基于PK/PD模型優(yōu)化加替沙星胃腸道給藥方案

[摘要] 目的 通過建立藥代動(dòng)力學(xué)/藥效學(xué)（PK/PD）模型確定加替沙星胃腸道最佳給藥方案。方法 募集40名健康志愿者按3種給藥方案（分別為：400mg qd、200mg bid、100mg qid）口服加替沙星片，HPLC-UV法測定血藥濃度，求出藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)即加替沙星對(duì)敏感菌的抗菌活性MIC90；用DAS軟件擬合出不同給藥方案時(shí)%T＞MIC90，確定加替沙星胃腸道最佳給藥方案。結(jié)果 根據(jù)建立的PK/PD模型擬合結(jié)果，3種給藥方案的%T＞MIC90分別為31.6%、42.6%和17.8%。結(jié)論 優(yōu)化的加替沙星胃腸道給藥方案為200mg，bid，此時(shí)%T＞MIC90符合35%～55%的理想比值。

[關(guān)鍵詞] 藥代動(dòng)力學(xué)/藥效學(xué)模型；加替沙星；高效液相色譜法；給藥方案

[中圖分類號(hào)] R969 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)] 1673-9701（2011）27-59-03

Optimizing Dosage Regimen of Gatifloxacin by Gastrointestinal Tract Based on Pharmacokinetic-pharmacodynamic Model

TAN Xinghua

Department of Pharmacy， Shaoxing City People’s Hospital of Zhejiang Province， Shaoxing 312000， China

[Abstract] Objective To study dosage regimen of gatifloxacin by gastrointestinal tract based on pharmacokinetic-pharmacodynamic model. Methods The study was conducted in 40 healthy vounteers. After receiving a single dose of 400 mg gatifloxacin tablets on the three dosage regimens（400mg one time a day， 200mg two times a day， 100 mg four times a day）. Blood drug concentrations were determined by HPLC-UV and the pharmaeokinetic parameters were calculated by DAS program. The pharmacodynamic parameters were minimal inhibitory concentration（MIC90）of sensitive bacteria. The pharmacokinetic and pharmacodynamic parameters were simulated by DAS program for %T＞MIC90 value，and reasonable dosage regimen was calculated. Results The PK/PD model established by DAS suggested that the value of %T＞MIC90 of three dosage regimens were 31.6%， 42.6% and 17.8%， respectively. Conclusion To achieve the ideal value 35%-55% of T＞MIC90 and more effectiveness， gatifloxacin may be taken orally 200 mg two times a day．

[Key words] Pharmacokinetic-pharmacodynamic model; Gatifloxacin; HPLC; Dosage regimen

加替沙星（gatifloxacin，GTFX）抗菌活性強(qiáng)、抗菌譜廣，是第四代氟喹諾酮類抗生素，是氟喹諾酮分子中C7位被3-甲基哌嗪取代后的衍生物，它對(duì)許多革蘭陰性菌包括流感嗜血桿菌、銅綠假單胞菌、克雷伯菌屬、志賀菌屬、沙門菌屬等均具有較好的抗菌活性，而且對(duì)部分革蘭陽性球菌包括溶血性鏈球菌、腸球菌屬、肺炎鏈球菌、葡萄球菌屬及脆弱擬桿菌、消化鏈球菌等厭氧菌也有較好的抗菌活性，被廣泛應(yīng)用于治療各種敏感致病菌引起的感染[1]。%T＞MIC90的理想期望值為35%～55%，而加替沙星24h內(nèi)的血藥濃度大于MIC90的時(shí)間低于35%，故該藥屬于時(shí)間依賴型抗菌藥[2]。故采用何種給藥途徑能保證%T＞MIC90尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)健康志愿者口服加替沙星片建立藥代動(dòng)力學(xué)/藥效學(xué)（PK/PD）模型，旨在確定加替沙星片臨床胃腸給藥的劑量及優(yōu)化給藥設(shè)計(jì)方案和為臨床用藥提供準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和體內(nèi)代謝參數(shù)。

