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治疗药物监测的种类、方法及学科发展

更新时间:2020-06-09 08:30点击:

[摘要]
  
  本文从临床开展治疗药物监测药物种类的变化、分析监测方法技术和交叉学科的发展等多个方面阐述了近年来治疗药物监测学科的研究进展。液质联用和免疫检测法是临床常用方法,准确、快速、经济的检测方法是未来技术发展的重点,药物基因组学、游离药物浓度监测技术和群体药动学(PPK)将成为未来治疗药物监测领域重要的发展方向。
  
  [关键词]
  
  治疗药物监测;个体化给药。
  
  治疗药物监测(therapeutic drug monitoring,TDM)是一门新兴的临床药学分支学科,在临床治疗中TDM通过高灵敏性的现代分析技术对生物样本中药物及相关活性代谢物的浓度进行定量分析,结合临床指标确定药物有效治疗浓度范围,以确保药物剂量适当,避免药物毒副反应,提高药物疗效。国内治疗药物监测兴起于20世纪70-80年代,最初仅用于分析临床毒物,经过30多年的发展,如今已成为指导临床合理用药的重要工具。根据国家卫计委的规定,我国三级甲等医院药学部均已设立治疗药物监测室,并在临床开展TDM工作。随着监测药物种类的日益增多,检测方法的快速发展,并且在多学科交叉的推动作用下,治疗药物监测学科建设有了长足发展。目前临床上开展TDM的药物涉及免疫抑制剂类药物、精神药物、抗肿瘤药物、心血管类药物、抗真菌药物及抗生素等多个种类数十种,为临床合理用药提供了重要依据。近年来,TDM通过先进的计算机软件结合药动学、药效学原理,设计或调整临床给药方案,能够实现个体化用药,减少因经验用药和个体差异导致的用药盲从性,减少药物不良反应。本文将通过该学科在监测种类、监测方法和交叉学科发展三个方面综述近年来TDM的研究进展,并结合目前TDM的不足之处,以期为未来的发展方向提出建设性的意见。
  
  1 TDM药物种类进展
 
       临床上遴选是否需要进行监测的药物主要遵循以下几个原则[1-6]:(1)治疗窗窄的药物。这类药物的治疗浓度与其毒性浓度接近,极易中毒,只有通过TDM调整剂量,才能保证用药安全有效。如地高辛的有效血药浓度范围仅为0.5~2 ng·mL-1,有效浓度与中毒浓度极为接近,因此,监测地高辛血药浓度对避免药物产生毒性作用具有重要意义。(2)存在影响药物体内过程的病理情况,如当患者肾功能受损时,若服用万古霉素等以肾清除为主的药物,则会出现清除率下降和毒副反应风险增加的情况,此时应及时监测万古霉素浓度,以避免药物蓄积,产生毒副反应。(3)难以获得稳定、可控的血药浓度的药物,如苯妥英钠应用一定剂量后,血药浓度非线性急剧增加,有中毒危险,因此需要监测血药浓度。(4)不同治疗目的需不同的血药浓度,如应用地高辛治疗心房扑动时,血药浓度需要达到2 ng·mL-1,且不会引起毒性反应,但在治疗慢性充血性心力衰竭时,该浓度会导致严重的心律紊乱等毒副反应,因此需要借助TDM将地高辛血药浓度准确控制在治疗所需的范围内。(5)长期用药后不明原因引起药物的疗效降低或毒性增加,如苯巴比妥长期使用易导致机体反应性减弱,药效降低,必须通过逐步增加剂量来达到原来的疗效,故因结合血药浓度监测来调整疗效。(6)药物中毒症状与剂量不足而造成病情恶化的症状相似,而临床又不能准确明辨。如普鲁卡因胺等抗心律失常药物在血药浓度过高时也会引起心律失常,故应通过监测血药浓度判断导致其不良反应的准确原因。(7)药物代谢存在较大的个体差异,特别是因遗传因素导致药物代谢存在多态性的药物。如CYP2D6的底物药物去甲替林,这类药物代谢酶在人群中存在快代谢人群和慢代谢人群,不同人群的血药浓度存在显着差异,所以应该结合TDM指导个性化给药。(8)具有非线性药动学特征的药物。如苯妥英钠血药浓度与剂量不成比例关系,药动学参数随剂量改变,在调整剂量时容易造成药物中毒,所以要及时监测血药浓度,避免毒副反应的发生。
  
