文摘
虽然phospholipidosis被认为是一种适应性反应化学的挑战,许多phospholipogenic已知化合物显示不良反应在临床前物种和人类。调查phospholipogenic管理和临床发病率之间的联系组织信号,内部阿斯利康在活的有机体内毒理学报告数据库搜索识别phospholipogenic和nonphospholipogenic化合物。数据集由46 phospholipogenic组装和62 nonphospholipogenic化合物。证实了这些化合物的phospholipogenic潜力病理学家的解释和有效的支持在网上和在体外模型。phospholipogenic数据集包含37个基地、4中性化合物,3:既和1酸,而nonphospholipogenic数据集包含9个基地,34中性色,1两性离子,十八酸。为肾上腺组织学研究结果跟踪;骨髓;肾脏;肝;肺;淋巴结;脾;胸腺; and reproductive organs. On average, plasma exposures were higher in animals dosed with the nonphospholipogenics. Phospholipogenics yielded proportionally more histologic changes (exclusive of phospholipidosis itself) in all organs. Statistically significant higher frequencies of liver necrosis, alveolitis/pneumonitis, as well as lymphocytolysis in the thymus, lymph nodes, and spleen occurred in response to phospholipogenics compared to that for nonphospholipogenics.
1。介绍
药物引起phospholipidosis(骑士)是一种脂质贮藏病害特征intralysosomal极性脂类的积累,膜片状夹杂物和药物。骑士的细胞学特征模拟继承的重要性(1]。常见的主要组织目标是肺泡巨噬细胞、肝枯氏细胞、胆管上皮细胞,和外周血单核细胞,尽管许多其他细胞目标已报告。许多市场和实验药物已报告导致骑士功能型(2]。最基本和疏水理化性质(两亲性阳离子),使绑定与磷脂,穿过生物膜,lysomotropism(分区的药物进入溶酶体酸性pH值intralysosomal一旦质子化了的)(3]。Lysomotropic性质和药物积累潜在被研究强调采用溶酶体调节器具有证明能力废除pH梯度从细胞质到溶酶体,排除积累的药物溶酶体(仓库),和/或救援细胞在体外(4- - - - - -6]。
有一个共识,骑士本身在很大程度上是一种自适应,而不是一个不良反应作为一个数量的外源性物质体外研究一贯未能揭示出特定功能损害在回应phospholipidotic组织(2,7- - - - - -9]。然而,有启发性的证据,phospholipogenic化合物与并发相关毒性功能型和临床。这些毒性包括肝坏死(胺碘酮)、运动神经病变(丙咪嗪、阿米替林),肾脏近端小管损伤(庆大霉素),肺肺泡炎,可以发展到纤维化(胺碘酮),肺炎(氟西汀),周围神经病变(苏拉明、胺碘酮、氯喹、perhexiline)和角膜混浊(氯喹、胺碘酮)10- - - - - -15]。尽管这种潜在的协会,到目前为止,没有全面的评论发表的制药行业数据列举这些风险或调查统计和并发phospholipogenic化合物毒性之间的联系。了解是否存在这样的一个连接将帮助定义全面的病理特征的相对重要性phospholipidosis和并发毒性的早期药物发现和帮助减少摩擦药物开发。
探讨phospholipogenic复合管理和临床前的发病率之间的联系组织信号,phospholipogenic和nonphospholipogenic化合物被确定在一个内部的阿斯利康在活的有机体内毒理学报告数据库和组织学结果注释。我们在此报告一个健壮的、客观的分析显示在活的有机体内phospholipogenic化合物在统计上更容易展示non-PLD组织学变化所有的器官进行调查。这个观察是更引人注目的,当一个人认为,在这些研究中,名义剂量(或风险)nonphospholipogenic化合物通常超过phospholipogenic化合物。
2。方法
2.1。化合物的识别
一个内部数据库包含repeat-dose阿斯利康在活的有机体内毒理学报告搜索识别phospholipogenic化合物使用常见的骑士phospholipidosis指标条款,组织细胞增生症,泡沫状巨噬细胞,层状溶酶体和骨髓的身体。确定报告nonphospholipogenic化合物,这些骑士的数据库搜索没有指标。物种,研究持续时间、组织学结果,名义剂量和血浆暴露数据提取的关键。我们专注于九反应器官:肾上腺;骨髓;肾脏;肝;肺;淋巴结;生殖器官; spleen; thymus. (While we have observed nervous and muscle tissue phospholipidosis in our studies, reports were not archived in time, or search terms were inadequate for the purpose of performing an unbiased analysis.)
