環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的藥代動力學比較

孫愛榮，李 健，常志強，劉德月

(1.上海海洋大學水產與生命學院，上海 201306;

2.中國水產科學研究院黃海水產研究所，農業部海洋漁業資源可持續利用重點開放實驗室，山東青島 266071)

大菱鲆(Scophthalmus maximus)，英文名為Turbot，是原產于歐洲沿海的一種名貴比目魚，在中國又稱多寶魚，隸屬于硬骨魚類、鰈形目、鲆科、菱鲆屬[1]。大菱鲆于1992年引入我國，由于其生長快，營養價值高等優點而成為我國北方特別是山東半島地區的主要海水養殖魚類。

環丙沙星(Ciprofloxacin)和磺胺二甲嘧啶(Sulfadimidine SM2)，均具有廣譜抗菌活性，殺菌效果好。目前已見環丙沙星在歐洲鰻鱺(Anguilla anguilla)[2]、中國對蝦(Fenneropenaeus chinensis)[3]、奶山羊(Dairy goats)[4]、鯉(Cyprinus carpio)[5]、鰻鱺(Anguilla japonica)[6]、霉形體肺炎豬(Mycoplasma hyopneumoniae)[7]、山羊(Goats)[8]、豬(Pigs)[9]、肉仔雞(Broiler Chickens)[10]、鯽(Carass Iusaratus)[11]等體內的藥代動力學報道，而關于其在大菱鲆體內的藥代動力學還未見相關報道。磺胺二甲嘧啶在黑 鮶 (Sebastodes fuscescens)[12]、銀 鯽 (Carassius auratus gibelio)[13]、鯽魚(Crucian Carp)[14]、大菱鲆(Scophthalmus maximus)[15]等體內的藥代動力學已有報道。本試驗主要研究環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的代謝動力學規律，對其主要參數進行了比較，并提出合理的給藥方案，以期為指導大菱鲆養殖生產中的合理用藥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗動物 健康大菱鲆(Scophthltmus maximus)，體重(163±8.0)g，飼養于中國水產科學研究院黃海水產研究所煙臺海陽實驗基地。水溫(23.1±0.8)℃，連續充氣，流水條件下暫養兩周，實驗前檢測無藥物殘留，投喂大菱鲆專用配合飼料。

1.1.2 試驗藥品及試劑 環丙沙星標準品(含量≥98.0%)、磺胺二甲嘧啶標準品(含量≥99.8%)，Sigma公司;環丙沙星原藥粉(含量≥94.9%)，浙江新華制藥有限公司;磺胺二甲嘧啶原粉(含量≥98.0%)，青島德邦藥業有限公司;乙腈，Merck公司，磷酸、三乙胺，國藥集團化學試劑有限公司;正己烷，天津市廣成化學試劑有限公司。

1.1.3 試驗儀器及設備 Agilent1100型高效液相色譜儀(HPLC):美國安捷倫科技公司生產;SB5200超聲波清洗機:寧波新芝生物科技股份有限公司生產;HSC-24B型恒溫水浴氮吹儀:天津市橫奧科技發展有限公司生產;XHF-1型高速分散器:上海金達生化儀器有限公司生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 給藥方法及采樣 給藥:給藥時環丙沙星和磺胺二甲嘧啶原粉均用適量NaOH助溶，再用0.9%生理鹽水配成所需濃度的藥液。口服劑量20 mg/kg，用干凈毛巾固定魚體，用棄去針頭的1 mL無菌注射器吸取藥物水溶液灌入大菱鲆前胃，觀察無回吐者用于試驗。尾靜脈注射劑量為10 mg/kg，用干凈毛巾擦干魚體左側，酒精棉消毒后注射。

采樣:分別于給藥后的 0.083、0.25、0.5、1、2、4、6、8、12、16、24、36、48、60、72 h 尾靜脈無菌取血，放入預先涂有10 g/L肝素鈉的5 mL離心管，5000 r/min，離心10 min，取上層血漿，于-20℃冰箱保存。同時取肌肉、鰓、腎臟和肝臟等組織樣品，于-20℃冰箱保存。同一時間點取6尾魚。