  临床上并非所有的药物都需要进行浓度监测。当药物在临床治疗中有明显疗效指标时,观察临床指标的效果优于监测血药浓度,如降压药通过血压数值就能反映治疗效果。当药物的治疗效果与血药浓度无明显相关性时,血药浓度则无法预测疗效,如治疗尿路感染的药物药效仅与尿药浓度有关。当药物安全浓度范围广时,监测血药浓度则意义不大。
  
  目前临床常见的TDM药物种类包括免疫抑制剂(如环孢素、他克莫司),抗肿瘤药(如甲氨蝶呤、氟尿嘧啶),精神药物(如苯妥因钠、丙戊酸),抗生素(如万古霉素),抗真菌药(如伏立康唑、伊曲康唑),心血管系统药物(如地高辛),平喘药(如氨茶碱),抗病毒药(如依非韦伦),中药(如乌头)等。在过去的研究中,部分药物在体内的药动学、药效学关系已经明确,在临床TDM中也得到广泛应用。例如,抗肿瘤药甲氨蝶呤(methotrexate,MTX)[5],由于药物代谢个体差异大,容易在治疗剂量时出现毒副反应,因此临床需要进行TDM.大剂量甲氨蝶呤(high-dose methotrexate,HDMTX)静脉滴注是其重要的治疗方案之一,使用时通常需要联合使用作为解毒剂的甲酰四氢叶酸钙(calcium folinate,CF),以减少不良反应。临床治疗一般在0,24,48,72 h及后续必要时间点取全血样本处理后监测血浆/血清中MTX浓度,根据各时间点浓度来判断药物是否在体内产生蓄积,一旦超过安全范围即提示医生采取相应抢救措施。
  
  随着新药研发、分析测试技术的快速发展以及遴选TDM药物的标准更新,需要进行TDM的药物种类也在不断发生改变。新药应用于临床治疗药物监测前,需要进行药动学研究,考察血药浓度影响因素、药物相互作用、药物代谢酶作用、剂量-血药浓度-临床疗效-毒性的关系。例如抗肿瘤药物中[5],甲氨蝶呤、5-氟尿嘧啶、紫杉醇、伊马替尼等的药动学、药效学关系较明确,TDM可用于指导临床用药。其他种类抗肿瘤药物的TDM研究也在开展中,如研究发现铂类药时曲线下面积(AUC)与血液毒性、骨髓抑制有关,长春碱类AUC与神经毒性有关,拓扑替康稳态血药浓度(Css)与血小板下降有关。又如抗病毒药物依非韦伦[7],由于遗传、合并用药、病理生理等因素的影响,个体间血药浓度差异很大,应用TDM结合基因型指导依非韦伦个体化用药方案设计,具有良好的临床疗效和经济效益。
  
  此外,药物相互作用(drug interactions,DIs)对药物代谢的影响也是TDM研究的重要内容。例如,Spina等[8]将TDM与体外代谢物研究、病例报告和前瞻性研究结合,发现抗癫痫药物(antiepilep-tic drugs,AEDs)与新型抗抑郁药物(new antide-pressants,ADs),新型抗精神病药物(new antipsy-chotics,APs)间存在显着的临床药动学药物相互作用。如丙戊酸通常被认为是一类代谢酶抑制剂,而近来研究发现在某些APs(如阿立哌唑)的代谢中,它起到了剂量相关的激动作用。因此,药物相互作用对患者联合用药时的药物选择和剂量选择给出了新的指导意见。
  
  当越来越多新药进入TDM名单的同时,也有药物逐渐退出TDM.例如平喘药氨茶碱[9],过去它曾作为临床TDM常规项目,但检测率不高,近年来更有降低的趋势,而且临床用药剂量改良发现其小剂量也能发挥作用;除此之外,氨茶碱缓控释制剂的广泛应用以及考虑到成本-效益因素,使得目前氨茶碱的TDM趋于减少。
  
  目前,美国用药指南将TDM推荐等级分为“必要、强力推荐、推荐、潜在获益、待评估”5个等级,对于不同种类药物实施TDM的必要性具有指导意义。例如,当随机对照实验显示TDM的实施对药物的疗效和毒副作用有明显的改善,且药物经济学研究显示TDM能够获利时,可将该药物的TDM推荐等级定为“强力推荐”[10].
  
