犬MDR1基因敲除的MDCK细胞能否可靠地评估人体小肠的通透性（Peff）和吸收比例（fa）？

《Molecular Pharmaceutics》：Canine Mdr1 Knockout MDCK Cells Reliably Estimate Human Small Intestinal Permeability ( P eff) and Fraction Absorbed ( f a)

　　采用cMdr1 KO MDCK细胞模型评估16种参考化合物的渗透性，建立P_app-P_eff相关性，并成功预测6种API（如对乙酰氨基酚、voriconazole等）的肠道渗透性及口服吸收率，结果与Caco-2、MechPeff等其他方法一致，验证了该模型在早期药物筛选和BCS分类中的适用性。

　　药物的口服吸收和生物利用度（BA）是其作为有效治疗药物的关键特性之一。口服吸收过程受到多种因素的影响，其中肠壁的渗透性尤为关键。肠壁渗透性决定了药物从肠道腔进入门静脉的运输速率，从而影响药物的口服吸收分数（f _a）和生物利用度。因此，在药物发现阶段评估肠壁渗透性具有重要意义，有助于选择具有潜力的候选药物，并指导其制剂开发。此外，渗透性在药品监管文件、药品上市后变更以及仿制药审批过程中也发挥着重要作用。

在传统方法中，生物药剂学分类系统（BCS）通过人类药代动力学（PK）研究来评估药物的渗透性，通常使用绝对口服生物利用度或质量平衡研究结果来确定f _a。然而，这种方法存在诸多限制，例如需要进行临床试验，这不仅耗费资源，而且在药物发现的早期阶段并不适用。因此，研究者们寻求使用体外模型来预测和评估药物的渗透性，以减少对动物实验的依赖，同时提高研究效率。

在本研究中，科学家们使用了一种自主研发的犬源性P-糖蛋白（cMdr1）敲除（KO）MDCK细胞系来评估体外的表观渗透性（P _app）与人类小肠渗透性（P _eff）之间的关系。MDCK细胞因其较短的培养周期（3-7天）而被广泛用于药物发现阶段的高通量筛选，相较于Caco-2细胞（14-28天）具有更高的通量。通过去除犬源性P-gp的内源性外排作用，这些细胞能够更准确地反映药物通过细胞单层的被动渗透特性，从而为药物的渗透性分类提供更可靠的数据。

为了建立有效的P _app–P _eff相关性，研究者们选择了16种参考化合物，这些化合物具有高、中或低的渗透性，并且其渗透机制为被动扩散。此外，这些化合物在pH 6.5到7.4的范围内具有相似的离子化状态，以减少因pH变化对渗透性评估的影响。通过比较这些参考化合物的体外渗透性数据与文献中的人类小肠渗透性数据，研究者们建立了相关性模型，其R ²值大于0.8，表明该模型具有较高的可靠性。

接下来，研究者们使用这一模型对六种测试药物（如对乙酰氨基酚、伏立康唑、费达瑞汀、 voxelotor、乐伯雷克坦和异色拉唑）的渗透性进行了评估。这些测试药物的渗透性数据与文献中的渗透性数据以及使用其他常用方法（如Caco-2细胞渗透性研究）得出的结果进行了比较。结果显示，这些测试药物的P _eff和f _a估计值与文献中的数据一致，表明cMdr1 KO MDCK细胞模型在预测人类小肠渗透性方面具有良好的应用前景。

在评估过程中，研究者们还考虑了不同pH条件下的渗透性差异。例如，在pH梯度（6.5 ? 7.4）和pH等价（7.4 ? 7.4）条件下进行的渗透性实验结果表明，pH变化对药物渗透性的影响较小，尤其是当药物的离子化状态在该范围内变化不大时。此外，为了减少实验间差异，研究者们使用了两种参考化合物（如阿替洛尔和普萘洛尔）作为标准化手段，通过调整实验数据，使得测试药物的渗透性数据更加一致和可靠。

本研究还强调了“总体证据”方法的重要性。该方法通过结合多种渗透性评估方法（如体外细胞模型、体外膜渗透性模型和体外渗透性研究）来提高渗透性分类的准确性。这种方法能够揭示药物在不同模型和实验条件下的行为差异，从而更全面地评估其渗透性。例如，对于某些药物（如费达瑞汀），其渗透性可能因pH条件而有所不同，因此需要在多种条件下进行测试，以全面了解其在肠道中的行为。

研究结果表明，cMdr1 KO MDCK细胞模型在预测人类小肠渗透性方面具有较高的准确性，尤其是在高渗透性药物的评估中表现突出。该模型能够有效支持药物的生物药剂学分类系统（BCS）和其改进版（rDCS）的渗透性分类，为药物研发提供重要的工具。然而，对于低渗透性药物，目前的参考集仍存在一定的不足，因此未来的研究需要进一步补充这类药物的数据，以提高模型的适用性。

此外，研究者们还建立了P _app与f _a之间的相关性，这有助于预测药物在人体内的吸收情况。通过这一相关性模型，研究者们能够更准确地估计药物的口服吸收分数，从而为药物的制剂开发和监管决策提供依据。

综上所述，本研究为药物发现和开发阶段提供了新的方法，通过使用cMdr1 KO MDCK细胞模型，能够在不依赖动物实验的情况下评估药物的渗透性，从而减少伦理争议并提高研究效率。该模型不仅能够用于高渗透性药物的分类，还能够为低渗透性药物的评估提供支持。然而，仍需进一步研究以完善模型在低渗透性药物中的应用，并确保其在不同实验条件下的可靠性。未来的研究可以结合多种体外和体内方法，以提高药物渗透性评估的准确性和全面性。