1資料與方法

1.1藥品和試劑

試驗(yàn)藥品：甲磺酸加替沙星片，規(guī)格：100mg/片，國藥準(zhǔn)字H20041459，浙江尖峰藥業(yè)有限公司提供。甲磺酸加替沙星標(biāo)準(zhǔn)品（中國藥品生物制品檢定所提供），含量：77.9%，批號(hào)：00X66。內(nèi)標(biāo)：環(huán)丙沙星標(biāo)準(zhǔn)品，含量：89.6%，批號(hào)：130451，購自中國藥品生物制品檢定所。純度為色譜純的甲醇、三乙胺，二氯甲烷、磷酸二氫鈉試劑為分析純。水由Millipore超純水器制得。

1.2儀器

Agilent高效液相色譜儀1100（包括Agilent1100自動(dòng)脫氣機(jī)、Agilent1100四元梯度泵、Agilent1100自動(dòng)進(jìn)樣器）；Agilent色譜柱ZORBAX SB-C18；Agilent熒光檢測器G1321A；旋渦混合器（北京同正技術(shù)發(fā)展公司）；DAS藥代動(dòng)力學(xué)程序軟件。

1.3受試對(duì)象的選擇

選擇健康男性40名，年齡23～48歲，平均年齡為（31.58±3.97）歲，平均體重為（63.9±6.8）kg，平均身高為（1.67±0.07）m，體質(zhì)量指數(shù)在（20～24）kg/m2。既往病史無任何疾病，經(jīng)全面體檢心、肝、腎無異常，血、尿常規(guī)化驗(yàn)及血壓也均無異常。受試者無藥物過敏史，試驗(yàn)前兩周無用藥經(jīng)歷，試驗(yàn)期間禁煙、酒，均簽署知情同意書，使用經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)的試驗(yàn)方案。

1.4給藥及血樣采集

采用3種給藥方案（共400mg，每日分別按1、2、4次給藥）對(duì)40名志愿者口服應(yīng)用甲磺酸加替沙星片400mg。分別按照以下方案口服甲磺酸加替沙星片：①400mg qd，即早晨7點(diǎn)左右400mg；②200mg bid，即早晨7點(diǎn)及晚上7點(diǎn)左右各200mg；③100mg qid，即早晨6點(diǎn)、中午12點(diǎn)、晚上6點(diǎn)及夜里12點(diǎn)左右各100mg。受試者給藥前及給藥后0.25、0.5、0.75、1.0、1.5、2、3、4、6、8、12、24和36h，分別于上肢靜脈取血5mL于抗凝管中，以3000r/min離心10min，將分離后的血漿置于-20℃冰箱保存待測。

1.5方法學(xué)評(píng)價(jià)及血藥濃度的測定

1.5.1 血漿樣品預(yù)處理將含有0.05mL的內(nèi)標(biāo)物（0.004mg/L環(huán)丙沙星）置于帶塞的玻璃試管中，精密加入血漿樣品0.2mL，加入50μL雙蒸水、5mL二氯甲烷、1mL/L pH7.0磷酸鹽緩沖液混合，漩渦混合器振蕩1min，設(shè)置轉(zhuǎn)速4000r/min離心15min，吸取下層有機(jī)相，加入200μL 1mol/L鹽酸，漩渦混合器振蕩1min，轉(zhuǎn)速為4000r/min離心5min，取上層提取液20μL進(jìn)樣[3，4]。

1.5.2色譜條件色譜柱：ZORBAX SB-C18（Agilent公司，250mm×4.6mm，5μm），流動(dòng)相為：0.1mol/L磷酸鹽緩沖液︰甲醇︰三乙胺，pH值為3.0；流速1.0mL/min；發(fā)射波長495nm；激發(fā)波長295nm；進(jìn)樣量為20μL，柱溫為室溫。