  2 TDM方法学进展
 
       随着分析测试技术的不断发展,应用于TDM的方法也在不断推陈出新,目前应用最广的两类方法是色谱分析法和免疫分析法。这两类方法具有良好的灵敏度、精密度和选择性,能满足临床检测和临床前研究的需要。
  
  2.1色谱分析法
 
      应用于TDM的色谱方法有高效液相色谱法(HPLC)、液质联用法(LC-MS或LC-MS/MS)、超高效液相色谱法(UPLC)、超高效液相色谱 串 联 质 谱 法 (UPLC-MS/MS)、气 相 色 谱 法(GC)、气质联用(GC-MS)、薄层色谱法(TLC)等。色谱分析法具有发展快、适用性强、能快速设计出新的方法、灵活性好、定量准确、选择性好、灵敏度高、精密度高等优点。但此方法也有一些不足:如仪器设备价格较高,技术掌握较难;检测时间较长;样品需要预处理。因此,我们仍需要进行方法的建立、探索和改进[1,11].
  
  2.1.1高效液相色谱法(HPLC)
 
       这是目前TDM中应用最广泛的分析方法。该法具有选择性、精密度和准确度较高的优点,但需要在分离前进行生物样品前处理,操作费时。目前HPLC在TDM中的应用发展有:(1)与紫外分光光度计(HPLC-UV)或荧光检测器联用[12],降低与MS联用成本,利于推广;(2)HPLC柱切换平台搭建[13],大幅简化前处理过程,减少出错;(3)应用衍生化技术,改善分离度、响应性和物质的不稳定性;(4)结合在线柱萃取技术[14],简化样品处理,无需内标;(5)与质谱联用,这也是目前HPLC最受关注的发展方向。
  
  2.1.2液相质谱-色谱联用技术(LC-MS或LC-MS/MS)
 
      高效液相色谱(HPLC)为分离系统,质谱(MS)为检测系统。其优点有:(1)色谱分离能力强;(2)质谱选择性高,灵敏度高,能提供相对分子质量和结构信息;(3)仪器运行成本低,无需专用试剂盒;(4)特异性高,精密度高,不受代谢产物及其他药物影响;(5)可同时检测多种药物;(6)标本量减少,标本 制 备 简 化。这 些 优 秀 性 能 使 得LC-MS在TDM中的应用越来越多,将使之逐渐成为主流技术。朱乐亭等[15]建立了人血浆中甲氨蝶呤(MTX)浓度测定的HPLC-MS/MS方法,在0.01~1μmol·L-1内线性良好,日内和日间的精密度RE和准确度RSD均在1内,MTX在低、中和高浓度的回收率为92.2%~100.5%,该方法快速、简便、准确、稳定,适用于MTX的血药浓度监测和药动学研究。姚芳等[16]建立了同时测定血浆中异烟肼(H)、利福平(R)、吡嗪酰胺(Z)、乙胺丁醇(E)4种抗结核药物浓度的LC-MS/MS方法,H、R、Z、E的线性范围分别为4.004~200.2,20.06~1 003,20.12~1 006,0.801 2~40.06 ng·mL-1,检测限分别为1,2,2,0.2 ng·mL-1,RSD分别为1.74%,1.68%,1.46%,1.32%,方法线性关系良好,结果稳定可靠,能够满足抗结核药物生物利用度和药动学研究的要求,制定个体化给药方案,为临床合理用药提供参考。
  
  2.1.3超高效液相色谱(UPLC)
 
      该法采用小于2μm颗 粒 度 的 色 谱 柱 填 料,能 够 耐 受 高 压,与HPLC相比,具有分析速度更快、信噪比、峰宽和分离度更好、柱效更高、峰信息更丰富、进样体积小、溶剂消耗少的优势。但同时UPLC也有预处理要求更高,操作更复杂的缺点。与质谱联用时,UPLC-MS/MS离子化效率更高,基质效应减小[17-19].陈文倩等[20]建立了UPLC-MS/MS同时测定肾移植患者全血中环孢霉素A、他克莫司、西罗莫司、霉酚酸及泼尼松龙的方法,方法操作简便、检测效率高,获得用药信息全面,适用于免疫抑制治疗中多种药物的血药浓度监测。UPLC在近5年来TDM的研究中发展迅速,在未来还会继续保持发展态势。
  
  2.1.4气相色谱法(GC)
 
