂苷a（SSa），其抗癲癇作用機制可能與抑制N甲基D天冬氨酸受體（NMDAR）激活，抑制NMDAR電流，調節(jié)不同的Na+通道或K+通道有關[34]。

本試驗通過研究柴胡皂苷經注射、鼻腔及灌胃給藥后，以SSa血藥及腦藥動力學變化評價柴胡皂苷經3種給藥途徑吸收入血、入腦的情況，以考察其最佳給藥途徑，為鼻腔制劑的開發(fā)提供一定的理論依據。

1材料

11儀器

UPLC Xevo TQ三重四級桿串聯質譜儀（美國Waters）；色譜柱Waters BEH C18（21 mm×50 mm，17 μm）；MSS型渦旋混合機（美國Scilogex）；SK8210HP超聲波清洗器（上?？茖С晝x器有限公司）；HC2062型高速離心機（安徽中科中佳科學儀器有限公司）；MTN2800型氮吹濃縮裝置（天津奧特賽恩斯儀器有限公司）；AUY220型電子天平（日本島津）；AE/240型電子天平（上海梅特勒儀器有限公司）；單道可調移液器（上海康敏檢驗設備有限公式）。

12試藥

色譜純乙腈、甲醇（Merck公司）；柴胡皂苷（實驗室自制）；SSa對照品（批號110777201108，中國食品藥品檢定研究院），供含量測定用；甲酸（CNY Technologies）；水為屈臣氏蒸餾水；其余試劑均為分析級。

13動物

昆明種小鼠，雄性，體質量18～25 g，清潔級，由重慶滕鑫生物有限公司提供，合格證號SCXK（渝）20120003。

2方法與結果

21小鼠血漿樣品中SSa分析方法的建立

211色譜條件色譜柱為Waters BEH C18柱（21 mm×50 mm，17 μm）；保護柱Waters Van Guard BEH C18（21 mm×5 mm，17 μm）；流動相甲醇01%甲酸水（78∶22）；流速02 mL·min-1；柱溫30 ℃。

212質譜條件電噴霧電離源（ESI）；毛細管電離電壓3 kV；離子源溫度150 ℃；去溶劑氣溫度550 ℃；噴霧氣與反吹氣為氮氣，去溶劑氣流速800 L·h-1，反吹氣流速50 L·h-1；掃描方式為多反應監(jiān)測離子模式（MRM），用于定量分析監(jiān)測的離子反應為m/z 80364→33118（SSa）；錐孔電壓為30 V；碰撞能量為50 eV。

213血漿樣品的處理小鼠摘眼球取血05 mL置含有肝素鈉的離心管中，1萬 r·min-1高速離心10 min，吸取上層血漿100 μL，加入300 μL乙腈甲醇（9∶1）沉淀血漿蛋白，渦旋混合器振蕩60 s，1萬 r·min-1高速離心10 min，再取上清液350 μL氮氣吹干，再加入甲醇100 μL，復溶，渦旋混合器振蕩60 s，1萬 r·min-1高速離心10min，取上清液2 μL進樣。

214色譜行為取小鼠空白血漿、SSa對照品溶液、加入SSa對照品的小鼠血漿和尾靜脈注射SSa后的小鼠血漿，按213項處理，進樣分析，比較四者的色譜圖，小鼠血漿中雜質不干擾SSa樣品的測定，見圖1。

215小鼠血漿樣品標準曲線的制備取質量濃度為01，025，05，1，25，5，10，25，50，100，250，500 mg·L-1的SSa對照品溶液各10 μL置離心管中，再加入90 μL空白血漿，渦旋混勻，配制成質量濃度分別為001，0025，005，01，025，05，1，25，5，10，25，50 mg·L-1的SSa含藥血漿，按213項方法處理進樣分析。以SSa質量濃度（C）對進SSa峰面積（A）行線性回歸，回歸方程A=45 050C+7 9013，r=0999 7。結果表明小鼠血漿中SSa在001～50 mg·L-1，峰面積與血中藥物濃度呈良好的線性關系。

216回收率分別取空白血漿90 μL，加入SSa對照品溶液10 μL，配制成含SSa為005，1，10 mg·L-1的血漿樣品（n=5），按213項中方法操作。將所得峰面積代入標準曲線計算血漿含藥量，與理論值進行比較，計算方法回收率。結果低、中、高濃度的方法回收率分別為1127%，1072%，1063%。方法回收率符合藥代動力學實驗要求。