报告是单独读来验证指标项的存在与否,骑士和所有non-PLD组织学研究结果记录和注释。虽然骑士经常呈现空泡形成的光学显微镜,由于其经常发生的自然现象,就其本身而言,这一发现对骑士分类是不够的。一个或多个以下被认为是一个附加的确认措施加入phospholipogenic数据集:在一个积极的结果在体外骑士试验(16从我们的内部),一个积极的预测在网上骑士模型中,骑士的病理学家解释/描述在报告中(骑士必须考虑的病理学家的熟悉和突出的发现而不是背景),或一个电子显微镜发现骑士,后者的黄金标准检测溶酶体phospholipid-laden骨髓夹杂物的骑士的说明。一个或多个以下被认为是一个附加的确认测量的复合有nonphospholipogenic状态:一个消极的结果在体外骑士化验或负面的结果在我们的在网上骑士预测模型。
2.2。药代动力学性质
名义剂量(μ摩尔/公斤),和C马克斯(μ米)等离子体接触数据两类化合物的提取研究报告是否可用(表1)。大多数的研究报告有三个剂量组。如果一项研究有四个剂量组,第二个最低剂量是指定为低剂量。AUC曝光信息至少两剂可用phospholipogenic报告的77%和86%的负面报道;C马克斯曝光信息至少2剂量可用phospholipogenic化合物的73%和79%的nonphospholipogenic化合物。曝光不调整血浆蛋白结合的完整的测量不能用于大多数的研究。
2.3。统计分析
统计上显著差异的两个数据集器官组织学研究结果评估使用卡方分析在95%的置信水平。统计上显著的差异是由x平方分布值大于3.84表2。
3所示。结果
3.1。源数据Phospholipogenic和Nonphopholipogenic化合物
在活的有机体内数据从一个内部在活的有机体内46 phospholipogenic化合物的毒理学报告归档导致编译和六十二年nonphospholipogenic化合物。得到46 phospholipogenic复合集,53化合物最初确定为phospholipogenics基于口头描述符进行了测试在我们的研究报告在体外骑士试验(16),发现是正的,选择进行进一步分析。大多数的这些化合物表现出在体外电子商务50值小于50μ(意思是44μ米,sd 66;从273到2.4不等μ米)。相比之下,phospholipogenics胺碘酮,氯喹、和西酞普兰产量4.8,12,38μ米电子商务50值在这个试验,证明许多积极的选择分析本质上较弱的phospholipidosis诱导比这些标准参考潜在药物。
3.2。理化性质分析
phospholipogenic和nonphospholipogenic数据集的107种化合物结构不同。集群基于二维化合物的分子指纹导致七十五套,最大的集群包含八个化合物。物理和计算分子属性还揭示了这种多样性,与分子量(MW)从139年到696年(平均434,sd 115),极地表面积(PSA)在20.5和194.9之间(平均85.9,标准差33.4),和ClogP−2.53和8.95之间(平均3.0,标准差2.0)。氢键捐助者的数量范围从0到4(平均1.7,标准差1.2)和氢键受体从2到14(平均6.9,标准差2.4)。在pH值7,phospholipogenic化合物预测包含37个基地、4中性色,3:既和1酸,而nonphospholipogenic化合物包含9个基地,34中性色,1两性离子,十八酸。这是符合许多phospholipogenic化合物两亲性阳离子的泛化。的MW phospholipogenic化合物介于256和645之间(平均476,sd 85)和139年和695年(平均404,sd 124) -化合物。ClogP phospholipogenic化合物的范围在0.67和8.95之间(平均3.8,标准差1.6)和负化合物−2.53和7.46之间(平均2.4,标准差2.0)。PSA的phospholipogenics介于30.6和138.1之间(平均76.4,sd 25),同时,对于nonphospholipogenic化合物范围在20.5和194.9之间(平均92.8,标准差37.2)。氢键的数量捐助者范围在0和4之间(平均1.5,标准差1.1)和3之间的氢键受体的数量和12(平均6.9,标准差1.8)phospholipogenic化合物和0和4之间(平均1.8,标准差1.2)和2和14(平均6.9,标准差2.7),分别为阴性。 Aside from the obvious difference in the ionization characteristics of the two sets, these simple physical chemical parameters alone do not appear to effectively distinguish between phospholipogenic and nonphospholipogenic compounds.