    GC的特点与HPLC类似,且只适用于分析在特定温度下能气化且耐热的物质,操作复杂,故应用受限。与质谱联用、固定相的发展、衍 生 化 技 术 的 应 用、微 填 料 吸 附 剂 的 使用[21]、新的萃取方法[22]可能是GC的未来发展趋势。如陈建虎[23]建立了气质联用测定血液中多种安眠药的分析方法,能高效、简单、灵敏地完成血液中巴比妥类、吩噻嗪类和苯二氮杂类药物的同时测定。薄层色谱法(TLC)能同时测定多种药物,但精确度较低,操作烦琐。高效薄层色谱法(HPTLC)和反相TLC可能为其今后的发展方向。
2.2免疫分析法
      虽然色谱法因众多优势成为应用最广泛的TDM分析方法,但临床上更需要能短时间处理大批样品的操作简便的方法,免疫分析法因其具备快速简便的优势在临床应用中得到了较快发展。目前,免疫分析法在TDM中的应用仅次于HPLC.其优点有:(1)检测周期短;(2)样本需求量少,且可不经过提取,自动化程度高;(3)有试剂盒,操作简单方便;(4)有合适的灵敏度、准确性、专一性和精密度。因此,采用免疫分析法进行TDM,能满足临床样品批量大和及时监测的特点,帮助临床快速分析大量样本。目前免疫分析法在免疫抑制剂、抗癫痫药、抗肿瘤药物中应用较多。
  
  但免疫分析法也有一定的缺点:(1)只目前市场上具有检测试剂盒的药物种类有限,限制了其应用范围;(2)试剂盒价格昂贵,目前依赖进口,成本-效益低;(3)可能与原药代谢产物发生交叉反应,干扰测定;(4)需针对每一种药物研制相应的试剂盒,不适用于新药研究。故在TDM应用方面免疫分析法难以完全取代色谱分析法[24].
  
  2.2.1放射免疫法(RIA)
 
   RIA是最早用于TDM的免疫法,它结合了放射性示踪技术的高灵敏性,用同位素标记的抗原和未标记的抗原共同竞争抗体,通过放射性强度确定药物浓度。1虽存在放射性污染 等 缺 点,但 经 济 实 用 的 绝 对 优 势 使 其 在TDM中仍有应用。
  
  2.2.2酶免疫法(EIA)
 
      用酶标记抗原或抗体,利用酶高效特异性催化反应产生光度变化,从而定量检测药物浓度。酶免疫法主要包括:酶放大免疫法(EMIT)、酶联免疫吸附分析法(ELISA)、微粒子酶免疫分析法(MEIA)、克隆酶免疫分析法(CEDIA)。该法具有灵敏度高、特异性强、快捷、酶标记物稳定、有效期长、自动化、仪器及操作要求较低等优点[25],但为了保持酶的活性,试剂保存要求较高。
  
  2.2.3化学发光免疫法(LIA)
 
      用化学发光反应试剂标记抗原或抗体,经过抗原抗体免疫反应后测定发光强度,进而测定检测药物浓度。化学发光免疫法主要包括:化学发光免疫分析法(CLIA)、化学发光酶免疫分析法(CLEIA)、化学发光微粒子免疫法(CMIA)。CLIA同时具有化学发光法的高灵敏度和免疫分析法的高选择性,由于近年来MEIA试剂先后停产,CMIA逐渐得到发展[26].
  
  2.2.4荧光免疫法(FIA)
 
      用荧光素标记药物分子或抗体,经过抗原抗体竞争结合反应后测定荧光偏振度或荧光信号强度,确定药物浓度。FIA主要包括:荧光偏振免疫分析法(FPIA)、时间分辨荧光免疫分析法(TRFIA)。FPIA方法学稳定,标准曲线有效期长,试剂稳定性好,操作快速,但所用仪器复杂、成本较高[12],存在交叉反应。TRFIA特异性和精密度与RIA法完全相同,准确度好,但仪器非常昂贵[25].
  
  2.2.5免疫比浊法
 
      利用抗原抗体结合后形成的复合物在特定系统中析出,形成浊度变化来测定药物浓度。免疫比浊法主要包括颗粒增强免疫透射比浊法(PETIA)、颗 粒 增 强 免 疫 散 射 比 浊 法 (PEI-NA)、颗粒增强比浊抑制免疫分析法(PETINIA)。PETIA与PEINA简单、快速、准确,易实现自动化,前者在生化分析仪上即可进行,后者需要特殊的散射比浊仪[27].
  
