噻托溴铵药理机制.ppt

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1、噻托溴铵的药理作用及作用机制,抗胆碱药的简史,曼陀罗（洋金花）蓝色激情的爱。粉色温柔的爱。绿色生生不息的爱。黑色神秘的爱。金色天长地久的爱。白色纯洁的爱。红色火热的爱。紫色浪漫的爱。,药用价值,曼陀罗花（洋金花）麻醉，祛风湿，止喘定痛，可治惊痫和寒哮。叶、花、籽均可入药，味辛性温，有大毒。曼陀罗花、根、果实等含有的天仙子碱等生物碱具有很强的镇静效果，但如使用剂量太大，就会精神错乱、意识模糊产生幻觉、昏迷麻痹等等的中毒反应。肌肉松弛，汗腺分泌受抑制，因此古人将此花所制的麻醉药取名为“蒙汗药”。传说中华佗的麻醉方剂麻沸散中便含有曼陀罗的成分。,欧洲、印度和阿拉伯国家认为的“万能神药”。麻醉剂和止痛

2、剂，还作春药和治癫痫、蛇伤、狂犬病。古埃及人宴客时，常会把曼陀罗花果拿给客人闻，因为曼陀罗花果富有迷幻药的特性，可以让客人有欣快感。,应用记载,印度最早明确记载曼陀罗用于治喘英国1802年首次报告用平喘中国扁鹊心书记载“山茄花”烟雾吸入主要成分阿托品,常用的M受体阻断药,异丙托溴铵噻托溴铵 治疗COPD 治疗哮喘,1.噻托溴铵的基础药理学,2.噻托溴铵新的药理作用(非扩支作用),3.噻托溴铵的临床药理学4.主要副反应,气道胆碱能受体亚型,M1 受体M1 受体位于气道的副交感神经节中，调节副交感神经节间传递。节前神经释放乙酰胆碱（ACh），作用于神经节细胞的烟碱性受体，激动节后神经。但只有部分节

3、前信号传递至节后神经。ACh激动节后神经M1受体促进神经节间的传递并增强胆碱能神经的反射性支气管收缩。M2 受体M2 受体位于胆碱能神经末端，对乙酰胆碱的释放起着负反馈作用。阻断这些受体将导致乙酰胆碱释放增加从而增强胆碱能神经对支气管的收缩作用。异丙托溴铵和氧托溴铵是非选择性阻断剂，因此会阻断M2受体。这将导致乙酰胆碱释放增加，从而减弱对M3受体的阻断作用或作用时间。这也可能解释为何有报道使用异丙托溴铵会带来支气管收缩的反作用。M3 受体M3受体调节胆碱能神经的刺激和胆碱能激动药对于支气管收缩的反应。噻托溴铵作为抗胆碱能药，仅选择性的作用于M3受体，并且与M3受体的解离半衰期为35小时，因此一

4、天只需给药一次就能达到持久的支气管扩张作用。,来自2006年的呼吸研究,Figure 1.气道中的胆碱能控制机制(来自2006年的呼吸研究).,Figure.2.乙酰胆碱在过敏性哮喘的病理生理学的假设作用,吸入的过敏原与肥大细胞上的免疫球蛋白（IgE）作用，引起肥大细胞脱颗粒和哮喘的速发相反应（EAR）。肥大细胞脱颗粒也能激活嗜酸粒细胞和B细胞，后者产生IgE。过敏原经由抗原呈递细胞(APC)的主要组织相容性复合体(MHC)呈递给T细胞受体(TCR)，激活T辅助细胞（Th2）。Th2 细胞诱导B细胞产生IgE，Th2 细胞也能激活嗜酸粒细胞和肥大细胞，从而启动和维持哮喘的迟发相反应（LAR）。

5、乙酰胆碱（ACh）通过抑制肥大细胞的脱颗粒可能可以抑制哮喘EAR。然而，通过增强淋巴细胞的存活和增值，ACh会增加淋巴细胞介导的炎症反应。通过抑制肥大细胞脱颗粒，从而可能产生抑制哮喘的LAR。ve,抗炎作用;+ve,致炎作用;PAF,血小板激活因子;FcR1,高亲和力IgE受体.,Figure.3.乙酰胆碱在COPD病理生理中假设作用.,吸烟直接导致肺氧化应激反应和激活炎症细胞，包括上皮细胞和巨噬细胞。上皮细胞和巨噬细胞会激活CD8+T细胞和中性粒细胞。此外，中性粒细胞和巨噬细胞会释放蛋白酶，这也可能是产生激素耐药和纤维化的原因。中性粒细胞在COPD中是重要的效应细胞，它会释放氧化物和蛋白酶。