1.5.3標(biāo)準(zhǔn)曲線制備用加替沙星標(biāo)準(zhǔn)品制備儲(chǔ)備液；取儲(chǔ)備液0.2mL，以空白血漿稀釋成濃度依次為0.016、0.032、0.125、0.250、0.50、0.80、1.00mg/L的血漿標(biāo)準(zhǔn)溶液。處理血漿樣品后，進(jìn)樣分析。

1.5.4精密度與回收率加替沙星在標(biāo)準(zhǔn)血漿溶液高、中、低3個(gè)濃度點(diǎn)（0.80、0.25、0.032mg/L）的質(zhì)控樣品（QC）各400μL，每個(gè)濃度測定5個(gè)樣本；以待測物的峰面積與同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)同倍數(shù)稀釋后直接進(jìn)樣的峰面積比值，計(jì)算提取回收率。將上述同樣濃度的質(zhì)控樣品（QC），經(jīng)血漿樣品處理后，每一濃度分析5個(gè)樣本，連續(xù)測定3d，分別求得本法的日間精密度RSD和日內(nèi)精密度RSD。

1.6PK/PD模型擬合

用DAS軟件，以時(shí)間-血藥濃度曲線（C-T）擬合房室模型，求出加替沙星相應(yīng)的藥代動(dòng)力學(xué)（PK）參數(shù)[包括Ka（h-1）、V1（L）、Ke（h-1）]；藥效學(xué)（PD）參數(shù)（MIC90）。選擇DAS軟件中的PK/PD模塊，擬合加替沙星不同劑量時(shí)的%T＞MIC90[5]。

2結(jié)果

2.1 方法學(xué)評(píng)價(jià)

2.1.1專屬性在本試驗(yàn)條件下，待測物加替沙星和內(nèi)標(biāo)環(huán)丙沙星分離良好，不受血漿色譜峰的干擾，加替沙星和環(huán)丙沙星的保留時(shí)間tR分別為5.9、7.6min左右[6]。

2.1.2標(biāo)準(zhǔn)曲線獲得以待測物（加替沙星）與內(nèi)標(biāo)物（環(huán)丙沙星）的峰面積比值（Y）對(duì)待測物濃度（X）進(jìn)行回歸運(yùn)算，求得回歸方程（標(biāo)準(zhǔn)曲線）：Y＝0.00141X＋0.0321，r＝0.9996。由標(biāo)準(zhǔn)曲線知加替沙星的最低定量限為0.016mg/L，線性范圍為（0.016～1.000）mg/L。見圖1。

圖1HPLC法測定口服加替沙星的血漿標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.1.3回收率與精密度評(píng)價(jià)加替沙星在標(biāo)準(zhǔn)血漿溶液低、中、高3個(gè)濃度點(diǎn)，分別計(jì)算出的提取回收率是（88.12±11.10）%、（124.31±10.35）%、（101.23±8.06）%。加替沙星在標(biāo)準(zhǔn)血漿溶液低、中、高3個(gè)濃度點(diǎn)，分別計(jì)算出的日內(nèi)精密度RSD分別為7.24%、4.24%、15.43%，日間精密度RSD分別為5.15%、9.87%、15.79%，均滿足精密度要求。

2.2藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)參數(shù)

40名健康志愿者口服加替沙星400mg的平均血藥濃度-時(shí)間曲線符合一級(jí)消除藥代動(dòng)力學(xué)的二室開放模型，其平均藥-時(shí)曲線見圖2。

圖240位健康受試者口服400mg加替沙星后的平均血藥濃度-時(shí)間曲線

擬合所得與建模相關(guān)PK參數(shù)K12、Ka、K21、V1、Ke分別為0.22、4.88、0.78、21.23和0.89。加替沙星為喹諾酮類廣譜抗生素，對(duì)沙門菌屬和志賀菌屬的MIC90為（0.33～1.03）mg/L，對(duì)流感嗜血桿菌的抗菌活性（MIC90）為0.98mg/L，對(duì)肺炎鏈球菌的MIC90為（0.45～1.20）mg/L。可見，加替沙星的MIC90在不低于1mg/L時(shí)，對(duì)大多數(shù)致病微生物均能滅活。

