ADMET 指标概述:吸收、分布、代谢、排泄、毒性的常见参数与意义
做药物研发的人都清楚,ADMET 不是五个孤立的环节,而是一条互相牵连的链条。任何一个环节出问题,整个项目就可能卡住。我管过好几个临床前项目,每次遇到推进不下去的情况,往回查八成都是 ADME 或毒性数据埋了雷。今天咱们就挨个拆开来看,把每个环节的常见参数和它们到底代表什么讲清楚。
吸收(Absorption)—— 药物能不能进得去?
吸收讲的是药物从给药部位进入血液循环的效率。口服是最常见的给药方式,所以这里我们重点关注肠道的吸收参数。
| 参数 | 全称 / 单位 | 意义 |
|---|---|---|
| Papp | 表观渗透系数 (cm/s) | Caco‑2 单层细胞模型测得的透过速率,比值越高穿透力越强 |
| F% | 口服生物利用度 (%) | 药物进入体循环的分数,决定口服是否可行 |
| Tmax | 达峰时间 (h) | 反映药物从给药到最大血药浓度的速度快慢 |
| P‑gp 外排比 | ER (Efflux Ratio) | P‑糖蛋白主动外排的程度,比值 > 2 表示倾向被泵出肠道 |
我记得有一次项目组筛选了 40 个先导物,Caco‑2 Papp 都 > 10-6 cm/s,但口服生物利用度只有 5%。后来一查是化合物在肠道被 P‑gp 疯狂外排。你想想看,单看渗透性往往会误判,必须结合外排比才能看清全貌。
我建议:做早期吸收筛选时,至少同时测 Caco‑2 双向透过和 P‑gp 抑制实验。只做单向会漏掉外排机制。
分布(Distribution)—— 药物去了哪里?
分布研究药物进入血液后怎么分配到各组织。关键看体积分布、蛋白结合和血脑屏障穿透。
- Vd(表观分布容积):单位是 L/kg。Vd 高(> 5 L/kg)说明药物大量进入组织;Vd 低(< 0.2 L/kg)可能只待在血浆中。中枢靶点需要足够的游离药物通过血脑屏障。
- 血浆蛋白结合率:常用 % 表示。结合率 > 99% 意味着游离浓度极低,可能影响药效,也容易产生药物‑药物相互作用。
- 脑/血浆比(Kp):稳态时脑组织与血浆的药物浓度比。治疗中枢疾病希望 Kp > 0.3,而回避中枢副作用则希望 Kp < 0.1。
我曾经踩过坑:一个化合物体外活性很好,但体内无效。回头看分布数据,Vd 只有 0.1 L/kg,血浆蛋白结合率 99.8%,游离浓度几乎为零。再强的活性也体现不出来。所以检查分布参数时,一定别忘了把游离浓度算出来验证。
代谢(Metabolism)—— 药物怎么被处理?
代谢主要靠肝脏里的 CYP450 酶系。代谢快长得太慢都会出问题:太快药效短,太慢容易蓄积中毒。
| 参数 | 说明 | 参考范围 / 经验值 |
|---|---|---|
| 肝微粒体清除率 (CLint) | 每毫克蛋白每分钟清除的底物量 ( µL/min/mg) | 低清除 < 30;中等 30~70;高 > 70 |
| T1/2(体外) | 半衰期 (min) | 物种间差异大,人肝微粒体半衰期 > 30 min 通常可接受 |
| CYP 抑制 IC50 | 对主要 CYP 亚型(3A4, 2D6, 2C9 等)的半数抑制浓度 | IC50 < 10 µM 提示潜在的 DDI 风险 |
| 代谢产物鉴定 | 主要代谢产物的结构和生成速率 | 特别关注有无活性或毒性代谢物 |
实际项目中,我习惯先用肝微粒体做代谢稳定性筛选,淘汰掉那些在 30 分钟内就被代谢掉 80% 以上的候选物。剩下的再去测 CYP 抑制,避免和后续联用药物抢酶。
说白了,代谢参数就是要回答两个问题:药能在体内待多久?它会不会干扰其他药的代谢?做透这两点,后期的 DDI 风险自然就降下来了。
排泄(Excretion)—— 药物怎么离开?
排泄主要路线是肾脏(尿液)和肝胆(粪便)。参数相对少但很关键。
- 肾清除率 CLr (mL/min/kg):反映药物被肾脏过滤、重吸收或主动分泌的净结果。如果 CLr 接近肾小球滤过率(约 1.8 mL/min/kg),说明药物主要靠过滤排出;远高于它则提示存在肾小管主动分泌。
- 胆汁排泄率:通常用胆管插管大鼠模型测得,百分比越高,肠道内药物暴露越大,局部毒性风险也越高。
- 全身清除率 CL (mL/min/kg):肝清除 + 肾清除的总和,决定药物的体内持久性。
我在实际做排泄研究时,特别注意高胆汁排泄的化合物——它们容易引起肠道菌群代谢,进而产生活性或毒性代谢物。遇到这类结构,我会建议加做肠道代谢稳定性实验。
毒性(Toxicity)—— 药物安不安全?
毒性筛选在早期做得越细,后期临床阶段的风险就越可控。早期常用几项高吞吐参数:
| 参数 | 检测对象 | 预警阈值 |
|---|---|---|
| hERG 抑制 IC50 | 心脏钾通道 | IC50 < 1 µM 提示 QT 延长风险高 |
| AMES 试验 | 细菌回复突变 | 阳性 = 高遗传毒性风险 |
| 肝细胞毒性 TC50 | 原代人肝细胞活力 | TC50 < 10 µM 警惕肝脏损伤 |
| 磷脂沉积 (PLD) | 细胞内磷脂堆积 | 阳性提示潜在磷脂质病 |
这里我特别提醒:hERG 的 IC50 和游离血浆蛋白结合率 Cfree 必须一起看。我曾经手上有过 IC50 只有 0.3 µM 的化合物,但游离浓度 Cfree 只有 0.01 µM,安全窗口反而很宽。只看粗数据会冤枉不少好结构。
ADMET 各指标的内在关系
下面这张图把五个模块串在一起——药物从一个节点流到下一个,每个节点都有可能变成一个滤波器,把不合适的分子的筛掉。你只有把整体流程走通,才能判断一个化合物值不值得往下推。
这张图我每次做项目评审都会带出来。你看箭头方向,代谢和排泄之间存在双向传递,因为代谢产物可以进入胆汁再被肠肝循环重吸收。所以不能把排泄和代谢割裂开来看。
如何在实际工作中快速抓重点?
说实话,每个项目几十甚至上百个候选物,你不可能把每个参数全测一遍。我的建议是先跑一个快速的 四靶点面板(吸收+代谢+毒性+蛋白结合),把明显不合格的砍掉。剩下的再深入做分布和排泄。
- 第一筛:Caco‑2 Papp + 肝微粒体半衰期 + hERG + 游离浓度估算 → 最快两天出结果。
- 第二筛:P‑gp 外排比 + CYP 抑制 + IV 药代动力学(测 Vd 和 CL) → 一周内完成。
- 第三筛:脑/血浆比 + 胆汁排泄 + 代谢产物鉴定 + 肝细胞毒性 → 两周左右。
用这个分层策略,我团队去年把 120 个先导物压到 8 个进入正式药代实验,而最终上临床的 3 个分子在这一阶段没有任何遗漏。你也可以试试看。
一个小技巧:所有参数最好用同一个实验批次的数据。不同批次间酶活性、细胞状态差异很大,混着用会引入系统误差。我吃过这个亏,后来统一要求所有 ADMET 实验在同一个 4 周窗口内完成。