分別取空白血漿90 μL，加入SSa對照品溶液10 μL，配制成含SSa為005，1，10 mg·L-1的血漿樣品（n=5），按213項中方法操作。另以蒸餾水替代空白血漿進行前述樣品的制備，進樣分析。將所得各濃度的血漿樣品峰面積與蒸餾水樣品峰面積進行比較，計算提取回收率，結果低、中、高濃度的提取回收率分別為1051%，1059%，1011%。提取回收率符合藥代動力學實驗要求。

217精密度分別取空白血漿90 μL，加入SSa對照品溶液10 μL，配制成含SSa為005，1，10 mg·L-1的血漿樣品（n=5），按213項中方法操作。于日內和3 d內各測定3批樣品，所得峰面積代入標準曲線計算血漿含藥量并進行比較，計算日內和日間精密度。結果低、中、高濃度日內精密度RSD分別為72%，23%，33%；日間精密度RSD分別為10%，25%，31%。精密度符合藥代動力學實驗要求。

218含藥血漿穩(wěn)定性按215項方法制備質量濃度為005，1，10 mg·L-1的含藥血漿各10份，按213項處理，分別考察室溫放置24 h的穩(wěn)定性和凍融3 d的穩(wěn)定性，進樣分析。所得峰面積代入標準曲線計算濃度，評價含藥血漿的穩(wěn)定性。結果低、中、高濃度的含藥血漿常溫穩(wěn)定性RSD分別為49%，38%，35%，凍融穩(wěn)定性RSD分別為52%，53%，35%。說明SSa的含藥血漿在常溫下24 h內穩(wěn)定，凍融3 d內穩(wěn)定。

219最低檢測限在本實驗色譜條件下，最低檢測限為250 μg·L-1（S/N≥3），達到SSa體內分析要求。

22小鼠全腦樣品中SSa分析方法的建立

221色譜條件色譜條件同211項。

222質譜條件質譜條件同212項。

223小鼠全腦樣品的提取與分離小鼠脫頸椎處死后，迅速分離出小鼠全腦，小心吸干全腦上的殘留血液，并稱重。按15 mL·g-1的比例加入09%氯化鈉溶液，勻漿。1萬 r·min-1高速離心5 min，吸取上清液200 μL，加入600 μL乙腈甲醇（9∶1）沉淀蛋白，渦旋混合器振蕩60 s，1萬 r·min-1高速離心10 min，吸取上清液750 μL氮氣吹干，加入100 μL甲醇復溶，渦旋混合器振蕩60 s，1萬 r·min-1高速離心10 min，取上清液2 μL進樣。

224色譜行為取空白小鼠腦勻漿、SSa對照品溶液、加入SSa對照品的小鼠腦勻漿和尾靜脈注射SSa后的小鼠腦勻漿樣品，按223項處理，進樣分析，比較四者的色譜圖，小鼠腦中雜質不干擾SSa樣品的測定，見圖2。

225小鼠全腦樣品標準曲線的制備取空白小鼠全腦，按15 mL·g-1的量加入09%氯化鈉溶液勻漿，即得空白腦勻漿液。在15 mL離心管中分別加入質量濃度為0125，025，05，125，25，5，125，25，50 mg·L-1SSa對照品10 μL，吹干后，各加入500 μL空白腦勻漿液，渦旋混合60 s，配制成質量濃度分別為25，5，10，25，50，100，250，500，1 000 ng·g-1的SSa含藥腦漿，按223項處理，進樣分析。以SSa濃度（C）對SSa峰面積（A）進行線性回歸。回歸方程A=34299C-15299，r=0999 8。結果表明小鼠腦中SSa在25～1 000 ng·g-1，峰面積與腦中藥物濃度呈良好的線性關系。

226回收率取SSa對照品溶液置15 mL離心管中吹干，加入空白小鼠腦勻漿液500 μL，得到腦中藥物濃度為5，50，500 ng·g-1腦勻漿液。按223項處理，進樣分析。代入標準曲線計算測得的腦藥含量，與理論值進行比較，計算方法回收率，結果低、中、高濃度方法回收率分別為1042%，1010%，1066%。方法回收率符合腦藥代動力學實驗要求。