2.3加替沙星的PK/PD模型擬合

本研究應(yīng)用DAS軟件對(duì)PK-PD及藥代動(dòng)力學(xué)的建立擬合2個(gè)模塊，前者擬合出給藥方案，后者擬合出藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

2.3.1劑量400mg qd給藥如果加替沙星的臨床用量為400mg，qd，即每天一次，按早晨7點(diǎn)左右時(shí)間點(diǎn)口服藥物400mg。結(jié)果24h內(nèi)加替沙星血藥濃度在1mg/L以上的總時(shí)間為7.58h，即%T＞MIC90的時(shí)間為31.6%（7.58/24）。

2.3.2劑量200mg bid給藥如果加替沙星的臨床用量為400mg，bid，即每天兩次，按早晨7點(diǎn)及晚上7點(diǎn)左右時(shí)間點(diǎn)口服藥物各200mg，每次間隔12h。結(jié)果24h內(nèi)加替沙星血藥濃度在1mg/L以上的總時(shí)間為10.22h，即%T＞MIC90的時(shí)間為42.6%（10.22/24）。

2.3.3劑量100mg qid給藥如果加替沙星的臨床用量為100mg，qid，即每天四次，按早晨6點(diǎn)、中午12點(diǎn)、晚上6點(diǎn)及夜里12點(diǎn)左右時(shí)間點(diǎn)口服藥物各100mg，每次間隔6h。結(jié)果24h內(nèi)加替沙星血藥濃度在1mg/L以上的總時(shí)間為4.27h，即%T＞MIC90的時(shí)間為17.8%（4.27/24）。

3討論

加替沙星為第四代喹諾酮類廣譜抗生素，能夠殺滅流感嗜血桿菌、克雷伯菌屬、沙門菌屬、銅綠假單胞菌、溶血性鏈球菌、志賀菌、腸球菌屬、肺炎鏈球菌、葡萄球菌屬等導(dǎo)致呼吸道和泌尿道感染的細(xì)菌。目前在臨床用藥中，口服加替沙星尚無公認(rèn)的給藥方案，給藥方案多為400mg qd使用，但是臨床效果不是特別滿意，尤其是呼吸道感染療效不理想。可能是少數(shù)出現(xiàn)耐藥所致，另外還有可能與其給藥方案不科學(xué)、血藥濃度過度波動(dòng)有關(guān)。

依據(jù)PK/PD模型的理論，抗菌藥物可分為濃度依賴型和時(shí)間依賴型兩大類。大多數(shù)喹諾酮類的抗生素包括加替沙星為時(shí)間依賴型抗菌藥物。對(duì)許多常見細(xì)菌感染，喹諾酮類%T＞MIC90期望值為35%～55%[7]。本研究經(jīng)過對(duì)3種給藥方案的對(duì)比，若要滿足%T＞MIC90，加替沙星片應(yīng)該每次200mg，每日服藥2次，才能使24h內(nèi)的血藥濃度維持在1mg/L以上的時(shí)間＞35%，此時(shí)，大多數(shù)敏感菌能被加替沙星殺滅。

本研究顯示，加替沙星胃腸道給藥的最佳優(yōu)化方案為200mg bid，且應(yīng)保證給藥間隔時(shí)間達(dá)12h，才能達(dá)到較好的臨床效果，減少耐藥性的產(chǎn)生，此結(jié)果在臨床上應(yīng)用還需要更多的臨床藥理學(xué)證據(jù)證實(shí)；同時(shí)，微生物感染應(yīng)用抗菌藥治療時(shí)，首先要考慮該抗生素的抗菌譜，其次要充分了解每種抗生素的藥代動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，只有當(dāng)PK/PD有效結(jié)合時(shí)，才能使治療效果達(dá)到最佳。

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（收稿日期：2011-06-20）