6、氧化应激和蛋白酶-抗蛋白酶失衡将导致COPD。(例如，粘液分泌过多，细支气管炎和肺气肿)。乙酰胆碱（Ach）刺激上皮细胞和淋巴细胞的炎症反应，尤其是刺激上皮细胞释放化学介质从而诱导中性粒细胞向气道聚集。Ach对中性粒细胞的作用还未知，但是尼古丁会诱导IL-8产生 而且如果乙酰胆碱有类似的作用，将会增加中性粒细胞数量。因此，Ach也可能是前炎因子，因为Ach可抑制巨噬细胞。ve,抗炎作用;+ve,致炎作用;IL-8(CXCL8),白细胞介素-8;TGF-,转化生长因子-;CTGF,结缔组织生长因子;IP-10(CXCL10),干扰素诱导型蛋白-10 kDa;GRO(CXCL1),生长相关致癌基因

7、-;MCP-1(CCL2),单核细胞引诱物蛋白1.,表1:气道炎症中的胆碱能调节,表 2:哮喘 和COPD中的气道重塑.胆碱能受体和乙酰胆碱在气道平滑肌重塑中扮演重要角色，可能引起杯型细胞异常增生和粘液腺体肥大,噻托溴铵的基础药理学,噻托溴铵的分子式：（1,2,4,5,7）-7-2-羟基-2,2-二（2-噻吩基）乙酰氧-9,9-二甲基-3-氧杂-9-氮阳离子三环3.3,1.02.4壬烷溴化物.,表 3不同胆碱能拮抗剂与5种人类胆碱能受体的亲和力。不同胆碱能拮抗剂的平衡解离常数是通过对抗3HNMS异源竞争实验来测定的。pKi 值是至少3次独立的实验重复3次的平均值，检测的标准误差小于等于0.1。

8、,起效时间是 30 min约3h达到峰值持续的使用能够增加药效，一周之后达到最大效应18 g,一天一次，健康受试者的绝对生物利用度为 19.5%,表 4不同M1,M2,和 M3 受体抗胆碱能药的Koff值和解离半衰期。解离常数使用Motulski and Mahan方法测定(1984),通过分析3HNMS的竞争性动力学曲线和不同抗胆碱能药的浓度（图2B，噻托溴铵）。显示的数据是三次独立试验，每次试验重复3次的Koff 值平均值的标准误和相当的解离半衰期(小时).,J Pharmacol Exp Ther.2009 Aug;330(2):660-8.,Fig.5.几种不同的胆碱能拮抗剂的pIC5

9、0 值是通过异源亲和力分析所得到。CHO-hM3 细胞膜是在室温下与3HNMS和几种不同浓度的竞争物（异丙托溴铵，噻托溴铵，阿地溴铵和甘罗溴铵）一起培养，并在不同时间点（2，5，10，20，24h)过滤取样。IC50 值根据sigmoidal函数算出。显示的数据是三次独立试验，每次重复3次的标准误的平均值。,J Pharmacol Exp Ther.2009 Aug;330(2):660-8.,TABLE 5 胆碱能拮抗剂对M1和M3受体作用不同胆碱能拮抗剂的pA2值是通过检测CHO-hM1和CHO-hM3细胞系中的肌醇磷酸来测定的。根据Schild分析方法：通过外推法获得拮抗剂（毒蕈碱和卡巴

10、胆碱）浓度值的响应转变，从而测得pA2值，如图.3。数值是三次独立试验，每个点重复3次的平均值。标准误小于等于0.1，Schild 斜率组间没有显著性差异。,J Pharmacol Exp Ther.2009 Aug;330(2):660-8.,Fig.7.LAMA对因为乙酰胆碱导致的犬支气管收缩作用。乙酰胆碱导致的支气管收缩的麻醉犬进行气管内给药（A，噻托溴铵；B，阿地溴铵；C，甘罗溴铵）并观察其对气管的保护作用。在给药前（作为基线值）和给药后180min注射 乙酰胆碱（10 g/kg i.v.)。每个数值是从4只不同动物中获得的平均值 标准误。,J Pharmacol Exp Ther.2

