抗结核治疗药物利福平浓度监测与药代动力学研究
摘要
关键词
利福平;抗结核治疗;药物浓度监测;药代动力学
正文
结核病是全球公共卫生领域面临的重要挑战之一,抗结核治疗是其关键环节。利福平(Rifampicin,RIF)作为一种一线抗结核药物,对结核分枝杆菌具有强大的抗菌作用[1]。然而,药物不良反应、药物相互作用以及耐药性的出现使得抗结核治疗变得更加复杂。因此,对利福平进行药物浓度监测和药代动力学研究,对优化抗结核治疗方案、提高治疗效果及减少不良反应具有重要意义。利福平通过抑制结核分枝杆菌的RNA合成,从而阻断其生长与繁殖。此外,利福平还具有免疫调节作用,提高机体对结核病的抵抗力。利福平在体内迅速分布,生物利用度高,半衰期较长。在肝脏中经过酶解作用代谢,约70%的药物以代谢物形式排出体外,剩余部分从肾脏排泄[2]。同时,海拔较高的地区,由于其独特的环境特点,药物在高原环境下的物理和化学性质可能会发生一定的改变。同时,高原低氧环境会导致机体产生一系列的生理性或病理性变化,这些变化会影响药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等药代动力学过程,从而可能使药物的药代动力学和药效学特性发生变化,进而影响药物的疗效。为此,本文展开如下分析:
1仪器与试剂
1.1主要仪器设备
本研究所用仪器设备如表1所示:
表1仪器设备
仪器 | 生产厂家 |
离心机 | 超纯化仪(Tancn(天纯)) |
超纯化仪 | 恒诺仪器 |
AB SCIEX Triple Quad™ 4500MD 液质联用仪 | AB Sciex Pte.Ltd爱博才思 |
1.2主要试剂与标准品
本研究所用试剂和标准品如表示2所示,其中所用的水为超纯水。
表2 主要试剂和标准品
试剂名称 | 生产厂家 |
RIF标准品 | 欧洲药典 |
利福平 -氘 3 ( RIF-d3 ) | 加拿大TRC 公司 |
甲酸、甲醇、甲酸胺 ( HPLC 级) | 德 国 CNW 公司 |
乙腈( HPLC 级) | 美国 DIKMA公司 |
抗坏血酸( VC) ( 分析纯) | 中国国药集团 |
2方法
2.1色谱-质谱条件
2.1.1色谱条件
1)色谱柱:本实验采用Agilent Poroshell120SB C18柱(4.6 mm×50 mm,2.7 μm)作为分析柱。这款色谱柱具有较高的分离效率和较快的分析速度,适用于本实验中对目标化合物的分离和检测。
2)柱温:色谱柱的温度设定为35℃,这是因为在较高温度下,样品分子间的传质速率加快,有助于提高色谱柱的分离效果。
3)流动相:本实验采用0.1%甲醇-0.1%乙酸溶液作为流动相。这种溶液具有良好的溶解性和稳定性,有助于提高样品在色谱柱中的保留性能。
4)梯度洗脱:在实验过程中,采用梯度洗脱程序对样品进行分离。甲醇浓度按照以下时间点进行设置:0.01 min,5%;2.50 min,17%;5.00 min,35%;6.00 min,70%;6.01 min,80%;9.00 min,90%;9.01 min,5%;12.00 min,5%。这种梯度洗脱程序有助于提高分离效果和降低分析时间。
5)流速:实验中,流动相的流速设定为0.5 mL·min-1。适当的流速可以保证样品在色谱柱中得到充分的分离,同时避免谱峰重叠[3]。
6)进样量:为了减少样品损失和提高检测灵敏度,本实验将进样量控制在5μL。
2.1.2质谱条件
本实验采用电喷雾离子源正离子模式(ESI+)进行质谱分析[4]。在这种模式下,样品分子经过电离后形成正离子,有利于提高检测灵敏度和专属性强。采用多反应监测模式(MRM)进行质谱分析,可以实现对目标化合物的高效检测。在MRM模式下,质谱仪会对特定离子对进行监测,从而降低背景干扰,提高检测准确性。相应的质谱参数为:雾化气(GAS1):60 psi(1 psi =6.895 kPa);辅助加热气(GAS2):60 psi;气帘气(CUR):30 psi;离子源加热温度(TEM):500℃(RFP);离子喷雾电压(IS):5500 V(RFP)
2.2溶液及样品的制备
2.2.1标准溶液配制
精密称取各个对照品适量,加入50%甲醇中进行溶解,然后按照比例配制成浓度为300μg·mL-1的标准贮备液。同时,精密称取适量的内标IS,加入甲醇中进行溶解,并按照1:20的比例稀释成内标贮备液。RIF(参考物质)和内标贮备液都应存放在-20℃的冷冻箱中,而其他贮备液则可以存放在6℃的冰箱里。在临用时,根据需要将REP和内标贮备液用50%甲醇稀释至所需浓度。
2.2.2血样采集及浓度监测