1.2.2 樣品預處理 血漿處理:血漿樣品于室溫下自然解凍后，搖勻后吸取1 mL于10 mL離心管，加入2 mL乙腈，漩渦振蕩器振蕩20 s，靜置2 h，5000 r/min離心20 min，取上清液，于40℃恒溫水浴下氮氣吹干，1 mL流動相溶解殘渣，加入2 mL正己烷去脂肪，振蕩靜置，棄去上層液體，下層液過0.22 μm的微孔濾膜，過濾后的液體進行高效液相色譜測定。

組織處理:組織樣品于室溫下自然解凍后，準確稱取1 g組織(肌肉、鰓、肝臟、腎臟)，2 mL乙腈，16000 r/min勻漿30 s，再用2 mL乙腈清洗刀頭，合并兩次提取液，振蕩30 s，靜置2 h，5000 r/min離心20 min，取上清液，于40℃恒溫水浴下氮氣吹干，1 mL流動相溶解殘渣，加入2 mL正己烷去脂肪，振蕩靜置，棄去上層液體，下層液過0.22 μm的微孔濾膜，過濾后的液體進行高效液相色譜測定。

1.2.3 色譜條件 環丙沙星色譜條件如下:色譜柱為 Agilent TC-C18(4.6 mm ×250 mm，5 μm);流動相由乙腈和0.01 mol/L磷酸(用三乙胺調節至pH 3.42)按18∶82(V/V)的比例混合而成;熒光檢測器的激發波長為282 nm，發射波長為452 nm;柱溫30℃;流速1.0 mL/min，進樣量20 μL。

磺胺二甲嘧啶色譜條件如下:色譜柱為Agilent TC-C18(4.6 mm ×250 mm，5 μm);流動相由乙腈和0.017 mol/L磷酸按20∶80(V/V)的比例混合而成;紫外檢測器的檢測波長為267 nm;柱溫30℃;流速 1.0 mL/min，進樣量20 μL。

1.2.4 線性范圍 分別準確稱取環丙沙星、磺胺二甲嘧啶標準品各0.01 g，用適量NaOH助溶，然后用流動相定容至100 mL，配成100 μg/mL的母液，再依次用流動相稀釋成 50.00、10.00、5.00、2.00、1.00、0.50、0.20、0.10、0.05、0.02、0.01 μg/mL的標準溶液用HPLC進行檢測，以濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標做標準曲線，進行回歸分析，分別求出回歸方程和相關系數。

1.2.5 回收率、精密度和最低檢測限 取0.1、1、10 μg/mL三個濃度水平的環丙沙星、磺胺二甲嘧啶標準液各1 mL，分別加入1 g肌肉、鰓、肝臟、腎臟和1 mL血漿五種空白組織中，每個濃度有三個平行，按1.2.2處理樣品后進行HPLC測定，按照公式進行計算:回收率(%)=(實測藥物濃度/理論藥物濃度)×100%。

將上述樣品于一天內分別重復進樣五次和分五天測定，計算3個濃度水平響應值峰面積的變異系數(CV%)，以此衡量方法的精密度。

1.2.6 數據處理 采用DAS2.0藥動學軟件對藥時數據進行分析，并計算主要參數(分布相半衰期t1/2α、消除相半衰期 t1/2β、曲線下面積 AUC、達峰時間 Tmax、峰濃度 Cmax)。

2 結果與分析

2.1 線性范圍 環丙沙星標準液和磺胺二甲嘧啶標準液在0.01～50.00 μg/mL濃度范圍內均有良好的相關性，線性回歸方程分別為YCIP=667.66X+5．0977，R2=0．9997;YSM2=65.534X+3．4462，R2=0.9999。

