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经吸入给药的抗菌药物药代动力学研究进展论文
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.综述.
经吸入给药的抗菌药物药代动力学研究病原体的Et益增多, 肺部感染的治疗变得极为棘手,尤其是合并机械通气、囊纤 维化及支气管扩张等的重症患者。传统的治疗方案主要为 静脉给予敏感的抗菌药物,但多黏菌素和氨基糖苷类等药物 往往由于治疗窗窄,肺穿透能力差,难以达到有效的肺组织 浓度,疗效较差。近年来采用的吸入给药方式不仅可提高抗 菌药物的肺组织浓度,还可降低抗菌药物的系统暴露水 平…,从而在增加疗效的同时减少全身不良反应的发生。但 目前大多数研究主要针对吸人给药抗菌药物的疗效评价,对 其机制的研究尚不足。因此,目前临床上抗菌药物的吸人给 药方案多根据经验给药,尚缺乏药代动力学数据的支持,本 文通过整理近年来国内外的相关文献,对抗菌药物吸入给药 后的体内过程进行总结,分析其药代动力学特点,为临床制 定合理的给药方案提供参考依据。 一、可经吸入给药的常用抗菌药物 部分抗菌药物无法达到吸入制剂的粒度分布要求,或在 气体状态下失去抗菌活性,或吸人后对气管、支气管平滑肌 有较大刺激,故并非所有的抗菌药物均可采用吸人给药方 式,目前国际上建议可吸入的抗菌药物包括多黏菌素类、氨 基糖苷类和万古霉素类等。现将几种临床常用的可吸人给 药的抗菌药物的药代动力学特点介绍如下。 1.妥布霉素:氨基糖苷类抗菌药物的抗菌活性呈浓度 依赖性,蛋白结合率低,水溶性高,难以穿过细胞膜,因此在 肺部感染时,静脉或口服氨基糖苷类抗菌药物的疗效有限, 为克服上述缺点,诞生了可吸入妥布霉素溶液(TSI), 1998年美国批准该制剂用于患者肺部铜绿假单胞菌感染的 治疗:2j。 妥布霉素经雾化吸入后,进入血液循环的部分经肾小球 滤过排出,未被吸收的部分经痰排出。在囊性纤维化患者 中,经吸人给药的最大缺点为痰拮抗作用,即痰中的黏蛋白 与药物结合从而影响其抗菌活性,在此情况下,需给予超过 20倍MIC的剂量方可显效‘…。 在两项Ⅲ期临床试验中。44。,258例囊性纤维化患者接 受TSI治疗,同时使用双房室模型模拟妥布霉素的群体药代 动力学特点,其中全身清除率为5.79 L/h,表观清除率为
L/h,生物利用度为11.7%。亚组分析显示,年龄、性
别、基础疾病的严重程度对痰或血清中妥布霉素浓度均无明 显影响。磷霉素和妥布霉素联合吸人的I期临床试验中采
DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-0939.2016.02.Oll
卡星吸入给药的剂量增加到60 mg/kg,其血浆中的药物浓度 仍低于15 me,/kg的静脉给药剂量,且血浆中的阿米卡星可
10.5
h,痰中可检测到高浓度的环丙沙星,痰中的铜绿假单
胞菌密度降低,患者的肺功能在第14天改善了7%”1。与 环丙沙星干粉剂相似,目前已开展环丙沙星脂质体应用于非 囊性纤维化支气管扩张的患者的研究,评价该制剂对42例
123・
