治療藥物監測技術質量保證的發展狀況*

朱婷婷，芮建中，周國華

南京軍區南京總醫院藥理科，南京　210002

治療藥物監測技術質量保證的發展狀況*

朱婷婷，芮建中**，周國華

南京軍區南京總醫院藥理科，南京210002

摘要本文綜述治療藥物監測（TDM）實施的三個階段，即分析前、分析中和分析后的主要技術質量要求。在分析前階段，需要在特定的時間窗采集而獲得有效的生物樣本；在分析階段，分析方法要經過確證，還需評估可能的干擾物質；在分析后階段，目標是最終的TDM報告，應包括正確的結果解釋以及有益的建議。

關鍵詞治療藥物監測；分析前階段；分析中階段；分析后階段；技術；質量保證

為了保證技術質量和醫療安全，進一步提高醫生和患者的滿意度，越來越多的治療藥物監測（TDM）實驗室執行質量管理體系。國際標準化組織的實驗室認證（ISO 9000系列）是行之有效的改進質量保證的管理模式。本文綜述了TDM實施的不同階段，即分析前、分析中和分析后的主要技術質量要求。

1　分析前階段

TDM是多學科交叉的臨床藥學技術服務工作。準確而有臨床意義的藥物濃度必須通過臨床化學家、藥劑師、醫生和護士之間的合作得到，良好的溝通機制才能保證TDM達到更佳的效果[1]。實驗室的監測報告是患者病歷的一部分，因此，對結果解釋時，一些確切的臨床治療信息也是必不可少的。其中包括：病人的人口統計資料、監測指征、樣品采集的日期和時間、最后一次給藥的時間、給藥方案（劑量、給藥間隔和療程、給藥途徑和劑型）、合并用藥和疾病狀況等。

1.1采血時間

在整個給藥間隔內血藥濃度會不斷變化，所以，為了保證恰當的結果解釋，必須了解患者從給藥到采血之間的準確時間。若觀察當前給藥方案的穩態藥物濃度，特別是長半衰期的藥物，血液樣品應該在至少5個半衰期后采集。藥物劑量改變后，應依據藥物的半衰期確定優化的血樣采集時間間隔。對于大多數口服給藥，當監測的血藥濃度用于療效評估，且期望治療濃度在最小范圍內波動時，一般在谷濃度時間點采樣，即樣品在下次給藥前即刻采集。相反，當懷疑藥物中毒時，峰濃度采樣是優選方式。長半衰期藥物的血樣允許在下次給藥前的30～60 min時間窗內采集，但是對于短半衰期的藥物，即使30 min也可能引入10%～15%的誤差，例如氨基糖苷類和咖啡因，最好在下次給藥前的15 min內采樣。常規劑量方案使用抗生素時，谷濃度和峰濃度的采樣都是需要的，當氨基糖苷類抗生素每天給藥一次時，僅需峰濃度的采樣?？刹槐卦谙麓谓o藥前谷濃度采樣的藥物，如地高辛、鋰和三環類抗抑郁藥，都是長半衰期藥物。

對于免疫抑制類藥物，監測服藥后2 h的環孢素濃度（C2）而不是單純谷濃度（C0），在藥物總暴露、急性排斥反應的預測中相關性更好。一些研究報道用服藥后4 h或6 h時間點的他克莫司濃度（C4或C6）評估藥時曲線下面積（AUC），獲得良好結果[2-3]。對于抗逆轉錄病毒藥物，采集單一谷濃度血樣（在給藥間隔結束時獲得）是不精確的，卻是最容易獲得的。另一種方法是在給藥間隔內監測一個隨機的血漿濃度，并且使用群體藥代動力學（pop-PK）模型估算谷濃度或總的藥物暴露度。表1列出臨床常用監測藥物達到穩態濃度的時間及推薦的采樣時間。

