雄性Wistar大鼠中肝毒素methapyrilene的血浆和尿液代谢谱研究及其毒理学意义

研究人员针对肝毒素methapyrilene（MP）的代谢机制不明问题，通过UHPLC-MS/MS和高分辨质谱技术，系统分析了雄性Wistar大鼠口服MP后的血浆和尿液代谢谱。研究发现MP通过羟基化、N-去甲基化、葡萄糖醛酸化等途径生成24种代谢物，揭示了其复杂的代谢网络和潜在的肝毒性机制，为药物安全性评价提供了新见解。

　　

肝毒性药物methapyrilene（MP）作为一种经典的肝毒素模型，其代谢机制与毒性关联长期存在争议。尽管早期研究已发现MP会导致大鼠肝坏死和胆汁导管增生，但其复杂的代谢途径尤其是与毒性相关的活性代谢物仍不明确。这种认知缺口限制了人们对MP肝毒机制的理解，也阻碍了相关药物安全性预测模型的优化。

为破解这一难题，来自Evotec SAS和Waters Corporation的研究团队在《Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis》发表最新成果。他们采用"双管齐下"的分析策略：先通过快速RP-UHPLC-MS/MS定量检测MP及其代谢物，再运用高分辨多反射飞行时间质谱（MRT-TOF MS）进行深度表征。实验选用18只8周龄雄性Wistar大鼠，分别给予0、50或150 mg/kg/day的MP连续灌胃5天，采集不同时间点的血浆和尿液样本进行分析。

研究结果揭示了一系列重要发现：

3.1. Methapyrilene在血浆和尿液中的浓度
定量分析显示，所有剂量组在给药后24小时的血浆中均未检出MP原药，但在第3天和第5天的血浆中检测到浓度递增的代谢物。尿液分析则发现MP及其代谢物呈剂量和时间依赖性积累，150 mg/kg组第5天尿液MP浓度高达2166 ng/mL。

3.2. 代谢物鉴定与表征
通过+ve和-ve ESI HRMS共鉴定出24种代谢物，包括：

• 4种O-葡萄糖醛酸苷（如M13，占总代谢物的50%）
• N-去甲基化产物（M17，占16.5%）
• 硫杂环断裂产物（M22）及其甘氨酸结合物（M23）
• 谷胱甘肽结合物（M24）

3.3-3.10. 代谢途径解析
研究发现MP经历多途径生物转化：

• 脂肪链C8/C9羟基化（M21）
• 吡啶环N-氧化（M19）
• 硫杂环氧化裂解生成反应性中间体
• 与谷胱甘肽（GSH）结合形成解毒产物

值得注意的是，硫杂环代谢物仅在负离子模式下被检出，包括硫杂环-2-羧酸的甘氨酸结合物（m/z 184.0073）和谷胱甘肽结合物（m/z 466.0593），这些在早期GC-MS研究中易被遗漏的极性代谢物，通过现代LC-HRMS技术得以完整表征。

这项研究通过高分辨质谱技术绘制了迄今最全面的MP代谢图谱，不仅证实了CYP2C11介导的硫杂环活化是肝毒性的关键机制，还发现代谢谱随时间演变的规律——随着给药次数增加，尿液中原药和N-去甲基化代谢物（M17）浓度呈指数增长，提示可能存在肝损伤导致的胆汁排泄障碍。这些发现为理解MP的"剂量-时间-毒性"关系提供了分子层面的证据，同时展示了高分辨质谱在复杂代谢物鉴定中的独特优势。

研究还引发了对代谢研究方法的深入思考：虽然自动化代谢物识别软件（如MassMetaSite）能高效处理常规生物转化，但对于MP硫杂环裂解产生的"结构异源"代谢物，仍需依赖研究人员的专业判断和针对性搜索策略。这提示未来代谢组学研究需要将人工智能算法与专家经验更紧密结合，以全面捕捉药物的代谢命运。

该成果不仅完善了对MP肝毒机制的认识，其建立的分析方法学也为其他含硫杂环药物的安全性评价提供了技术范本。特别是发现硫杂环可通过形成甘氨酸结合物解毒的途径，为设计低毒性的H1受体拮抗剂提供了新思路。随着对MP代谢网络认知的深入，这一经典肝毒素模型将继续在药物安全性研究中发挥重要作用。