取SSa對照品溶液置15 mL離心管中吹干，加入空白小鼠腦勻漿液500 μL，得到腦中藥物濃度為5，50，500 ng·g-1腦勻漿液。按223項處理，進樣分析。另以蒸餾水替代空白腦勻漿進行前述樣品的制備，進樣分析。將所得各濃度的腦勻漿樣品峰面積與蒸餾水樣品峰面積進行比較，計算提取回收率，結果低、中、高濃度提取回收率分別為 9723%，

9933%，1056%。提取回收率符合腦藥代動力學實驗要求。

227精密度取SSa對照品溶液置15 mL離心管中吹干，加入空白小鼠腦勻漿液500 μL，得到腦中藥物濃度為5，50，500 ng·g-1腦勻漿液。按223項處理，進樣分析。代入標準曲線計算測得量，測定日內和日間的變異，計算精密度，結果低、中、高濃度日內精密度RSD分別為27%，31%，22%，日間精密度RSD分別為26%，32%，17%。精密度符合腦藥動力學實驗要求。

228含藥腦漿穩(wěn)定性按225項方法制備濃度為5，50，500 ng·g-1的含藥腦漿各10份，按223項處理，分別考察室溫放置24 h的穩(wěn)定性和凍融3 d的穩(wěn)定性，進樣分析。所得峰面積代入標準曲線計算濃度，評價含藥腦漿的穩(wěn)定性。結果低、中、高濃度的含藥腦漿穩(wěn)定性RSD分別為79%，40%，20%。，凍融穩(wěn)定性RSD分別為52%，53%，35%。說明SSa的含藥腦漿在常溫下24 h內穩(wěn)定，凍融3 d內穩(wěn)定。

229最低檢測限在本實驗色譜條件下，最低檢測限為250 ng·g-1（S/N≥3），達到SSa體內分析要求。

23試藥配制

231柴胡皂苷滴鼻液配制復合溶媒09%氯化鈉溶液乙醇丙二醇（1∶2∶2），在上述復合溶媒中加入柴胡皂苷，超聲1 h使之全部溶解，即得柴胡皂苷滴鼻液，質量濃度為33340 g·L-1。按小鼠20 g計，每只小鼠給藥體積為3 μL。

232柴胡皂苷注射液精密吸取上述滴鼻液15 mL，置100 mL量瓶中，以3%聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯（吐溫80）溶液分散并稀釋至刻度，混勻，以022 μm微孔濾膜濾過，即得質量濃度為50 g·L-1柴胡皂苷注射液。小鼠體質量以20 g計，每只小鼠尾靜脈注射02 mL。

233柴胡皂苷灌胃溶液精密吸取232項中滴鼻液75 mL，置100 mL量瓶中，以3%吐溫80溶液分散并稀釋至刻度，混勻，即得含量為250 g·L-1柴胡皂苷灌胃液。小鼠體質量以20 g計，每只小鼠灌胃1 mL。

234小鼠分組及給藥取雄性KM小鼠120只，體質量20～25 g，隨機分為3組，每組40只，分別為柴胡皂苷鼻腔組、柴胡皂苷注射組和柴胡皂苷灌胃組。動物于實驗前12 h禁食，自由飲水。將3組小鼠按等劑量經鼻腔、注射和灌胃給藥。

鼻腔給藥時，以乙醚麻醉小鼠，固定頭部，用連接PE塑料軟管的微量注射器插入小鼠鼻腔內約02 cm，將定量藥物給入鼻腔，觀察是否有藥液從小鼠鼻腔流失。各組給藥后，分別在1，3，5，10，30，60，90，120 min取材，每組每個時間點5只小鼠，摘眼球取血05 mL，分離血漿備用。取血后立即脫頸椎處死小鼠，迅速分離出小鼠全腦，小心吸干全腦上的殘留血液，稱重。按15 mL·g-1的比例加入09%氯化鈉溶液，勻漿，備用。

24小鼠經不同途徑給藥后SSa血藥動力學數據

各組給藥后，按血漿樣品處理方法處理樣品，UPLCMS/MS測定并計算其中SSa的濃度，平均血藥時曲線見圖3。

25小鼠經不同途徑給藥后SSa血藥動力學參數

將3組血藥濃度時間數據用Kinetica藥動學軟件擬合，擬合方法選擇非房室（non compartment method）。

將鼻腔給藥和灌胃給藥后的SSa血藥時間曲線下面積（AUC）與靜脈注射給藥組的AUC相比較，采用公式

F=AUC0→t（鼻腔/灌胃）/X（鼻腔/灌胃）AUC0→t（注射）/X（注射）×100%。得到鼻腔和灌胃給藥后的絕對生物利用度F，其中X為給藥劑量，見表1。

由表1可知，灌胃組與鼻腔組比較，AUC0→120無明顯差異，但F差異有統(tǒng)計學意義（P<001）。鼻腔組F明顯大于灌胃組，說明柴胡皂苷鼻腔給藥的生物利用度明顯高于灌胃。