1.2推薦的標本

大多數TDM實驗室優先選用無凝膠的試管收集血清標本。塑料凝膠隔離和血清分離管（SST）應該避免用于收集TDM標本，因為已經發現它們會吸附許多藥物或取代一些藥物與蛋白位點結合，在抗抑郁藥和苯二氮艸卓類藥物以及游離藥物濃度監測時，這是至關重要的。而新的SSTⅡ型試管則適合TDM使用。草酸鹽和枸櫞酸鹽的血漿標本不推薦用于監測抗驚厥藥物，并且肝素鋰的血漿標本應盡量避免用于監測鋰。肝素血漿是監測抗逆轉錄病毒藥物最常用的標本。對于環孢素、他克莫司、西羅莫司和依維莫司的監測，這些藥物都集中在紅細胞且血漿濃度很低，乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝全血是推薦的標本類型。EDTA血漿是監測霉酚酸（MPA）【4]的推薦標本。

表1　臨床常用監測藥物達到穩態濃度的時間及推薦的采樣時間

1.3樣品穩定性

在一般情況下，待監測樣本應盡快測定，否則應冷藏或冷凍，這是氨基糖苷類抗生素監測的關鍵環節。眾所周知，當β-內酰胺類和氨基糖苷類抗生素合用時，氨基糖苷類濃度顯著降低。因此，血清樣品必須立即進行分析，如果測定延遲則需要冷凍保存。當靜脈注射霉酚酸酯時監測MPA，樣品應立即放置在冰浴中，且在30 min內完成血漿分離，因為在室溫下前藥會快速水解。相反，用于監測鋰的血清樣品在室溫下是長時間穩定的，而抗抑郁藥的血清/血漿在室溫中穩定時間至少為24 h。

1.4游離藥物監測的臨床應用

治療藥物與血漿蛋白的結合率＞80%是游離藥物監測的遴選標準。抗逆轉錄病毒藥物（茚地那韋除外）與α1酸性糖蛋白有很強的結合能力（＞90%），因此，須關注抗逆轉錄病毒藥物的血漿游離濃度。免疫抑制藥物與血清脂蛋白結合；抗驚厥藥物（如苯妥英鈉、卡馬西平和丙戊酸）與白蛋白結合率高；盡管文獻中有游離藥物測定的臨床應用報道，但是，在臨床實驗室中游離藥物濃度的監測是非常復雜和不常進行的。而對于游離地高辛濃度的監測，雖然地高辛的蛋白結合率僅為25%，當監測用抗地高辛抗體的抗原結合片段（Fab）治療地高辛過量的有效性時，卻是非常有意義的。

在臨床實驗室中常用于游離濃度監測的方法，主要包括平衡透析法、超濾法、超速離心法。最近，固相微萃?。⊿PME）已經成為一個比較有前景的方法，因為該法快速又簡單，僅需要很小體積的樣品。此外，這種技術可以用高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜（GC）結合串聯質譜儀，提供一個完全自動化的分析系統。超濾法不僅是所有蛋白結合率測定方法中最簡便和快捷的，也是游離藥物濃度常規監測中使用最廣泛的方法。溫度控制是分離過程中關鍵的一步，因為蛋白質結合依賴于溫度。超濾通常在25℃和高速離心條件下完成，待超濾的樣品應冷藏，并在處理前取出，放置到室溫后再進行。