室模型,吸收过程采用威布尔模型拟合数据,其峰浓度较高, 可能是多黏菌素E甲磺酸钠的预先混合使其水解导致溶液 中多黏菌素E的浓度增加。2007年美国FDA对此发出警 告,1例囊性纤维化患者接受预先混合的多黏菌素E甲磺酸 钠治疗后,发生了肺毒性,最终导致死亡‘”J。为了补偿这种 异常的高峰浓度,作者在残差模型中引人了“系统偏倚”,校 正给药后4 h内测量的所有浓度。校正后,模型拟合得到改 善且得出的药动学参数与之前对呼吸机相关性肺炎患者及 囊性纤维化患者的非房室模型分析的结果一致。非房室模 型药动学研究结果显示,单剂量80 mg多黏菌素甲磺酸钠对 治疗机械通气患者的多药耐药G一菌呼吸机相关性肺炎是 不够的,而对囊性纤维化患者,160 mg多黏菌素甲磺酸钠可 改善患者的肺功能参数,并有较高的血浆峰浓度。 5.环丙沙星:环丙沙星等氟喹诺酮类抗菌药物具有很 强的组织渗透性,是吸人给药的理想药物。”。。环丙沙星吸 入剂中研究最透彻的是其干粉制剂,该制剂以乳剂为基础, 经喷雾干燥而成,所得颗粒均一,且空气动力学质量中位径 (MMAD)<5“m_3…。在该制剂的I期临床试验中¨1。纳入 了6名健康男性受试者,药动学研究结果显示,雾化给予50
作者单位:222000连云港市第一人民医院药学部
万方数据
主堡结璧塑壁咝苤查!!!!生!旦箜!!鲞箜!塑g!i!』!!!!堡垦!!P堕望也£!!型!型!!!!:Y!!:!!:盟!:! 通过血液透析有效清除。对于G一菌引起的呼吸机相关性肺 炎患者,采取400 mg,2次/d吸入给药,治疗第1天即有 50%的患者达到药代动力学/药效学层面的有效性:LAI还 可穿透带电荷的痰液,进入痰液深部,并释放活性药物…o, 延长药物在肺部的滞留时间‘”。,这些特点使得LAI可采用 更长间隔的给药方案(给药28 d,停药56 d,如此循环),从 而提高患者依从性并节约治疗成本。”J。 3.氨曲南:氨曲南是一种合成的单环B一内酰胺类抗菌 药物,通过抑制需氧G一菌的细胞壁合成从而发挥抗菌作用。 氨曲南精氨酸制剂因可导致广泛的支气管炎,仅可用于静脉 给药,不可用于吸人给药。2…,而氨曲南赖氨酸制剂用于吸入 给药是安全的,且已报道其在治疗囊性纤维化患者因铜绿假 单胞菌感染导致肺炎急性加重方面的疗效及在其他G一菌 引起的细菌性肺炎方面的疗效。21。”。。2010年美国食品药品 监督管理局批准氨曲南吸人剂Cayston用于铜绿假单胞菌感 染导致的囊性纤维化患者的呼吸道症状,这是继TBI之后又 一种获FDA批准的治疗囊性纤维化的可经吸入给药的抗菌 药物。 目前已有临床试验在观察氨曲南赖氨酸盐吸人治疗囊 性纤维化患者的药代动力学特点,包括I b期剂量递增的临 床试验23I、Ⅱ期临床试验和2项Ⅲ期临床试验”’2”。到目 前为止,这些临床试验显示了较高的个体变异性。在I b期 临床试验中单次吸入剂量75 mg氨曲南赖氨酸盐,其痰浓度 为31~217肛∥g。此外,在所有的剂量组中,青少年受试者 痰中氨曲南浓度均低于成年受试者。分析其原因可能与成 年受试者肺部疾病的严重程度低于青少年受试者有关,其中 央气道的沉积少,且肺清除率高。该试验仅报道了成年受试 者服用75 mg剂量后的血浆药物浓度,结果显示氨曲南赖氨 酸盐的血浆浓度低,若无肾功能不全,患者发生毒性反应的 可能性低。基于此研究结果,吸入75 mg氨曲南赖氨酸盐的 给药方案进入Ⅱ期临床试验。结果显示,195例囊性纤维化 患者吸入75 mg氨曲南赖氨酸盐,3次/d,共28 d,药物并未 在患者的痰及血浆中蓄积。虽然有推测,未经肺吸收的氨曲 南赖氨酸盐可能经痰排出体外,但目前尚无学者对其清除进 行深入的研究。”。。若采用静脉给药,氨曲南主要经肾脏清 除,且约有68%的药物以原型排出体外;然而,由于吸入给 药的生物利用度相对较低,仅有约10%的药物经尿液-H}出 体外。 