2.2 回收率、精密度和最低檢測限 實驗條件下，環丙沙星在血漿、肌肉、鰓、肝臟和腎臟中的回收率分別為 88.22% ～99.37%、80.30% ～89.85%、83.67% ～88.72%、88.47% ～95.36%和 84.39% ～97.33%，日內精密度分別為 0.30% ～1.0%、1.15% ～2.18%、1.32% ～2.23%、0.63% ～1.58%和0.77% ～2.01%，日間精密度分別為2.30% ～5.08%、2.25% ～4.72%、2.48% ～4.81%、3.64% ～5.94%和3.81% ～6.45%，本方法的定量檢測限為0.01 μg/mL;磺胺二甲嘧啶在血漿、肌肉、鰓、肝臟和腎臟中的回收率分別為92.88% ～105.30%、65.96% ～83.71%、80.75%～90.58%、88.91% ～98.61%和 90.31% ～97.89%，日內精密度分別為0.28% ～1.15%、1.23% ～2.52%、1.25% ～2.58%、0.89% ～2.02%和0.92% ～2.34%，日間精密度分別為2.31% ～5.34%、2.47% ～3.84%、2.53% ～4.55%、3.34% ～5.62%和3.52% ～5.81%，本方法的定量檢測限為0.02 μg/mL，符合藥物分析的要求。

2.3 環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的藥-時曲線 大菱鲆靜注和口服環丙沙星、磺胺二甲嘧啶后，其血漿、肌肉、鰓、肝臟和腎臟的藥-時曲線分別見圖1-圖4。

2.4 環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的房室模型及藥代動力學參數 大菱鲆分別以20 mg/kg劑量一次性口服和10 mg/kg劑量一次性靜脈注射環丙沙星和磺胺二甲嘧啶后，其藥時數據用DAS2.0軟件進行分析處理，結果表明，口服給藥藥時數據均符合一級吸收二室開放模型，其藥代動力學方程分別為:CCIP=14.811e-0.337t+4.028e-0.063t-18.839e-0.616t、CSM2=64.981e-0.141t+4.59e-0.004t-69.571e-0.19t;靜注給藥的藥時數據均符合無級吸收二室開放模型，其藥代動力學方程分別為:CCIP=21.784e-1.098t+1.514e-0.043t、CSM2=33.028e-5.687t+8.674e-0.013t。口服給藥后主要藥動學參數如表1和表2。

表1 環丙沙星在大菱鲆各組織中的主要藥動學參數比較

表2 磺胺二甲嘧啶在大菱鲆各組織中的主要藥動學參數比較

3 討論

3.1 環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的藥代動力學規律比較

3.1.1 環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的吸收規律 通過本實驗結果可以得出，大菱鲆靜注環丙沙星和磺胺二甲嘧啶后血藥房室模型均符合無級吸收二室開放模型，與環丙沙星靜注健康奶山羊[4]、肉仔雞[10]和磺胺二甲嘧啶靜注豬[22]、星布羅雞[23]、奶山羊[24]的房室模型獲得結果一致，與環丙沙星靜注鯉[5]不同;大菱鲆口服環丙沙星和磺胺二甲嘧啶后血藥房室模型均符合一級吸收二室開放模型，與環丙沙星口服鯉[5]的相同，與大菱鲆[15]、黑鮶[12]、銀鯽[13]、星布羅雞[23]、鯽魚[14]口服磺胺二甲嘧啶的房室模型不同，出現此結果可能是由生活環境因素和種屬差異造成的。

大菱鲆口服環丙沙星和磺胺二甲嘧啶的血藥達峰時間分別為6 h和8 h，大菱鲆口服環丙沙星后血藥達峰時間明顯慢于鯉(0.44 h)[5]、鰻鱺(2.33 h)[6]、豬(1.39 h)[9，16]、犢牛(2.3 h)[16]。大菱鲆口服磺胺二甲嘧啶后血藥達峰時間慢于星布羅雞(5.95 h)[23]，與黑鮶(8 h)[12]相同，而快于鯽魚(9.62 h)[14]。該結果與楊雨輝等[5]報道的喹諾酮類藥物在冷水性魚類體內的的吸收速度較慢是一致的。大菱鲆是冷水性魚類，生活在水溫較低的環境中，所以與其它動物對環丙沙星和磺胺二甲嘧啶的吸收存在差異。