  2.2.6其他
 
      如标记抗体磁性免疫分析法(AC-MIA)、乳胶免疫抑制法、干化学测定法等。
  
  2.3其他分析方法
 
      色谱法和免疫法能应用于大多数药物TDM,但有许多方法由于其特有的优势,在特定药物的TDM、药动学研究中仍有应用,如光谱分析法、微透析法、高效毛细管电泳法等。
  
  近年来,国外研究者建立了热生物传感分析法(thermal biosensing)和生物传感分析法 (biosen-sors),为β-内酰胺类抗生素等药物提供了新的分析方法。热生物传感分析法的原理为检测酶促反应产生的热量,如青霉素酶对β-内酰胺类抗生素进行酶解反应时产生的热量。该方法的优点是无需样本前处理,大幅缩短分析时间,甚至可以达到即时检测。但目前该法所能分析的底物仅限于对酶敏感的药物,限制了其应用范围,故该法仍有待进一步改进[28].
  
  生物传感分析法在小分子物质的定量分析方法中异军突起,展现了广阔的发展前景。生物传感器由三部分组成:第一部分为生物感应器,如酶或细胞;第二部分为换能器,将信号向第三部分传导;第三部分为理化检测器,如遇到配体后荧光强度增加的物质。生物传感分析法主要用于糖尿病患者的血糖检测和微阵列法检测细菌DNA[28].
  
  结合以上方法学进展可以预测,TDM技术还需要更多的完善和发展,进一步提高检测效率、灵敏度和精确度,并降低成本和操作要求,或将多种方法优势互补、有机结合,才能在临床上有更广泛的应用。
  
  3 TDM交叉学科及发展方向
 
      经过30多年的发展,TDM已形成完整的学科体系,并且在临床诊疗中扮演着重要角色。可是尽管如此,在处理方法和临床应用中TDM仍存在许多不足,不能很好地满足临床需求。例如,当血药浓度与药效之间的关系被活性代谢物、对映体、血浆蛋白结合率等影响时,血药浓度就不能正确反映药效。又如,某些药物血药浓度的个体化差异很大,临床上不能使用单一标准指导用药,而基因多态性是个体差异的主要原因。再如,即使结合了血药浓度等结果,医生凭经验设计给药方案的效果仍不够好。基于以上问题,近年来TDM在交叉学科的推动下推陈出新,游离药物及活性代谢物监测技术、药物基因组学和群体药动学受到越来越多的关注,成为新兴的发展方向。
  
  3.1活性代谢物、游离药物、对映体监测
 
      目前TDM方法基本上都是对血浆或血清中药物的总浓度进行监测,通过基本恒定的血浆蛋白结合率推算游离药物浓度。然而,许多因素如活性代谢物、手性药物对映体、受体对药物的反应性等均可能影响血药浓度与药效之间的关系,还有许多因素会影响血浆蛋白结合率,导致血药浓度与药效不平行。因此,测定血药浓度指导临床用药有导致治疗失败的风险,为了更加精确地提供与药效相关的血药浓度,开展活性代谢物、游离药物和对映体监测具有重要的现实意义。
  
   当药物作为前体药物时,进入体内经代谢成为具有药理活性的代谢产物,此时只有代谢产物才能发挥药理作用,或代谢产物与原型药共同发挥药效。在这种情况下,监测代谢物的血浓度,而非原型药物浓度,才能更准确地反映药物疗效。例如,抗心律失常药普鲁卡因胺在体内代谢为活性产物乙酰普鲁卡因胺(NAPA),实际上药物的部分抗心律失常功效来自活性代谢产物,但原型药和活性产物的药动学特征有很大差异。NAPA半衰期较长,主要由肾排泄。给药两天后,肾衰竭患者体内原型药已低于有效浓度,而NAPA严重蓄积,故仍有抗心律失常作用。所以在心律失常的TDM中,普鲁卡因胺和NAPA都需要监测。又如,免疫抑制剂霉酚酸酯(MMF)在 体 内 吸 收 代 谢 为 活 性 成 分 霉 酚 酸(MPA),MPA进一步代谢为7-O-葡萄糖醛酸结合代谢物(MPAG)和酰化葡萄糖醛酸代谢物(AcM-PA)。刘晓雪等[29]建立了LC-MS/MS法来同时测定血浆中MPA及其代谢物MPAG与AcMPAG浓度,并且发现肝移植患者服药一周后MPAG明显蓄积,体内暴露量约为MPA的20倍,影响了MPA的游离分数,而只有游离的MPA才能在体内发挥药理活性。因此测定MPAG可能间接与MPA疗效相关[30],监测代谢产物MPAG对指导用药有重要意义。
  