2　分析階段

2.1分析方法

隨著快速、靈敏和特異的分析技術的革新，不斷推動TDM分析方法的發展，為個體化給藥方案設計提供重現性好且準確可靠的臨床實驗數據。

GC法的缺陷在于某些藥物分析前需要預先衍生化，以確保分析物具有必備的可揮發性。HPLC法對樣品前處理的簡便性以及自身所具備的通用性、靈敏性、特異性等特點，使它成為較GC更為實用的方法。HPLC或GC與質譜相結合（HPLC-MS/MS、GC-MS/MS），徹底改變了TDM的分析方法。例如，HPLC-MS/MS用于測定免疫抑制劑、抗逆轉錄病毒和抗真菌的藥物濃度[5-6]，因為這種技術可同時測定一個樣本中的多種藥物，還能分別測定代謝產物和原形藥物。當然，GC和HPLC還是目前常用的規范和標準的TDM分析方法。離子選擇電極法已成為鋰離子測定的主要技術。放免法（RIA）是一種高靈敏度技術，能夠檢測ng·mL-1的藥物，因其復雜性，不適合常規的TDM實驗室。相反，非同位素免疫分析法廣泛用于常規藥物監測，因為容易實現自動化，縮短了檢測樣品的批次周轉時間。與GC/HPLCMS不同，免疫法的主要缺陷是特異性不足，代謝物、前藥或結構相近化合物會導致交叉反應而影響測定結果。近年來，化學發光法的應用也使TDM有了更多可選擇的常規監測技術[7]。

TDM實驗室操作標準的指南一般建議可達到的分析精密度不能高于給藥方案要求的水平。依照臨床實驗室改進修正案（CLIA-88）規范要求，地高辛、鋰、乙琥胺、苯巴比妥和卡馬西平的日間精密度是≤7%，撲米酮、奎尼丁、妥布霉素、慶大霉素、苯妥英鈉、茶堿、普魯卡因胺和丙戊酸則是≤8%。

2.2分析階段的干擾物質

已經證明存在許多物質干擾TDM的測定。這種干擾特性既與干擾物質的光譜特征有關，也與干擾物和分析物的化學或物理的相互作用有關，并可能導致正偏差或負偏差。例如，血紅蛋白（＞20 μg· mL-1）是檢測中常遇到的干擾物質之一，而膽紅素（＞171 μmol·L-1）會干擾對乙酰氨基酚和萬古霉素的測定。血漿脂質引起的混濁度會干擾比濁法、分光光度法和色譜法的測定，可以通過超速離心排除。

低和高蛋白血癥可能干擾特定免疫測定法的分析物與抗體的結合。因長時間的冷凍或反復凍融，血漿樣本中產生的纖維蛋白沉淀可能妨礙自動分析儀探針的取樣，導致結果的不正確。免疫球蛋白（IgM）在對乙酰氨基酚的測定中導致結果偏低。免疫分析法特別容易受到內源性抗體的干擾，競爭性免疫法與夾心免疫法相比受干擾少。在地高辛的免疫法分析中報道了由嗜異性抗體引起的假陽性結果，也知道內源性物質具有地高辛樣的免疫交叉反應。在TDM測定中，另一個潛在的干擾是分子結構相近的化合物交叉反應性。這種現象在前體藥物、代謝物、其他藥物和草藥中出現。

磷苯妥英鈉和霉酚酸酯是前藥干擾的兩個例子。在苯妥英和MPA監測中，代謝物引起的干擾問題在肝功能異常或腎功能不全時，因藥物代謝產物累積過多而加重。由于幾個藥物在結構上的相似性，中草藥化合物可能通過交叉反應影響測量結果。免疫法測定地高辛時，受分子結構相近的物質干擾[8]。在熒光偏振免疫法（FPIA）和微粒子酶免疫分析法（MEIA）測定中，地高辛的交叉反應常由服用中草藥、夾竹桃或人參引起，其中分別含有蟾蜍靈、夾竹桃苷或whitapherin-A。最常見的干擾物情況歸納于表2。

藥物濃度低于檢測限可能表明樣本標識錯誤、分析誤差或樣品中存在干擾物。因此，如果無法找出陰性結果的原因，建議進行排除干擾物質存在的回收率試驗。相反，達到毒性藥物濃度（見表3），應立即向臨床醫生報告。此外，由于過量的潛在后果，三環類抗抑郁藥和鋰的濃度應在1 h內盡快報告。

TDM測定需進行嚴密的室內質控，至少采用藥物治療濃度范圍內的兩個質控樣品。指南推薦的每個質控濃度測定的日間變異系數在5%～10%，且不超過15%。為了進一步驗證TDM分析方法的準確性，實驗室應參與外部的能力驗證（室間質評），CLIA規定合格的結果是至少80%的被分析物達標。