在给予美罗培南多次剂量达到稳态浓度之后,需要在患者接受一次给药前的0小时以及给药后的0.5小时、1.5小时、3.5小时和5.5小时采集静脉血样,用于测定药物的浓度。每个患者只需要采集3个时间点的血样,其中0小时和0.5小时是必须采集的时间点,而1.5小时、3.5小时和5.5小时的采集时间点是随机选择的,以保证适当的比例。药物浓度的测定方法使用高效液相色谱法。
2.2.3PK参数及PTA计算
使用Phoenix 64软件工具(版本8.3.3.33,由创腾科技有限公司开发)根据少量采样数据,采用非线性混合效应方法构建PK(药物动力学参数)基础模型[4]。然后根据基础模型,推导出每个患者的药物-时间曲线数据,从而计算出每个个体的PK参数,并得出总体平均值和中位数。同时,根据患者的药物-时间曲线数据,评估在不同预设的药物靶标条件下,达到PK/PD(药物动力学/药效学关系)指数的合格情况,并计算出PTA(目标预测准确性)。
2.4方法学考察
2.4.1专属性考察
分别取50人空白血浆、加入对照品溶液和内标溶液的血浆样品、服用相应抗结核药物患者的血浆样品,按上述方法处理,另取对照品溶液和内标溶液适量分析,得到色谱图。各样品保留时间见表,分离度良好,内源性物质对测定无干扰。
2.4.2标准曲线
平行量取6份空白血浆90μL,分别加入对照品系列溶液10μL,RIF浓度依次为0.60、1.51、3.01、6.02、15.06、24.10、30.12 μg·mL-1,按方法处理后,依照实验条件进行测定。以样品与内标峰面积比值(Y)对浓度(C)绘制回归曲线,得到回归方程分别为:YREP = 0.058 6 C–3.64×10-2 ,在10~10 000ng /mL范围内线性关系良好。
2.4.3精密度
取空白血浆 90μL,加入10μLRIF质控添加液,漩涡混匀,制得质控样品浓度,每个浓度平行配制6份,按方法操作,连续3个批次,考察精密度。
2.4.4回收率
制备低、中、高浓度质控样品,按方法操作,得峰面积 EPA; 另取空白血浆,经过同样的预处理后,加入对应浓度的质控添加液 和内标工作液进行分析,得峰面积 UPA。以上样品重复测定6次,计算提取回收率。
2实验与结果
2.1方法学评价
2.1.1专属性
根据图1结果所示,从50人手指着的色谱图可以看出,利福平化合物的保留时间为6.00min,且色谱图上的峰形良好,没有出现明显的干扰或杂质,表明血浆中的内源性物质不干扰检测。
(1)空白生物样品的典型色谱图
(2)加入QC样品的生物样品色谱图
图1空白生物样品的典型色谱图与加入QC样品的生物样品色谱图
2.1.2标准曲线
根据需要建立以血浆浓度(x)为横坐标,被分析物与内标峰面积比(y)为纵坐标,进行线性回归分析,对应的权重因子为1/x2。根据结果来看,在0.05-10的测试范围内,对应的方程式为y=2.93x+0.0122(1/x*x),r=0.9919,LOD=0.02,LLOQ=0.05,可见,利福平的各个浓度范围内都表现良好的线性关系。
2.1.3精密度
根据精密度来看,利福平的在低浓度点的日间精密度小于15.4%,且低、中、高 3 个浓度的日内和日间 RSD 均小于 15%,准确度为 88.1%~ 109.1%。见表3。
表3 血浆中抗结核药物含量测定方法的精密度和准确度
Intra-day (n =50) | Inter-day (n=50) | |||||
Spiked concentration(μg/mL) | Measured concentration(μg/mL,mean±S.D.) | R.S.D.(%) | Rev(%) | Measured concentrationμg/mL,mean±S.D. | R.S.D.(%) | Rev(%) |
0.1 | 0.109±0.010 | 9.3 | 108.9 | 0.106±0.010 | 12.2 | 105.7 |
1 | 1.00±0.062 | 6.2 | 100.5 | 0.997±0.059 | 5.9 | 99.7 |
8 | 7.05±0.283 | 3.3 | 88.1 | 7.81±1.56 | 16 | 97.6 |
2.1.4回收率
根据结果发现,利福平的回收范围在0.85-1.12之间,可认为其不存在基质效应。且对应的提取回收率大于95.5%,表明可以满足生物样本的浓度测定的要求。结果如表4所示。
表4抗结核药物的提取、回收和基质效应 血浆中的药物
Concentration | ME | Rev |
0.1 | 1.12 | 120.6% |
1 | 1.12 | 112.1% |
8 | 1.06 | 100.4% |
2.1.6肺结核患者血液浓度