3.3。物种、研究时间和等离子曝光
老鼠,老鼠,狗中三种化合物的数据集。研究持续时间从5天到两年不等,重复剂量的多数研究已经进行1到4周时间。图1显示了物种的研究报告。图2显示了研究报告,研究持续时间的百分比。平均有4.8 (4.6 sd)和3.2 (2.3 sd)报告每复合phospholipogenic nonphospholipogenic数据集,分别。哪里有多个复合测试在同一物种的研究报告,报告被算作一个“报告”以最小化加权偏差。有一些显著的差异研究物种的分布和持续时间对复合类。有29%(总数的)(或1.6倍)更多的老鼠研究“报告”中可用phospholipogenic比消极的数据集,数据集而有28%(总)(或2.8倍)研究更多的狗,“报告”的负面比phospholipogenic数据集的数据集。鼠标的比例复合类的报道是等价的。两周、四周分组在学习中最大的变化持续时间分布。有15%(总数的)(或1.7倍)更多的“报告”2用于phospholpogenic数据集比底片;有26%(总)(或1.7倍)更多的“报告”用于比phospholpogenics负面数据集。除了老鼠在哪里和C马克斯(μ米)高名义剂量暴露数据集之间的数据相似,名义剂量(μ摩尔/公斤),C马克斯(μ米)的值-化合物平均更高的其他两个物种(表1)。C马克斯风险敞口从nonphospholipogenic本平均超过10μM。
3.3.1。Phospholipogenic复合器官骑士与发病率Non-PLD发现
复合治疗产生三个或三个以上器官骑士反应被认为multiorgan phospholipogenic化合物。大约有50%的phospholipogenic化合物引起multiorgan骑士(图3)。Multiorgan骑士时更容易发生预测百分比免费化合物(免费的蛋白质绑定)大于~ 10%,而骑士更经常发生在只有一个两个器官当免费预测百分比小于10%。骑士发病率由器官如图4。肺、淋巴结和脾脏,发病率最高,骨髓和胸腺最低。肝脏骑士发病率约为35%。相比之下,non-PLD组织学发现发病率的等级次序的这个数据集不同于器官骑士排名(图5)。肝脏和胸腺展出的最高发生率non-PLD发现,肺和骨髓中最低的。
3.4。发病率器官Non-PLD组织学结果,比较Phospholipogenic, Nonphospholipogenic数据集
确定数据集与更多的组织学发现,频率的non-PLD组织学研究结果比较。Phospholipogenic化合物一直表现出更多的non-PLD组织学变化为所有器官(图6),其中肝脏展出组织学结果对数据集的比例最高。nonphospholipogenic化合物相比,phospholipogenic化合物产生了显著更高比例的肝坏死的发现(表2)。对于那些phospholipogenic化合物暴露在这个子集的数据(即。,11of 22 compounds that caused necrosis), top plasma exposures did not on average exceed those phospholipogenics that did not cause necrosis (data not shown). A statistically significant, higher frequency of lymphocytolysis/lymphoid depletion in lymphoid organs increased apoptosis in spleen, and alveolitis/pneumonitis in lung were observed with this subset of compounds. No differences were apparent for adrenals or kidney. Finally, statistically significant higher levels of “no histologic findings” in the liver, lung, thymus, lymph nodes, and spleen were reported for the nonphospholipogenic compounds.