大菱鲆口服環丙沙星和磺胺二甲嘧啶的吸收相半衰期分別為1.125 h和3.647 h，磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的吸收相半衰期長于環丙沙星，且磺胺二甲嘧啶的吸收相半衰期長于黑鮶(1.69 h)[12]、銀鯽(0.665 h)[13]、星布羅雞(0.265 h)[23]、鯽魚(0.782 h)[14]，這說明同一生物體對于不同藥物的吸收速度不同，環丙沙星在大菱鲆體內的吸收速度快于磺胺二甲嘧啶;同時同一種藥物在不同的生物體的吸收速度也不同，磺胺二甲嘧啶在大菱鲆組織中的吸收速度慢于其它動物。

大菱鲆口服環丙沙星后，其生物利用度為60.57% ，低于人(70%)[17]、雞(70.09%)[18]，而高于豬(51.58%)[9]、牛(53%)[16]、馬(6.8%)[19]，這種現象主要是由物種的差異所造成的，大菱鲆口服磺胺二甲嘧啶后，其生物利用度為47.13%，低于環丙沙星在大菱鲆體內的生物利用度，環丙沙星的血漿蛋白結合率較低，且該藥的脂溶性高，導致環丙沙星在大菱鲆體內的吸收度相對較為完全。

3.1.2 環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的分布規律 由表1、2可知，大菱鲆口服環丙沙星和磺胺二甲嘧啶的分布相半衰期分別為2.057 h和4.923 h，大菱鲆口服環丙沙星后，其分布相半衰期高于鯉(0.31 h)[5]、肉仔雞(0.114 h)[10]，環丙沙星分布速度快于磺胺二甲嘧啶。張長坤[24]等報道了在水溫(15±1)℃條件下給大菱鲆(420±20)g以100 mg/kg的劑量灌服磺胺二甲嘧啶后，在血漿中的達峰時間(4 h)、吸收相半衰期(0.919 h)及消除相半衰期(8.8 h)均小于本實驗的結果，且其藥物的清除率0.142 L/(h·kg)，大于本實驗大菱鲆的清除率，大菱鲆的最適生長溫度為(14～17)℃，可能是由于溫度差異造成的;且成魚的代謝速度較快，這與Kasuga報道的噁喹酸在虹鱒上的代謝相同。

環丙沙星口服給藥后，鰓組織首先達到峰值，其次是肝臟，腎臟和肌肉，血漿最后達到峰值，藥物在各個組織中的峰濃度為腎臟＞鰓＞肝臟＞血漿＞肌肉，磺胺二甲嘧啶給藥后鰓和肝臟首先達到峰值，腎臟其次，血漿最后達到峰值，藥物在組織中的含量為血漿＞腎臟＞肌肉＞鰓＞肝臟，說明在同一試驗條件下，不同的藥物在同一生物體內各個組織的分布特征不同。肝臟、鰓和腎臟組織具有豐富的毛細血管而且其滲透性較好，藥物會首先到達這些組織，然后再向其他組織運轉。藥物在鰓組織的濃度較大，由此推出除肝臟和腎臟是魚類的主要排泄器官外，鰓組織也可能是藥物排泄的途徑之一。

3.1.3 環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的消除規律 大菱鲆口服環丙沙星和磺胺二甲嘧啶的消除相半衰期分別為11.028 h和173.407 h，環丙沙星的消除相半衰期遠遠小于磺胺二甲嘧啶，環丙沙星消除速度快于磺胺二甲嘧啶。由表1可知大菱鲆口服環丙沙星后，其消除相半衰期大于鯉(6.47 h)[5]、鯽(4.59 h)[11]、人(3.5 ～ 5.4 h)、犢牛(8 h)、豬(3.1 h)[20]、豬(3.32 h)[9]、犬(4.3 h)[21]，而遠遠小于鰻鱺(34.66 h)[6]，說明口服環丙沙星在大菱鲆體內消除較緩慢。由表2可知，大菱鲆口服磺胺二甲嘧啶后，其消除相半衰期大于黑鮶(19.97 h)[12]、銀鯽(12.961 h)[13]、星布羅雞(6.973 h)[23]、鯽魚(14.834 h)[14]，說明在本實驗條件下，磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的代謝速度較慢，藥物在體內存留的時間較長，同一藥物在不同的生物體內代謝的規律不同。藥物在生物體內的消除速度與藥物本身的理化性質、蛋白質的結合率等因素有關，水產動物代謝藥物的速度與水溫有很大關系，一般情況下水溫越低，代謝速度越慢，大菱鲆是冷水性魚類，生活的環境水溫較低，故環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的消除速率較慢。