3　分析后階段

分析后階段的最終目的是報告的生成，其中應包括測定的濃度、應用的分析技術、藥物的治療濃度范圍和結果解釋，可能還包括建議或忠告。TDM報告應盡快用于臨床判讀，提醒臨床醫生可能存在的毒性風險或預示劑量不足。治療濃度范圍通常是文獻報道的相對小樣本群體的前瞻性臨床研究結果，其結果在實驗室之間也有差異。對不同群體的治療濃度范圍不同，對特殊的病人應設定個體目標濃度。

3.1個體差異

藥物的吸收、分布（蛋白結合）和清除（代謝和腎排泄）因年齡而改變，尤其是在新生兒。為了維持治療濃度，與健康成年人比，兒童可能需要更頻繁和更大折算劑量的用藥。老年人的藥物治療傾向于按健康狀況而相應調整方案，因為隨著年齡老化，腎小球濾過率將下降，肌肉量和脂肪組織相對于總體重的比例改變，依賴年齡的細胞色素P450（CYP）3A相關底物的代謝清除率也改變。

妊娠可能導致某些藥物血漿濃度的變化，由于血漿量的增加和蛋白結合率的變化，改變了藥物的分布容積，增加原形藥物的腎排泄，以及增加由CYP450同功酶（CYP3A4、CYP2D6和CYP2C9等）和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶（UGT）同功酶（UGT1A4和UGT2B7等）催化的藥物代謝[9]。在懷孕期間，為避免療效降低，主要由這些同功酶代謝的藥物劑量應該增加。相反，CYP1A2和CYP2C19活性在妊娠期降低，因此為了減少潛在毒性，相關代謝的藥物劑量應降低。

表2　常規監測藥物分析測定的干擾物

肥胖者的生理變化可能對藥物處置有顯著影響，也需要被考慮。增加α-酸性糖蛋白或減少白蛋白濃度的各種生理病理狀況，可能導致藥物游離分數的變化，此時應強調監測游離藥物濃度的臨床意義。藥物效應個體差異部分是由遺傳因素（主要是遺傳多態性）引起的。遺傳藥理學的基因檢測在臨床實踐中的應用，已改進了基于分子遺傳特征的個體化藥物效應的預測。對效應難以定量評估的藥物實施個性化用藥，經典的TDM與PK相關基因分型的結合，是一種很有前途的方法[10]。

3.2藥代動力學的相互作用

在分析后階段，需考慮的一個很重要方面是PK相互作用。PK相互作用的影響因素包括：血漿蛋白結合藥物的取代、誘導或抑制肝臟和腸道藥物代謝酶活性相關（例如CYP450），以及藥物轉運體的變化（如P-糖蛋白，P-gp）。作為藥物吸收、分布、代謝和排泄的變化結果，這些相互作用可產生血藥濃度的改變。相互作用最終的臨床重要性取決于藥物的治療指數、抑制或誘導作用的大小、病人的臨床狀況。藥物代謝的誘導或抑制在過渡時期是非常重要的，即當誘導劑或抑制劑合用開始或停止，或劑量改變時。酶抑制劑通常產生快速反應，而酶誘導需要更長的時間才引起相關的PK相互作用。

PK相互作用可在藥物與其他藥物、草藥、食物、酒精或煙草之間發生。文獻中一些臨床治療的藥物相互作用已有描述。對于抗癲癇、抗菌、抗病毒、抗抑郁、抗精神病、抗凝、免疫抑制和抗腫瘤的藥物，藥物相互作用是常見的影響PK的因素。發達國家中三分之一的成年人使用不需處方的草藥，并經常與治療藥物聯合應用?；颊咄ǔ２煌嘎端麄兊南M情況給臨床醫生，因為草藥產品被認為是自然的和無害的。草藥產品中含有大量的生物活性成分，在藥理效應及PK相互作用方面體現不同程度的影響。大多數草藥與藥物相互作用的臨床試驗價值是有限的，因為它們是基于個案報告和少量病例組。貫葉連翹（圣約翰麥汁）[11]，用作抗抑郁草藥，已被證明與許多藥物有相互作用。圣約翰麥汁和藥物之間的相互作用還取決于藥理活性成分（貫葉金絲桃素和金絲桃素）的濃度。據推測，貫葉金絲桃素誘導CYP3A4和CYP2B6。此外，金絲桃素可以調節P-糖蛋白。其他報道的相互作用是由銀杏葉、人參、大蒜素、水飛薊、胡椒和西伯利亞人參所引起。表4總結了常見的草藥與藥物的相互作用。

