质谱仪。
质谱仪。(Kitmondo LAB / Wikimedia Commons;CC BY 2.0)

将细胞实验与肝内暴露用于风险预测

Telcagepant 曾作为偏头痛药物开发,但临床肝损伤信号使其开发受阻。美国 DILIsym Services、北卡罗来纳大学(University of North Carolina)等团队在 Toxicological Sciences 比较它与 4 种后续降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)受体拮抗剂,分析同类药物的肝毒性差异。

4 种后续药物分别为 rimegepant、zavegepant、atogepant 和 ubrogepant。研究采用 DILIsym v6A 定量系统毒理学模型,将体外作用机制与生理药代动力学(physiologically based pharmacokinetic,PBPK)模型预测的肝内浓度时间过程结合。

实验测量胆汁酸转运体抑制、线粒体功能和活性氧变化。HepG2 细胞的耗氧率用于分析线粒体呼吸,荧光检测用于量化氧化应激;平行培养样本采用液相色谱—串联质谱测量细胞内药物浓度。

研究再把各机制的浓度—效应关系转换为模型参数,预测肝细胞损伤、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)和胆红素变化。相同体外信号在临床肝暴露较低时,可以得到不同于高暴露条件的预测。

转运体的抑制类型影响结果

几种药物对胆汁酸转运的作用有所不同。Rimegepant 对胆汁盐输出泵(bile salt export pump,BSEP)表现为竞争性抑制,telcagepant 则表现为混合型抑制;zavegepant 对 BSEP 的抑制很弱。

模型中的多数受试者,rimegepant 肝内峰浓度低于测得的抑制常数,而 telcagepant 的肝内浓度高于该常数。论文据此把抑制强度、作用类型和实际暴露一起用于解释胆汁酸累积。

各药物的线粒体和氧化应激信号也不同。Zavegepant 没有在该实验体系中诱导活性氧增加,表现为轻度线粒体解偶联;其他药物则有不同程度的呼吸链抑制或活性氧变化。

风险排序较清楚,频率预测仍有偏差

模拟主要采用 285 名虚拟受试者,比较临床相关与更高暴露场景。Telcagepant 的线粒体数据可以由两套合理参数解释,团队因此分别计算较强和较弱的呼吸链抑制情景。

在每天 2 次、每次 280 mg 的 telcagepant 场景中,两套参数分别预测 76.1% 和 7.72% 的虚拟受试者出现 ALT 超过正常上限 3 倍;原文汇总的临床比例为 3.2%。模型识别出风险方向,但两套情景的预测频率都高于临床结果。

每天 2 次、每次 140 mg 时,两套参数分别预测 17.5% 和 0%,临床比例为 1.9%。体外参数的不确定性由此反映为不同风险估计,风险排序和频率误差分别呈现。

后续 4 种药物的整体预测风险低于 telcagepant。Rimegepant 的高频暴露情景中仍有少量、较轻的 ALT 升高;zavegepant 在所测模拟场景中未出现 ALT 升高,atogepant 和 ubrogepant 的信号主要出现在明显高于临床的剂量。

逐项关闭机制解释药物之间的差异

研究在出现反应的虚拟受试者中,逐项关闭模型机制。Telcagepant 的预测损伤主要由线粒体呼吸链抑制和胆汁酸相关作用共同驱动;rimegepant 的轻度信号以呼吸链抑制贡献较大。

Atogepant 和 ubrogepant 在高剂量下的预测信号主要依赖活性氧机制。去掉活性氧作用后,ubrogepant 的这些模拟肝酶升高消失,atogepant 的反应人数也大幅减少。

原文回顾的后续临床结果总体支持 4 种药物相对较低的肝风险。模型却未纳入线粒体生物发生等适应性过程,对 telcagepant 的严重程度有高估;药代个体差异的处理也因可用资料不同而不统一。

具体风险频率仍随参数拟合和人群表示改变,适用范围应与各药物实际取得的数据一起理解。

来源与延伸阅读

  1. Comparing the Liver Safety Profiles of 4 Next-Generation CGRP Receptor Antagonists to the Hepatotoxic CGRP Inhibitor Telcagepant Using Quantitative Systems Toxicology Modeling. Toxicological Sciences. 2022. doi:10.1093/toxsci/kfac051 ↗