  药物在体内吸收后有两种存在方式:一部分与血浆蛋白结合,称为结合型药物,结合后药物暂时失活,且不易透过血管壁。另一部分游离在血液、组织、细胞内液中,称为游离型药物。当药物血浆蛋白结合率发生改变,与血浆蛋白结合的结合型药物浓度上升,与药效相关的游离药物浓度下降,此时监测药物总浓度不能作为药效指标。特别是当药物血浆蛋白结合率很高(如99%)时,游离型药物的比例很低(1%),此时血浆蛋白结合率的微小改变,对游离型药物浓度会造成巨大的影响,即使比例只有1%的增加也会使浓度加倍,极易导致药物中毒,故监测游离型药物浓度具有十分重要的临床意义。例如,丙戊酸的血浆蛋白结合率具有饱和性,当药物总浓度达稳态时,其游离型药物浓度仍有较大波动,故药物总浓度难以预测临床疗效,应监测游离药物浓度作为调整剂量的依据。
  
  部分药物作为手性异构体,R-、S-对映体的药理活性、代谢特性和毒性通常具有显着差异。当药物只有一种对映结构具有活性时,另一种对映体的浓度会对药效指标产生干扰,因此监测消旋体血浓度不能反映药效。例如,新型抗癫痫药氨己烯酸的药理活性与毒性主要来自于S-对映体,且儿童体内S-、R-对映体血浓度比值随时间变化很大,故测定消旋体血浓度不能反映真实药效[31].目前区分对映体的检测方法发展有限。未来活性对映体监测有待进一步发展。
  
  3.2药物基因组学
 
      药物基因组学因其特有的前瞻能力为TDM开辟了一条崭新的发展方向。临床上,药物反应个体化差异现象非常普遍,如患者诊断、一般状况相同,给药相同且血药浓度均在治疗范围内,可是产生的疗效、毒副作用却可能完全不同。如有的患者显示给药不足,有的却出现严重的不良反应。常规TDM不能很好地解释和解决这些问题,而药物基因组学的出现为临床用药个体差异带来了更深入的解释和前瞻性的指导,向实现个体化用药和精准医疗迈出了新的步伐。
  
  药物基因组学是从基因组水平出发,研究基因序列多态性与药物效应多样性之间相互关系的学科[32].通过研究影响药物吸收、分布、代谢、排泄等个体差异的基因特性,以及基因多态性导致的药物效应多样性,来减少不良反应的发生、提高疗效,达到个体化给药的目的[33].
  
  只要单基因变异(即同一基因位点上多个等位基因引起的变异)发生率大于1%,则可称为遗传多态性,主要包括药物代谢酶、药物转运蛋白和药物作用靶点的多态性。随着药物基因组学的发展,人们发现基因多态性在药物敏感性、药物代谢和毒性反应中起到重要作用,因此近年来,对于个体差异大的药物,需要及时监测药物浓度及代谢情况,并结合基因检测来制定更加精准的合理化给药方案。
  