11、009 Aug;330(2):660-8.,Fig.8.LAMAs在最大有效剂量时的作用持续时间（以犬为实验对象）。将对麻醉犬进行气道内给抗胆碱能药（时间为0）。监测其对于因乙酰胆碱所致的气道收缩的保护作用，直至24h。每个数值是从4只不同动物中获得的平均值 标准误。,J Pharmacol Exp Ther.2009;330(2):660-8.,噻托溴铵独特的药理作用,(非支气管扩张作用),抗炎作用（COPD and Astma）抗气道重塑作用（Astma）抗纤维化作用（COPD）,噻托溴铵对吸烟所致小鼠COPD模型炎症的抗炎作用,FIG.9.The Jaeger-NYU Nose-Only

12、 Directed-Flow Inhalation Exposure System is a modular system for nose-only exposure of rodent species such as mice,hamsters,rats,and guinea pigs.,Fig.10.噻托溴铵对吸烟诱导的气道炎症细胞聚集反应的抑制作用.C57Bl/6小鼠在暴露香烟前吸5 min，1 h后吸烟，吸烟每天10支，时间4小时，每天1次，连续4天。最后一次吸烟18 h后，麻醉小鼠，气管插管，用PBS 0.5ml冲洗支气管，反复3次。记数支气管灌洗业液中的细胞数。细胞白总数(A)，

13、中性粒细胞/巨噬细胞/淋巴细胞(B).#P 0.01与对照组比较；*P 0.01与模型组，每组动物数n=8,Fig.11.噻托溴铵抑制吸烟诱导的气道炎症炎症介质的作用.C57Bl/6小鼠在暴露香烟前吸5 min，1 h后吸烟，吸烟每天10支，时间4小时，每天1次，连续4天。最后一次吸烟18 h后，麻醉小鼠，解剖胸腔，取肺组织，制匀浆，离心后取上清液测定炎症介质的mRNA.#P 0.01与对照组比较；*P 0.01与模型组，每组动物数n=5,Fig.12.噻托溴铵对乙酰胆碱所致的C57Bl/6小鼠支气管收缩的抑制。动物暴露于噻托溴铵悬浮微粒(0.01-0.3 mg/m)中5分钟，一小时之后静脉注

14、射乙酰胆碱(62.5-1000 mg/kg 体重)，出现短暂的支气管收缩(A).最大程度的支气管收缩出现在每次乙酰胆碱推注之后的3分钟内。在进行下一次推注前，对小鼠肺容量进行恢复。(B)以空白对照组在使用62.5 到1000 mg/kg Ach之间的AUC作为100%。IC50使用指数线性回归分析法（可变斜度）进行计算，并将限定设为 0 和 100%。所有数据为平均值 标准误,每组动物数n=6-8。,Pulm Pharmacol Ther.2010 Aug;23(4):345-54.,Fig.13.噻托溴铵对吸烟诱导的气道炎症细胞聚集反应的抑制作用.C57Bl/6小鼠在暴露香烟前吸5 min，

15、1 h后吸烟，吸烟每天10支，时间4小时，每天1次，连续4天。最后一次吸烟18 h后，麻醉小鼠，取肺做病理切片。记录中性粒细胞和巨噬细胞,H&E staining,噻托溴铵对哮喘模型的作用,Fig.1.噻托溴铵对乙酰甲胆碱诱导的小鼠哮喘模型的气道高反应性影响。卵白蛋白(OVA)致敏的小鼠吸入噻托溴铵(Tio)60g/ml或者 vehicle，每天一次，连续7天。在噻托溴铵或者vehicle吸入后,小鼠接触30分钟的气雾化的抗原或者生理盐水(NS)。在最后一次接触卵白蛋白（OVA)的24小时后，根据所描述的材料和方法，测定静脉注射乙酰甲胆碱后的RL 和 Cdyn 数据的表达形式为平均值标准误。#

16、P 0.05,vs 生理盐水处理的小鼠 和 vehicle的处理小鼠(n=9,生理盐水-vehicle 组);P0.05,OVA-处理的小鼠 和噻托溴铵(n=11,OVA-Tio60 组)处理的小鼠 vs OVA-处理的小鼠 和 vehicle处理的小鼠(n=9,OVA-vehicle 组).,Fig.1.噻托溴铵对在支气管肺泡灌洗液（BALF）中的炎症细胞的作用。在被OVA处理后24小时进行支气管肺泡灌洗。记数BALF中白细胞总数,分类记数200以上的细胞:嗜酸粒细胞，中性粒细胞和淋巴细胞。数据的表达形式为平均值标准误。#P 0.05,vs NS-vehicle 小鼠(n=9);P0.05,