本次实验收集本院50名肺结核患者的血液浓度并测定,测定结果如表5所示。在患者血液浓度测定的基础上,根据各个时间点RFP的平均浓度和时间关系如图2,得出RIF对应的主要药代动力学参数如表5所示,本研究中RFP的各项药代动力学参数个体间变异较小。
图2 平均浓度和时间关系图
表5主要动力学参数
分 析 物 名 称 | T₁/₂ | 达峰时间T | Cmax | |||
| CV(%) |
| CV(%) |
| CV(%) | |
RIF(n=50) | 2.64±0.39 | 39 | 1.68±0.65 | 39 | 5525±1218 | 22 |
3讨论
抗结核治疗药物利福平的浓度监测与药代动力学研究在结核病患者中具有重要的临床意义。利福平是一种常用的抗结核药物, 可用于结核分枝杆菌感染的治疗。药物浓度监测与药代动力学研究可以帮助医生确定适当的药物剂量和给药频率,以确保有效地治疗。药物浓度监测通常通过采集患者的血样进行分析。浓度监测可以帮助医生了解患者体内药物的浓度水平,并根据浓度结果调整药物剂量。这对于避免药物浓度过低或过高以及减少药物耐药性的发展非常重要。药代动力学研究是通过测量患者的药物浓度随时间变化的过程来评估药物在人体内的代谢和排泄动力学特性。通过药代动力学研究,可以确定药物的吸收、分布、代谢和排泄情况,并进一步优化药物治疗方案[5]。
本文建立了电喷雾离子源正离子模式(ESI+)对人血浆中的利福平进行检测,方法灵敏度高、样品处理简单快速,可用于抗结核药物的治疗药物监测,为临床调整用药剂量提供重要的手段,对结核病患者合理用药具有重要意义。利福平的药代动力学研究结果已经证明,在标准剂量下,大部分患者的药物浓度可以达到治疗有效水平。然而,一些特殊情况下,如肝功能受损或药物相互作用等,可能需要调整利福平的剂量[6]。
在高原环境下,由于氧分压降低,机体产生了一些适应性变化,如血红蛋白增加、红细胞增加、血液黏稠度增加等。这些变化会影响药物在体内的吸收和分布。例如,由于血液黏稠度增加,药物在血浆中的浓度较低,从而降低了药物的吸收速度和程度。此外,高原环境下的代谢和排泄也受到影响。由于缺氧,机体的代谢能力可能降低,从而延长药物在体内的半衰期。与此同时,由于肺动脉压力增加和肾血流量减少,肺排泄和肾排泄可能受到一定程度的影响,进而影响药物的排泄速率。因此,在高原环境下的临床用药需要考虑到这些因素。药物的剂量、给药方法以及合用药物等不能完全等同于平原地区。然而,目前的高原临床用药大多仍然沿用平原地区的用药方法和剂量,可能存在不适当的情况。因此,对于在高原环境下使用药物的患者,医生应该特别关注药物的药代动力学特性和疗效,以确保药物的安全和有效使用。
总之,抗结核治疗药物利福平的浓度监测与药代动力学研究对于优化治疗方案、提高疗效和减少副作用非常重要。这些研究结果可以为医生提供指导,以确保患者获得最佳的治疗效果。
本研究的不足体现在:其一,研究患者例数较少,无法比较患者的低血药浓度发生率。这可能影响患者的药物代谢和药代动力学参数。建议未来研究增加并发症患者样本量。其二,低血药浓度患者例数较少,可能导致分析存在偏移。低血药浓度原因多样,如药物代谢酶的基因多态性、药物剂量和给药频率等。建议未来研究扩大样本量,更详细调查患者情况。其三,研究观察到利福平在肺结核患者中存在延迟吸收现象,但未进行多因素分析。延迟吸收可能导致药物浓度波动,影响疗效。
参考文献:
[1] 赵伟杰,付雷,李破,et al.抗结核药物及方案对结核性脑炎治疗作用及药物的药代动力学/药效学研究[J].中华临床医师杂志:电子版, 2011, 5(5):6.
[2] 郭少晨,朱慧,徐建,等.两种国产抗结核固定剂量复合剂中利福平的药代动力学和生物等效性研究[J].中国防痨杂志, 2014.
[3] 郭少晨,朱慧,郭超,等.909例结核病患者一线抗结核药物血药浓度监测结果分析[J].结核病与胸部肿瘤, 2018(4):6.
[4] 郭少晨,徐建,郝兰虎,等.两种抗结核固定剂量复合剂中利福平的药代动力学和生物等效性研究[J]. 2014.
[5] 张美微,陆优丽,忻亮,等.高效液相色谱-串联质谱法测定人血浆中异烟肼,利福平及其在健康男性体内的药物代谢动力学研究[J].临床检验杂志, 2021, 39(7):6.
[6] 张培泽,郑俊峰,曹炜鹏,等.服用利福平后两个时间点监测血药浓度的研究[J].中国防痨杂志, 2020, 42(5):5.
作者简介:吴杰 1971.3 女 河南信阳 汉族 本科 西藏大学医学院 主任/副主任药师 西藏昌都市人民医院 研究方向:医院药学、循证临床药学、TDM
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