      2010年,由于氯吡格雷个体化差异带来的严重心血管不良反应,FDA要求对氯吡格雷说明书加注“黑框警告”[34].具体内容为:警告:弱代谢者不能有效地将氯吡格雷代谢为活性产物,导致药效降低;提醒:医护人员应了解目前可以进行CYP2C19基因检测来判断患者CYP2C19的代谢能力;建议:医护人员对弱代谢者应考虑使用其他抗血小板药物或改变氯吡 格 雷 的 剂 量 方 案。氯 吡 格 雷 通 过 肝 内CYP代谢为活性产物(SR26334),能抑制血小板聚集。患者对氯吡格雷反应的个体差异表现在抑制血小板聚集率的能力上,弱代谢者接受常规治疗剂量氯吡格雷后在血小板功能试验中不能达到预期的抗血小板作用,从而使复发心血管事件的危险增加。黑框警告提醒医生,对患者在用药前进行CYP2C19基因监测,若为弱代谢者,应考虑应用其他抗血小板药物,或增加氯吡格雷的剂量。
在这样的国际环境下,我国也开始在此领域有所 发 展。 目 前,SFDA已 批 准 包 括ALDH2(Glu504Lys)、CYP2C19、MTHFR(C677T)在内的数十种基因诊断试剂盒,高血压个体化用药基因检测芯片、恶性肿瘤个体化用药相关基因突变检测芯片等临床新产品也已取得专利。例如,乙醛脱氢酶2(ALDH2)基因突变体与治疗心绞痛药物硝酸甘油的体内 转 化 密 切 相 关,若 患 者 基 因 检 测 结 果 为ALDH2*2型突变,则说明其体内硝酸甘油的代谢和起效速率会大大降低,应考虑应用其他药物或增加硝酸甘油剂量。此外,ALDH2*2型突变与酒精性肝病、消化道癌症等疾病间关联紧密,提示基因型为此突变体的患者饮酒危害性大。检测原理为:从人外周血提取DNA中线粒体ALDH2基因,采用具有位点特异性的寡核苷酸探针,在精密温控下与目标序列芯片完成杂交反应和显色反应。近五年来,国内主要三甲医院开始逐渐开展各项基因检测项目,为患者的疾病诊断和用药安全带来了前瞻性的预测。除上述成熟的诊断项目之外,遗传多态性位点的研究也正在积极的开展中,主要包括药物代谢酶中 细 胞 色 素P450酶 系、巯 嘌 呤 甲 基 转 移 酶(TPMT);药物转运蛋白中P-糖蛋白(编码基因为MDR1/ABCB1);药 物 靶 点 中 血 管 紧 张 素 受 体(ACE)、肾上腺素β1受体等。
  
  刘晓雪等[35]研究发现,MDR1 C3435T基因多态性与中国肝移植患者的FK506暴露存在显着相关,携带MDR1 C3435T基因型肝移植患者的剂量和体 质 量 校 正 后,其AUC0→t和ρmax明 显 高 于3435CC型患者。因此在肝移植前可进行MDR1C3435T基因型分析,以优化初始给药方案。孟现民等[7]总结出CYP2B6 516 G>T对依非韦伦血药浓度有显着影响。Gatanaga等[36]报道了一项456例TDM结合基因型指导依非韦伦剂量调整的研究,结果发现CYP2B6*6/*6和*6/*26携带者按标准剂量服用依非韦伦导致高血药浓度和中枢毒性,减量后血药浓度成一定比例下降并能控制在有效范围内,人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)得到持续抑制,大部分携带者中枢毒性症状得到改善。因此在对依非韦伦进行TDM时应该结合基因型检测调整用药剂量,提高给药针对性。
  
  药物基因组学在精准医疗领域中有着举足轻重的地位,然而在许多情况下,单独使用基因检测方法不足以指导药物和剂量的选择。例如,当基因型不同所致的酶功能差异范围很大时,药物基因组学难以确定患者酶活性所属的具体类别;当代谢酶参与的代谢通路很多时,难以将代谢酶基因型与血药浓度直接关联;联合用药或食物中的天然物质也会对酶活性产生影响[37].
  
  乳腺癌治疗药物他莫昔芬在体内转化为活性代谢产物4-羟-N-去甲基他莫昔芬,CYP2D6基因型变异可以通过影响该代谢产物的形成进而影响个体对他莫昔芬的应答。
Binkhorst等[38]总结了研究人员关于CYP2D6基因对他莫昔芬效应影响的持续性研究,发现他莫昔芬的代谢过程复杂,可经过多种通路代谢为4-羟-N-去甲基他莫昔芬,且可产生多种代谢物,涉及CYP3A4、CYP2C19等多种代谢酶;此外联合用药对这些酶活性的影响也会影响4-羟-N-去甲基他莫昔芬的浓度。因此,应将药物基因组学与TDM有机结合,避免多种影响因素导致结果的不确定性,使个体化用药方案达到最优化。
  
  3.3群体药动学
      群体药动学(population phar-macokinetics,PPK)将经典药动学原理和统计学原理结合,研究临床给定相应剂量方案下,个体间血药浓度的差异,考察群体药物浓度差异的决定因素[39],在TDM中有重要应用。
  
  PPK采 用 非 线 性 混 合 效 应 模 型 法 (NON-MEM),通过大样本量血药浓度数据建立群体药动学模型,估算其群体典型值及个体内、个体间差异,结合待检测患者零散的血药浓度和贝叶斯(Bayes-ian)反馈法估算患者的个体药动学参数,从而优化给药方案、实现个体化给药[40].目前国内PPK研究主要集中在神经系统药物、免疫抑制剂、抗菌药、心血管系统药物、抗肿瘤药等方面。
  
  与经典方法相比,PPK应用于TDM具有独特的优越性:所需取样点由经典药动学中的10个以上简化到4个以下甚至1~2个,在特殊群体(老人、儿童)中可定量考察生理、病理等因素对PK参数的影响,同时可获取群体中有显着意义的个体间变异和残差变异,考察药物间相互作用等。PPK能更好地将血药浓度控制在治疗浓度范围内,明显延长给药后药效持续时间,使临床个体化给药方案设计变得更加简便、合理、有效,从而在提高疗效的同时,减少不良反应的产生[41].
  
