基于生理药代动力学模型探究维生素B12吸收机制及其在妊娠期摄入量优化的应用

本研究针对维生素B12（钴胺素）吸收的非线性特征及妊娠期生理变化导致的营养需求差异，通过Simcyp平台构建了整合内因子(IF)依赖性通路和被动扩散机制的PBPK模型。研究揭示了立方蛋白(cubilin)介导的摄取为限速步骤，并提出妊娠期分次给药（3×50 μg/天）可有效维持血浆B12>300 pmol/L，为特殊人群营养干预提供量化依据。

　　

维生素B₁₂（又称钴胺素）作为参与DNA合成和神经功能的关键营养素，其吸收机制复杂且存在显著个体差异。全球约17%-36%的孕妇面临维生素B₁₂缺乏困境，即便遵循现有摄入建议仍无法维持理想血药浓度。这种矛盾现象背后，是传统营养学方法难以量化内因子(IF)分泌减少、妊娠期代谢增强等生理变化对维生素B₁₂吸收动力学的影响。

Certara UK Limited（原Simcyp Division）的研究团队在《The Journal of Nutrition》发表研究，首次将生理药代动力学(PBPK)建模技术应用于维生素B₁₂研究领域。通过Simcyp Simulator V24平台，团队创新性地整合了三大关键技术：1）基于ADAM模型的胃肠道生理参数系统；2）自定义维生素B₁₂-IF结合与立方蛋白(cubilin)介导的内化反应；3）妊娠人群生理参数数据库。研究特别纳入342名加拿大孕妇的临床数据作为验证队列。

【Vitamin B₁₂ Absorption Across a Range of Single Oral Doses】
模型成功重现了1-1000 μg剂量下的非线性吸收特征，证实立方蛋白可用性是IF依赖性吸收的限速因素。当立方蛋白表达不受限时，最大吸收剂量提升3.2倍，揭示临床干预新靶点。

【Implementation in Simcyp Designer】
通过微分方程量化IF-B₁₂复合物解离常数(K_d=1 nM)与回肠滞留时间的协同效应，发现延长转运时间可使吸收效率提升40%。

【Pregnancy Simulation】
妊娠模型显示：单次150 μg给药无法维持目标浓度，而分次给药（每6小时50 μg）能使血浆水平稳定>300 pmol/L，这归因于立方蛋白受体的周期性再循环机制。

该研究开创性地证明PBPK模型可解析维生素B₁₂吸收的分子机制与群体差异。特别是揭示立方蛋白动力学在妊娠期营养干预中的核心作用，为WHO修订孕期营养素参考摄入量提供了量化工具。模型预测的分次给药策略已获Bill & Melinda Gates基金会资助进入临床验证阶段，未来可扩展至老年人群和胃肠疾病患者的个性化营养方案设计。研究同时证实，将药物开发领域的Simcyp技术平台应用于营养学研究，能显著提升微量营养素评估的精准度。