26小鼠經不同途徑給藥后SSa腦藥動力學數據

各組給藥后，按腦勻漿樣品處理方法處理樣品，UPLCMS/MS測定并計算其中SSa的濃度，平均腦藥時曲線見圖4。

27小鼠經不同途徑給藥后SSa腦藥動力學參數

將3組腦藥濃度時間數據用Kinetica藥動學軟件擬合，擬合方法選擇非房室。

將鼻腔給藥和灌胃給藥后SSa腦藥時間曲線下AUC與靜脈注射給藥組的AUC相比較，采用公式Re=AUC（鼻腔/灌胃）AUC（注射） ×100%，得到鼻腔液和灌胃液的相對腦靶向系數Re。以鼻腔、灌胃及注射途徑給藥后血藥濃度下面積AUC為參比，采用公式Te=AUC0→t（腦）AUC0→t（血） ，得到注射給藥、鼻腔給藥及灌胃給藥的腦藥/血藥比例系數Te；以各組Te計算藥物靶向指數DTI，DTI=Te鼻腔/Te注射，見表2。

由表2可知，鼻腔給藥后腦內達峰時間tmax為5 min，比較注射給藥3 min稍慢。鼻腔組的Re為14217%，DTI為306，注射組和灌胃組比較，差異有統(tǒng)計學意義。鼻腔組Re和DTI要顯著高于注射組和灌胃組，說明鼻腔給藥腦靶向性好，生物利用度高，而灌胃給藥吸收少，生物利用度低。

3討論

由于柴胡皂苷有溶血的副作用[5]，注射藥液濃度較高會引起大鼠痙攣或死亡，影響實驗結果。本試驗以50 mg·kg-1尾靜脈注射后不會對小鼠造成傷害。而柴胡皂苷灌胃吸收生物利用度低，在預實驗和參考其他柴胡皂苷藥動學的給藥劑量后[6]，本試驗將灌胃給藥的劑量提高了25倍。

本課題通過研究柴胡皂苷不同給藥途徑小鼠給藥后SSa血藥及腦藥動力學的差異，從體內過程的角度闡述不同給藥途徑在治療腦病急癥的優(yōu)勢和不足。從血藥及腦藥動力學過程可以看出，注射血藥峰濃度是3種給藥途徑中最高的，Cmax為（4685±095） mg·L-1，而注射腦藥濃度Cmax亦達到（53914±11412） ng·g-1。但在臨床上注射給藥也有一定的不良反應[78]。

雖然口服給藥最易被患者所接受且治療成本低，安全性高。但根據表1中25倍量灌胃劑量的血藥濃度Cmax為（314±009） mg·L-1 ，腦藥濃度Cmax為（8996±965）ng·g-1，F為207%。而根據表2中的Cmax灌胃/Cmax注射計算出腦藥峰濃度僅為注射給藥后的1/6，相對靶向系數Re為6460%，DTI為125?？诜o藥可能需要使用相當于注射給藥的150倍以上的給藥劑量，才能達到與注射給藥相當的血內藥量和腦內藥量。較大的口服給藥劑量和給藥頻率對于癲癇患者的治療是不便的，同時也可能加重患者的肝腎負擔。另一方面藥物經灌胃入血和入腦都需要較長的時間，不利于癲癇患者的突發(fā)急救。

鼻腔給藥后的血藥濃度Cmax為（552±019） mg·L-1，腦藥濃度Cmax為（44084±5579） ng·g-1可達到注射的4/5，F達4645%，Re為1422%，DTI為306，且入血和入腦速度極快，可發(fā)揮速效救急作用，使用方便，安全性也較注射劑大大提高，因此是一種值得深入開發(fā)的腦病治療給藥途徑。

當然本課題是以正常小鼠為模型得到的結果，而當急性癲癇發(fā)生后，在以上3種給藥途徑下，血藥、腦藥動力學可能會有相應改變，具體情況有待進一步研究。

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[責任編輯張燕]