  李新刚等[42]采用非线性混合效应模型法建立了丙戊酸在中国癫痫患儿体内的群体药物动力学模型,发现年龄、用药剂型、合并用拉莫三嗪、合并用卡马西平对药物的清除率(CL)均有显着影响,年龄和用药剂型对表观分布容积(V)有显着性影响。应用贝叶斯反馈法对10例新入院患儿进行个体化用药方案的预测,证明模型有可靠的预测性能。徐俊芳[43]采用非线性混合效应模型法建立左氧氟沙星在社区获得性下呼吸道感染患者体内的群体药物动力学模型,应用于感染患者和健康受试者进行临床模拟,并通过对药物暴露量和疗效、不良事件进行Logistic回归分析,为优化社区获得性肺炎(CAP)和慢性支气管炎急性发作(AECB)感染人群的给药方案提供依据。
PPK模型能很好地反映左氧氟沙星在体内代谢的生理特性,临床应用发现在众多给药方案中,只有500 mg、每日1次给药有望获得对CAP/AECB常见病原菌理想的药效学达标概率,因此中国人群中,左氧氟沙星对CAP/AECB的标准给药方案应为500 mg qd.
  
  目前常用于PPK分析的多为商业化软件,包括NONMEM、MM-USCPACK等;建立在PPK软件基础上的TDM网络平台将多地区联网,并将数据收集和检测方法标准化,能更加方便地指导个体化给药设计。邓晨辉等[44-45]
  
  研制了中国肾移植患者服用他克莫司治疗药物监测软件(FK506-TDM)和中1件实现了数据库基本管理功能和群体预测、亚群体预测及利用最优化进行的个体预测三个层次的预测功能,并给出患者的TDM报告单,为医生进行个体化给药提供定量的分析报告;网络平台能够使医生直接在网页上进行个体给药方案的优化和设计。随机抽取肾移植患者术后服用他克莫司病例,该软件平台的预测和建议能给医生提供更人性化的用药方案,达到更好的治疗效果。
  
  目前TDM相关应用软件和网络平台大多数由国外开发。由华法林剂量精细化协会和国际华法林遗传药理学协会开发的华法林剂量调整软件(Wa-farin Dosing),能 根 据 临 床 因 素 和CYP2C9及VKORC1这2种基因型,估算华法林治疗用量。由Mediware公司开发的MwPharm软件,能通过曲线模拟和最优化参数值得到优化的剂量方案。由法国Limoges大学附属医院药理学实验室开发支持的免疫抑制剂环孢素(CsA)、吗替麦考酚酯(MMF)和他克莫司(FK506)的给药方案调整服务网络平台,能根据给药后3个特定时间点的血药浓度,估算0~12 h的药时曲线下面积,并提供给药剂量调整服务。此外还有由南加州大学药学院应用药动学实验室开发的用于个人电脑的药动学程序USC*PACK等等[46].这些软件为临床预测和调整给药剂量、制定个体最优化给药方案提供了精准快捷的服务。
  
  综上所述,随着临床需求的日益迫切、各药学基础研究的蓬勃发展和测试手段的优化更新,TDM学科已步入迅速发展的阶段。再加上药物基因组学、群体药动学等交叉学科新观念的引入,TDM内容有了极大丰富,同时也推动了基础研究的发展,形成一个良性循环。在未来TDM的研究方向中,药物种类应在丰富的基础上满足特异性,为临床提供更加全面的检测项目;分析方法应在改进速度、灵敏度和精确性的同时减少各种成本,不仅为临床提供及时精准的数据反馈,也能为患者节约测试成本;交叉学科方面应进一步提高设计个性化的最佳给药方案的能力,让药学人员在临床诊疗中起到更大的作用,为患者提供更加精准的医疗服务。
  
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