表3　常用治療監測藥物的毒性濃度參考值

特殊的食物、飲食習慣和食物烹飪方法可能在血藥濃度或治療效應上引起意想不到的改變。一些食物成分體現了誘導或抑制藥物代謝酶的作用。在這方面，明確的是十字花科蔬菜含有能促進氧化代謝的苯并吡咯（吲哚）。而葡萄柚汁含有的多種黃酮類化合物和呋喃香豆素衍生物對CYP3A4有抑制作用。高蛋白飲食與人類氧化代謝增加有關，而高碳水化合物飲食似乎有相反的效果。飲食中含碳烤牛肉以及吸煙，已被證明可以提高氧化代謝并且是CYP1A1及CYP1A2的強誘導劑。

表4　已報道的常見草藥與藥物的相互作用

酒精對藥物代謝的影響可能取決于飲用量的不同，急性使用能夠抑制藥物代謝，導致血清中阿米替林、地西泮、苯妥英和華法林濃度的增加。長期使用則增加微粒體藥物代謝酶的活性，導致血清中苯妥英和華法林濃度的降低。此外，飲酒還可促進對乙酰氨基酚的肝毒性。

3.3預測技術

為了優化并使個體化給藥方案達到預期的目標，多種給藥劑量的預測技術可用于臨床藥物治療。這些技術使用不同的PK群體模型，且包括為變異性做出重要貢獻的群體（如婦女、少數民族、并發癥患者、老人和兒童），來估算給藥后患者的群體參數。Pop-PK參數與Bayesian反饋技術結合已成功地應用于個體參數預測，并且已經開發了多個軟件程序來實現這些目的[15]。

氨基糖苷類抗生素TDM的成本效益比，已經得到很好的表征，且被作為抗癲癇藥物、地高辛、精神病類藥物、免疫抑制劑、人類免疫缺陷病毒（HIV）藥物和化療藥物的藥學監護標準。TDM的臨床意義與PK解釋密切相關。TDM工作若只提供檢測結果卻沒有恰當的解釋和用藥建議，等于付出了昂貴費用并未獲得最大的臨床效益。

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* *通訊作者芮建中，男，副主任藥師，研究方向：治療藥物監測，群體藥代動力學E-mail:ruijianzhong@126.com

中圖分類號R917

文獻標志碼A

文章編號1673-7806（2014）05-427-06

*基金項目江蘇省第七批“六大人才高峰”資助項目（2010WSN-204）

作者簡介朱婷婷，女，藥師E-mail:zhutingting00790@126.com

收稿日期2014-04-29修回日期2014-05-15

Technique and Quality Assurance of Therapeutic Drug Monitoring*

ZHU Ting-ting,RUI Jian-zhong**,ZHOU Guo-hua
Department of Pharmacology,General Hospital of Nanjing Military Command,Nanjing 210002

ABSTRACTThe article reviews the technique and quality assurance of therapeutic drug monitoring (TDM)in pre-analytical,analytical and post-analytical phases.In the pre-analytical phase,it is necessary to acquire a valid specimen collected at the specific time window.In the analytical phase,the analytical methods should be validated,assessing possible interfering substances is also necessary.The objective of the post-analytical phase is the final report,which should include correct interpretation as well as possible advice.

KEY WORDSTherapeutic drug monitoring;Pre-analytical phase;Analytical phase;Post-analytical phase; Technique;Quality assurance