17、OVA-Tio60(n=8)vs OVA-vehicle(n=8).,Fig.1.噻托溴铵对哮喘小鼠肺中EOS,IL-4,IL-5,IFN-,MMP-9 and TIMP-1的mRNA的表达的影响。在小鼠被OVA处理24小时后，从每只小鼠中提取100mg肺组织进行RNA分离，之后1g的总RNA样品等分被用于第一链的逆转录合成中PCR扩增的模板。PCR的产物用1.5%的琼脂糖进行电泳分析，特殊的波段使用成像系统进行数字化。PCR反应进行了3次重复试验，每个独立试验mRNA的相对表达的标准化是通过用独立的-actin值将EOS和细胞因子的值分离所得，并且将NS-vehicle小鼠的mRNA表达的平

18、均值作为1。A.IL-4,MMP-9,EOS and IL-5 mRNA 的表达;B.IFN-and TIMP-1 mRNA 的表达.数据的表达形式为平均值标准误。#P0.05,vs NS-vehicle 组;P0.05,vs OVA-vehicle 组.,Fig.1.噻托溴铵对BALF中细胞因子水平的影响。小鼠按所述方法处理，在最后一次OVA处理后24小时，获取支气管肺泡灌洗液（BALF）。用ELISA分析BALF中IL-4 和IFN-的水平。n=8(每组).数据的表达形式为平均值标准误。#P0.05,vs NS-vehicle 组;*P0.05,vs OVA-vehicle 组.,H&E

19、染色,PAS 染色,马森三色染色,NS-VEHICLE 组 模型组 噻托溴铵组,Fig 1.噻托溴铵对肺组织中嗜酸粒细胞、杯状细胞和细支气管周胶原质沉积的影响。,Table 6:以用生理盐水或OVA处理的豚鼠为研究对象，比较空白组和噻托溴铵对抗重塑的影响。,Eur Respir J 2007;30:653661,Figure19.反复过敏原刺激和噻托溴铵或者布地奈德 对粘蛋白5 A 和C亚型(MUC5AC)-阳性的杯状细胞数，粘液腺区,肺内气管软骨的杯状细胞的影响。h:生理盐水;*:p0.001.,Eur Respir J 2007;30:653661,Figure 20.反复过敏原刺激和噻托

20、溴铵对豚鼠肺中sm-MHC（心肌肌凝蛋白）表达的影响。用Western分析法分析蛋白质匹配肺组织匀浆 来检测sm-MHC重链。所显示数据是以下几组的光密度分析平均值标准误：5只动物接受生理盐水处理(Saline);6只动物接受OVA刺激;8只动物接受噻托溴铵和盐水处理(Tio);7只动物接受噻托溴铵处理和OVA刺激(OA+Tio)。*p 0.01;*p 0.001.显示的斑点是其中具有代表性的。每条线代表不同动物。,Figure 21.反复过敏原刺激和噻托溴铵对上皮剥脱，气管和开环制备的等测度收缩的影响。.所显示数据是以下几组的平均值 标准误：5只动物接受生理盐水处理(Saline);6只动物

21、接受OVA刺激;8只动物接受噻托溴铵和盐水处理(Tio);7只动物接受噻托溴铵处理和OVA刺激(OA+Tio)。*p 0.05;*p0.001.,Am J Respir Crit Care Med Vol 171.pp 10961102,2005,Table.7.空白组，噻托溴铵组和布地奈德组对在接受生理盐水或者OVA刺激之后，嗜酸粒细胞对气道壁的不同部位渗透的影响。,数据形式是平均值标准误(每只动物的每类呼吸道结构分析5或6次）。嗜酸粒细胞用苏木精一伊红染色法鉴定。BM:基底膜.*:p,0.05;*:p,0.01;*:p,0.001 vs 生理盐水处理的动物;#:p,0.05;+:p,0.0

22、1;#:p,0.001 vs OVA处理,噻托溴铵的临床药理学,美国 1965-1998间年龄校正死亡率的百分比变化,0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,占1965年死亡率的百分比,1965-98,59%,64%,35%,+163%,7%,冠心病,中风,其他心血管疾病,慢性阻塞性肺病,其他,January 2009,Treating COPD and Asthma,表8 比较异丙托溴铵和噻托溴铵临床适应症在欧美应用的现状,Adv Ther(2009)26(10):908-919.,Tashkin,D.N Engl J Med 2008.359:1543 1544.,Tashkin,D.N Engl J Med 2008.359:1543 1544.,Lancet 2009;374:117178,Lancet 2009;374:117178,主要副反应,尿滞留增加眼压口干,表9 严重不良反应的发生率（%）,Tashkin,D.N Engl J Med 2008.359:1543 1544.,Thank You,