環丙沙星在大菱鲆各個組織的消除相半衰期為腎臟＞肝臟＞肌肉＞鰓＞血漿，腎臟和肝臟藥物濃度高且消除相半衰期長，這可能是由于肝臟和腎臟具有很好的滲透性，并且含有比較豐富的血管，所以藥物在這些組織中的含量較高，且持續的時間長，另外值得注意的是鰓組織，給藥后鰓組織首先達到峰值，濃度高于肝臟，消除較快，可以推出鰓可能是魚體排泄藥物的途徑之一。磺胺二甲嘧啶在肝臟、腎臟消除半衰期長于肌肉和鰓，說明藥物自口灌入后首先進入血液和鰓，由血液向其他組織擴散，肝臟從4～72 h組織濃度均小于血漿和肌肉，這與環丙沙星給藥后肝臟濃度大于血漿和肌肉是相反的，磺胺類藥物與乙酰輔酶A結合生成無活性的乙酰化磺胺，本文與有些報道的磺胺類藥物在肝臟中的乙酰化的結論是一致的，這與復方新諾明在鱸魚[25]、磺胺甲噁唑在羅非魚[26]體內的代謝規律相同。

3.2 環丙沙星和磺胺二甲嘧啶給藥方案的探討探討給藥方案主要是確定給藥的劑量和給藥的間隔時間，環丙沙星和磺胺二甲嘧啶在健康大菱鲆體內的消除半衰期分別為11.028 h、173.407 h，給藥間隔一般以一天為宜。給藥劑量與最小抑菌濃度(MIC)、給藥間隔時間和藥代動力學參數有關，環丙沙星對大部分敏感菌MIC低于0.25 mg/L，很少超過1 mg/L;磺胺二甲嘧啶對大部分敏感菌MIC為128 mg/L，根據本實驗單次給藥藥動學參數，通過徐叔云[27]提出的公式計算給藥方案:Css=F×X0/(Vd×K10×τ)，(Css:期望達到的穩態血藥濃度;F:生物利用度;X0:每日給藥劑量;Vd:表觀分布容積;K10:藥物在中央室消除速率;τ:給藥間隔時間)。根據上述公式計算可得，建議口服給藥，環丙沙星按魚體重每次給藥劑量為28.01 mg/kg，每天一次，連續3～5 d，磺胺二甲嘧啶按魚體重每次給藥劑量為18.32 mg/kg，每天一次，連續3～5 d。

[1]張永明.大菱鲆(Scophthlmus maximus)盾纖毛蟲病的病理學觀察及中草藥防治效果研究[D].青島:中國海洋大學，2009.

[2]房文紅，于慧娟，蔡友瓊，等.恩諾沙星及其代謝物環丙沙星在歐洲鰻鱺體內的代謝動力學[J].中國水產科學，2007，14(4):622-629.

[3]方星星，王 群，李 健.復方新諾明和恩諾沙星在兩種水產動物體內的藥物代謝動力學及殘留研究[D].青島:中國海洋大學，2003.

[4]卜仕金，馮淇輝.環丙沙星在健康奶山羊的藥動學及其乳汁和組織濃度[J].中國獸醫學報，1999，19(4):408-411.

[5]楊雨輝，佟恒敏，盧彤巖，等.環丙沙星在鯉體內吸收、代謝和生物利用度[J].水產學報，2003，27(6):582-589.