4所示。讨论和结论
本研究的目的是测试的化合物是否相关phospholipogenic化合物与高频率重复剂量的组织学变化在活的有机体内临床前毒理学研究比nonphospholipogenic化合物。比较,46个phospholipogenic化合物被确定;六十二-化合物被确定。分析的结果可以总结如下。Phospholipogenic政府发现产量比例更non-PLD在所有器官检查和组织学的变化一般选择在肝组织学检查发现,肺、胸腺、淋巴结和脾脏,但不是肾和肾上腺。Nonphospholipogenic化合物表现出“没有结果”的发生率较高的几个器官。Phospholipogenic化合物表现出显著增加肺小泡炎/肺炎,在真正的相关毒性肝坏死。毫不奇怪,phospholipogenic化合物证明“没有肝脏发现”往往表现出更少的组织学研究结果在9器官整体(数据未显示)。lymphocytolysis发病率的增加和/或淋巴损耗三个淋巴组织(胸腺、淋巴结和脾脏)也观察到phospholipogenic数据集。Lymphocytolysis /淋巴损耗通常归因于high-dose-mediated应激反应; but they may in some instances represent a true toxicological response. Without other hematologic correlates it is not possible to shed light on this matter, and for this reason labeled these results conservatively simply as excess histological findings. Finally, it also appears from the study duration analysis that two-week study designs and the rat model are typically sufficient to capture phospholipidotic signals在活的有机体内。尽管并发毒性没有指定,感兴趣的是,最近的一份报告表明,24小时持续时间可能足以检测/预测phospholipidosis准确运用一套小生物标志物在toxicogenomic评估(17]。
几个额外的比较为phospholipogenic数据集,尤其是理化性质和毒性动力学行为。符合很好的描述phospholipogenic化合物的阳离子两亲性质,phospholipogenic数据集是由两亲性的主要基地和负面数据集包含主要是中性色和酸只有几个基地。等离子体曝光往往是低动物给phospholipogenic化合物。狗和老鼠,这种药代动力学行为的选择可以部分解释为低phospholipogenic复合名义剂量研究设计但不完全因为相对风险仍低如果dose-normalized(数据没有显示)。名义剂量对大鼠平均高于nonphospholipogenic数据集,但等离子体暴露在phospholipogenic数据集都要低得多。有承认一般倾向于基地,特别是亲脂性的基地,拥有更高容量的分布(18),尽管它最近被证明这个属性并不能区分phospholipogenics nonphospholipogenics [19]。最后,应该注意的是,不仅nonphospholipogenic化合物的平均剂量和风险更高,但是,我们可以看到在图2,学业的平均持续时间有点长。所有这些因素应该偏向nonphospholipidosis组织学发现概要文件的数量对剂量越高,更高的风险,研究集团持续时间长,但是,作为演示了在这项研究中,我们看到的是相反的。
这种全面系统的临床前毒理学分析数据集包含确认phospholipogenics nonphospholipogenic化合物表明phospholipogenic管理局可能会与各种组织相关越来越发现,包括肝毒性,比nonphospholipogenic政府。数据,而引人注目,是相关的,不能用来证明因果关系phospholipidosis和毒性之间的关系。还应该指出的是,投机功能妥协不能和组织学结果确定在此练习中不平等程度。研究范围从相对良性的严重,我们不适用风险评估分析,可能会发现,化合物可以通过药物开发过程正常进行,并发毒性,组织受到影响,严重程度,安全边际(治疗窗口)。即使注意了这些事项,很明显,phospholipogenic化合物往往产生更多的组织学结果,可能需要额外的监控和风险评估,从而增加整体负担一个药物开发项目。
承认
作者感谢雪莉Matis-Mitchell她协助获得负复合数据集从阿斯利康报告档案。