基于PK/PD模型優化加替沙星胃腸道給藥方案

[摘要] 目的 通過建立藥代動力學/藥效學（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，求出藥代動力學參數即加替沙星對敏感菌的抗菌活性MIC90；用DAS軟件擬合出不同給藥方案時%T＞MIC90，確定加替沙星胃腸道最佳給藥方案。結果 根據建立的PK/PD模型擬合結果，3種給藥方案的%T＞MIC90分別為31.6%、42.6%和17.8%。結論 優化的加替沙星胃腸道給藥方案為200mg，bid，此時%T＞MIC90符合35%～55%的理想比值。

[關鍵詞] 藥代動力學/藥效學模型；加替沙星；高效液相色譜法；給藥方案

[中圖分類號] R969 [文獻標識碼] B[文章編號] 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、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內的血藥濃度大于MIC90的時間低于35%，故該藥屬于時間依賴型抗菌藥[2]。故采用何種給藥途徑能保證%T＞MIC90尚未見報道。本實驗通過對健康志愿者口服加替沙星片建立藥代動力學/藥效學（PK/PD）模型，旨在確定加替沙星片臨床胃腸給藥的劑量及優化給藥設計方案和為臨床用藥提供準確的試驗數據和體內代謝參數。

1資料與方法

1.1藥品和試劑

試驗藥品：甲磺酸加替沙星片，規格：100mg/片，國藥準字H20041459，浙江尖峰藥業有限公司提供。甲磺酸加替沙星標準品（中國藥品生物制品檢定所提供），含量：77.9%，批號：00X66。內標：環丙沙星標準品，含量：89.6%，批號：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自動脫氣機、Agilent1100四元梯度泵、Agilent1100自動進樣器）；Agilent色譜柱ZORBAX SB-C18；Agilent熒光檢測器G1321A；旋渦混合器（北京同正技術發展公司）；DAS藥代動力學程序軟件。

1.3受試對象的選擇

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，體質量指數在（20～24）kg/m2。既往病史無任何疾病，經全面體檢心、肝、腎無異常，血、尿常規化驗及血壓也均無異常。受試者無藥物過敏史，試驗前兩周無用藥經歷，試驗期間禁煙、酒，均簽署知情同意書，使用經我院倫理委員會批準的試驗方案。

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40名志愿者口服應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點左右400mg；②200mg bid，即早晨7點及晚上7點左右各200mg；③100mg qid，即早晨6點、中午12點、晚上6點及夜里12點左右各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方法學評價及血藥濃度的測定

1.5.1 血漿樣品預處理將含有0.05mL的內標物（0.004mg/L環丙沙星）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，設置轉速4000r/min離心15min，吸取下層有機相，加入200μL 1mol/L鹽酸，漩渦混合器振蕩1min，轉速為4000r/min離心5min，取上層提取液20μL進樣[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；發射波長495nm；激發波長295nm；進樣量為20μL，柱溫為室溫。

1.5.3標準曲線制備用加替沙星標準品制備儲備液；取儲備液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的血漿標準溶液。處理血漿樣品后，進樣分析。

1.5.4精密度與回收率加替沙星在標準血漿溶液高、中、低3個濃度點（0.80、0.25、0.032mg/L）的質控樣品（QC）各400μL，每個濃度測定5個樣本；以待測物的峰面積與同濃度的標準溶液經同倍數稀釋后直接進樣的峰面積比值，計算提取回收率。將上述同樣濃度的質控樣品（QC），經血漿樣品處理后，每一濃度分析5個樣本，連續測定3d，分別求得本法的日間精密度RSD和日內精密度RSD。

1.6PK/PD模型擬合

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

2結果

2.1 方法學評價

2.1.1專屬性在本試驗條件下，待測物加替沙星和內標環丙沙星分離良好，不受血漿色譜峰的干擾，加替沙星和環丙沙星的保留時間tR分別為5.9、7.6min左右[6]。

2.1.2標準曲線獲得以待測物（加替沙星）與內標物（環丙沙星）的峰面積比值（Y）對待測物濃度（X）進行回歸運算，求得回歸方程（標準曲線）：Y＝0.00141X＋0.0321，r＝0.9996。由標準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準曲線

2.1.3回收率與精密度評價加替沙星在標準血漿溶液低、中、高3個濃度點，分別計算出的提取回收率是（88.12±11.10）%、（124.31±10.35）%、（101.23±8.06）%。加替沙星在標準血漿溶液低、中、高3個濃度點，分別計算出的日內精密度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藥代動力學和藥效學參數

40名健康志愿者口服加替沙星400mg的平均血藥濃度-時間曲線符合一級消除藥代動力學的二室開放模型，其平均藥-時曲線見圖2。

圖240位健康受試者口服400mg加替沙星后的平均血藥濃度-時間曲線

擬合所得與建模相關PK參數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，對沙門菌屬和志賀菌屬的MIC90為（0.33～1.03）mg/L，對流感嗜血桿菌的抗菌活性（MIC90）為0.98mg/L，對肺炎鏈球菌的MIC90為（0.45～1.20）mg/L。可見，加替沙星的MIC90在不低于1mg/L時，對大多數致病微生物均能滅活。

2.3加替沙星的PK/PD模型擬合

本研究應用DAS軟件對PK-PD及藥代動力學的建立擬合2個模塊，前者擬合出給藥方案，后者擬合出藥代動力學參數。

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點左右時間點口服藥物400mg。結果24h內加替沙星血藥濃度在1mg/L以上的總時間為7.58h，即%T＞MIC90的時間為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點及晚上7點左右時間點口服藥物各200mg，每次間隔12h。結果24h內加替沙星血藥濃度在1mg/L以上的總時間為10.22h，即%T＞MIC90的時間為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、中午12點、晚上6點及夜里12點左右時間點口服藥物各100mg，每次間隔6h。結果24h內加替沙星血藥濃度在1mg/L以上的總時間為4.27h，即%T＞MIC90的時間為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、葡萄球菌屬等導致呼吸道和泌尿道感染的細菌。目前在臨床用藥中，口服加替沙星尚無公認的給藥方案，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?？赡苁巧贁党霈F耐藥所致，另外還有可能與其給藥方案不科學、血藥濃度過度波動有關。

依據PK/PD模型的理論，抗菌藥物可分為濃度依賴型和時間依賴型兩大類。大多數喹諾酮類的抗生素包括加替沙星為時間依賴型抗菌藥物。對許多常見細菌感染，喹諾酮類%T＞MIC90期望值為35%～55%[7]。本研究經過對3種給藥方案的對比，若要滿足%T＞MIC90，加替沙星片應該每次200mg，每日服藥2次，才能使24h內的血藥濃度維持在1mg/L以上的時間＞35%，此時，大多數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化方案為200mg bid，且應保證給藥間隔時間達12h，才能達到較好的臨床效果，減少耐藥性的產生，此結果在臨床上應用還需要更多的臨床藥理學證據證實；同時，微生物感染應用抗菌藥治療時，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力學特點，只有當PK/PD有效結合時，才能使治療效果達到最佳。

[參考文獻]

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（收稿日期：2011-06-20）