[6]吳 皓，尹文林，邵健忠，等.環丙沙星在鰻鱺體內的藥代動力學研究[J].黑龍江畜牧獸醫，2004，(6):72-73.

[7]方炳虎，曾振靈，王志強，等.環丙沙星在霉形體性肺炎豬體內的組織藥代動力學研究[J].中國獸醫科技，2007，37(2):176-180.

[8]李英倫.環丙沙星在山羊體內藥代動力學研究[J].四川農業大學學報，1996，14(4):609-612，636.

[9]方炳虎，馮淇輝，陳杖榴，等.環丙沙星在豬體內的生物利用度及藥物動力學[J].中國獸醫學報，1999，19(6):588-590.

[10]謝愷舟，卜仕金，張雨梅，等.肉仔雞靜注和內服環丙沙星(ciprofloxacin)的藥物動力學[J].中國獸醫學報，2002，22(6):617-619.

[11]蔣志偉，王寶安，朱國強，等.鹽酸環丙沙星在鯽魚體內的藥代動力學及組織分布研究[J].江蘇農業研究，1999，20(2):14-16.

[12]孫玉增，張世娟，秦華偉，等.磺胺二甲嘧啶在黑鲪體內的藥物代謝動力學和殘留消除研究[J].中國動物檢疫，2010，27(2):39-41.

[13]艾曉輝，陳正望.磺胺二甲嘧啶在銀鯽體內的藥動學及組織殘留研究[J].淡水漁業，2001，31(6):52-54.

[14]范能全.磺胺二甲嘧啶在鯽魚體內的藥代動力學研究[J].重慶師范大學學報(自然科學版)，2010，27(3):23-26.

[15]張長坤，王茂劍，宮向紅，等.磺胺二甲嘧啶在大菱鲆體內的藥代動力學研究[J].海洋湖沼通報，2010，(2):86-90.

[16]Nouws J F M，Mevius D J，Vree T B，et al.Pharmacokinetics，renel clearance and metabolism of ciprofloxac in following intravenous and oral admisnistration to calves and pigs[J].The Veterinary Quarterly，1988，10(3):156-163.

[17]Vance B K，Guay D R，Rotschafer J C.Clinical pharmacokinctics of ciprofloxaxin[J].Clin Phammcokinet，1990，19(6):434-461.

[18]Atta A H，Sharif L.Pharmacokinetics of ciprofloxacin following intravenous and oral administration in broiler chickens[J].J Vet Pharmacol Therap，1977，(20):326-329.

[19]Dowling P M，Wilsom R C，Tyler J W.Pharmacokinetics of ciprofloxacin in ponies[J].J Vet Pharmacol Therap，1995，(18):7-12.

[20]Bergan T，Dalhoff A，Rohwedder R.Pharmacokinetics of ciprofloxacin[J].Infectoin(Supplement)，1988，(16):S3-S13.

[21]張風琴，宋坤改，林赴田.環丙氟哌酸藥代動力學性能的研究[J].中國抗生素雜志，1991，16(3):203-208.

[22]陳杖榴，盧光志，劉建新.磺胺二甲嘧啶在豬體內的代謝動力學研究[J].華南農業大學學報，1988，(3):46-50.

[23]趙秀然，李愛華，張淵魁.磺胺二甲嘧啶(SM_2)在星布羅雞體內代謝動力學的探討[J].江西農業大學學報，1986，(4):55-60.

[24]扈文杰，李富娥，王建元.磺胺二甲嘧啶在奶山羊體內藥代動力學研究[J].中國獸醫科學，1986，(11):16-18.

[25]方星星，李 健，王 群，等.復方新諾明在花鱸體內的殘留及消除規律[J].海洋科學，2003，27(9):16-20.

[26]袁科平，艾曉輝.磺胺甲噁唑在羅非魚體內的藥代動力學及組織濃度研究[J].水利漁業，2008，28(3):25-27.

[27]徐叔云，卞如濂，陳 修.藥理實驗方法學[M].第3版.北京:人民衛生出版社，2002:699-759.?