4.多黏菌素E:多黏菌素E是带正电荷的多肽,20世纪 50年代美国已应用于临床。多黏菌素E是由其前体药物多 黏菌素E甲磺酸盐水解生成的活性成分,属浓度依赖性抗菌 药物,抗生素后效应(PAE)作用超过1 h。多黏菌素E对多 种G一需氧菌有效,包括铜绿假单胞菌、不动杆菌、克雷伯菌 和大肠埃希菌。多黏菌素E甲磺酸盐静脉给药可产生肾毒 性,为了克服此缺点,诞生了可降低血浆浓度的吸人制剂。 Kechagia等。”1的群体药动学研究评价了20例机械通 气患者感染多黏菌素敏感的G一菌后使用80 mg多黏菌素E 甲磺酸钠雾化制剂的疗效。该研究的药动学模型采用了一
32.50 d,48.75
mg剂量组系统暴露稍高于
mg剂量组,而两组间痰中药物Cmax及AUC值无统计
学差异。基于此结果,研究者建议接下来的研究可采用较低 剂量给药。对非囊性纤维化的支气管扩张患者吸人环丙沙 星干粉剂治疗的药动学研究亦在进行中日”“,但目前获得 的药动学数据有限,且尚未公布。初步研究结果显示,吸入 环丙沙星干粉剂32.5 mg,2次/d,28 d,患者耐受性良好,且 与安慰剂组相比,能减少痰中的细菌负荷。近期,对该类患 者的Ⅲ期试验正在招募受试者(临床试验编号为
150
mg和(或)300 mg(表1),此剂量达到的峰浓度低于中毒
浓度2斗∥rnl,患者能够很好地耐受。虽然妥布霉素吸入给 药的全身浓度基本不会达到中毒水平,但病例报道显示‘“, 对于肾功能衰竭的患者仍需进行药物浓度监测和(或)调整 给药剂量。另外,有报道称,使用妥布霉素喷雾剂可使其气 溶胶颗粒在皮肤表面浓集并导致指端血样中浓度升高旧J。 2.阿米卡星:阿米卡星的纳米脂质体吸入制剂(LAI)用 于囊性纤维化患者铜绿假单胞菌感染的Ⅲ期临床试验已通 过,应用脂质体技术可使药物有效地渗透顽固的假单胞菌生 物膜,具有强大的杀菌活性,可达到较高的肺组织浓度并具 有良好的安全性。9’。两项平行、随机、安慰剂对照的Ⅱ期临 床试验评价了吸人阿米卡星脂质体1次/d治疗患者铜绿假 单胞菌感染的疗效、安全性及其在体内的药动学特点¨…,纳 入的患者均≥6岁,结果显示最高剂量组(560 mg)患者 第1天和第28天的平均峰浓度分别为(1.3±0.8)斗g/m1和 (2.4±1.6)“g/ml,药效学分析显示,在第7、14、21和28天, 给药剂量与肺功能参数之间呈中度相关。 近期一项大规模、多中心的Ⅲ期临床试验(CLEAR一108) 结果显示。…,在改善FEV。和主要临床终点方面,阿米卡星 脂质体吸人给药1次/d与妥布霉素吸入溶液给药2次/d的 疗效无明显差别。临床前期研究结果显示。1…,LAI可在肺 泡巨噬细胞中浓集并非巨噬细胞在细胞因子信号传导或病 原体杀伤功能方面存在缺陷,故LAI治疗细胞内病原体感染 (如非结核分枝杆菌)有较好前景(临床试验编号为 NCT01315236)¨“。阿米卡星吸人脂质体用于非结核分枝 杆菌感染治疗的Ⅱ期临床试验‘14 o的中期结果很有前景,因 此数据安全监测委员会建议继续进行随机,双盲,安慰剂对 照试验。阿米卡星吸人制剂用于G菌引起的呼吸机相关性 肺炎的治疗也在研究中。。“。近来,阿米卡星/磷霉素复合吸 入制剂的一项随机,双盲,安慰剂一对照的I期临床试验的结 果已公布。…1。药动学研究结果显示,阿米卡星可通过气道 迅速清除,且雾化给药的血浆药物峰浓度(1.4 tLg/m1)明显 低于静脉给药(0.8斗∥m1)。此外,其他几项阿米卡星吸人 制剂的药动学研究结果显示(表1),在健康人群中即使阿米