基于蒙特卡洛模型的氟羅沙星臨床合理化用藥研究

褚奇星

(平頂山市第一人民醫院藥學部 河南平頂山 467000)

氟羅沙星(fleroxacin)作為第3代喹諾酮類廣譜抗菌藥，具有廣譜、低毒、高效等藥效學及口服吸收良好、組織分布廣泛和半衰期長等藥動學特征[1]，適用于敏感菌所致的呼吸道感染，包括慢性支氣管炎急性發作、輕度或中度獲得性肺炎等。該藥臨床用法主要為200～400 mg，每天1次。本文針對其藥理學作用，在蒙特卡洛模型基礎之上以不同的給藥劑量(200、300、400 mg)，以累計反應分數(cumulative fraction of response，CFR)＞90%的給藥方案研究其治療的合理選擇，最后結合成本 －效益從而優化其臨床合理化應用[2－3]。

1 資料與方法

1.1 研究對象 經平頂山市第一人民醫院倫理委員會批準，選取平頂山地區12名健康受試者，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 入選標準 健康成年人，年齡18～45周歲，受試者體質量和身高均在標準范圍內，血壓、呼吸頻率、腦電圖、凝血功能、血常規、尿常規、乙肝表面抗原(HB-sAg)、腎功能、肝功能、電解質等指標均正常。

1.3 排除標準 既往心、肝、腎及血液系統疾病史或目前正患病者;藥物過敏史或濫用藥物者;實驗前2周內用過其他藥物或者參加過新藥試驗;嗜煙酒者;HB-sAg陽性;篩選中研究者認為有任何不宜參加此項試驗的因素。有以上情況者不列為入選對象。

1.4 試劑及儀器 氟羅沙星片(試驗品)，規格為100 mg/片，批號N059360，日本杏林制藥株社會社。氟羅沙星標準品，含量:99.8%，批號 1409341－201208。莫西沙星標準品(內標物)，含量:99.9%，純度99.6%，拜耳醫藥保健有限公司，批號BXR 5E2A。以上均購自中國藥品食品檢定所。Agilent 1200高效液相色譜儀(Agilent Technologies，Palo Alto，CA，USA);MM－2型快速旋渦振蕩器(江蘇省姜堰市沈高康健生化器具廠)，恒溫真空濃縮儀(Eppendorf AG，德國);臺式高速大容量恒溫離心機(TGL20M－Ⅱ型，湖南凱達科學儀器有限公司)。

1.5 菌株來源 受試菌株共20種500株(平頂山市第一人民醫院當年臨床分離菌株)，包括葡萄球菌屬、大腸桿菌、肺炎桿菌、變形桿菌屬、卡他莫拉菌、志賀菌屬、枸櫞酸菌屬、黏質沙雷氏菌、銅綠假單胞菌、沙門氏菌屬、不動桿菌等。

1.6 給藥方案及藥動學研究

1.6.1 給藥方案 將12名健康志愿者分為3組，受試當天抽取空白靜脈血，早8點每組口服氟羅沙星片0.2、0.3、0.4 g，溫開水送服，清洗期 1 周，進行 3 周實驗。受試者在口服用藥后 1、2、4、6、8、10、12、24、36、48、72 h于肘靜脈取血5 ml，并置于肝素化離心試管中，4 000 r/min 離心 5 min，取上層血漿 500 μl置于－80℃冰箱保存。

1.6.2 血藥濃度測定 色譜條件Zorbax Eclipse XDBC18 柱(15.0 cm ×4.6 mm，5 μm;美國 Agilent公司);預柱為 C18 柱(12.5 cm ×4.6 mm，5 μm;美國 Agilent公司);流動相為乙腈－0.025 mol/L磷酸溶液－三乙胺(20∶80∶0.2，v/v);流速為 1.0 ml/min;進樣量為20 μl;柱溫25℃;檢測波長為298 nm。

1.6.3 血漿樣品前處理 空白血漿500 μl，加入內標莫西沙星20 μl，加入二氯甲烷3 ml，以沉淀蛋白法渦旋混勻，13 000 r/min高速離心后提取下層有機相于真空濃縮儀中揮干，殘渣以流動相200 μl渦旋溶解，取20 μl HPLC－UV進樣分析。

1.7 方法學驗證

1.7.1 專屬性 在上述色譜條件下，按照血藥濃度測定方法，氟羅沙星和內標物莫西沙星的保留時間分別是8.0 min和9.2 min;血漿中內源性物質不干擾氟羅沙星的測定。

1.7.2 標準曲線和定量下限 取5 ml帶塞離心試管7只，分別加入不同濃度的氟羅沙星對照品溶液各10 μl，按“血漿樣品前處理”項下操作，配制成氟羅沙星血漿濃度分別為20、50、100、200、500、1 000 和2 000 μg/L 的樣品，以標準待測物濃度為橫坐標，標準待測物與內標的峰面積比Ai/As為縱坐標，采用1/c2加權，求出標準曲線方程 y=0.001 8x+0.069 4(r2＞0.999 8)，線性范圍20 ～ 2 000 μg/L。定量下限為20 μg/L，S/N=10;以S/N=3作為檢測限。

1.7.3 回收率與精密度 按“血漿樣品預處理”項下方法制備成氟羅沙星低、中、高3個濃度的質控(quality control，QC)樣品，每濃度5個樣本，連續測定3 d，計算質控樣品的檢測濃度，計算方法的準確度(accuracy)與日內、日間精密度(RSD)，均符合相關指導原則要求低于15%。按照標準曲線的制備方法，制備低、中、高3種不同濃度的血漿樣品各5份，進樣分析。記錄氟羅沙星的峰面積(As)及其與內標物的峰面積比值(R)，將測定結果的峰面積(As)與相同濃度標準品溶液直接進樣的峰面積(A)，按公式求算低、中、高3種濃度的提取回收率(3As/2A×100%)。結果顯示，氟羅沙星在血漿中的回收率分別為(89.3±6.5)%、(90.1 ±4.7)%和(86.5 ±3.9)%，符合生物樣品分析要求。

1.8 統計學分析 采用DAS 3.0軟件求算藥動學參數，運用方差分析法對低、中、高劑量用藥組的藥動學參數進行比較。

1.9 蒙特卡洛模型模擬 依據PK－PD模型可知，表示藥物藥動學和藥效學參數MIC之間定量關系的PK－PD指數，是抗菌藥物最佳臨床給藥方案的關鍵。應用蒙特卡洛模型對不同劑量的氟羅沙星(0.2、0.3、0.4 g)進行10 000次模擬的AUC0～24/MIC估計值模擬每個MIC稀釋度的fAUC/MIC＞θ的群體數據時，在藥動學參數服從正態分布的前提下，f服從均勻分布及MIC服從離散分布，此時基于θ值為藥動學－藥效學參數的折點，在模型基礎上求算出各個MIC所能達到的折點θ的比例及累計反應分數CFR，從而達到臨床抗生素最佳給藥方案的CRF＞90%的要求。在此基礎上得出臨床抗生素最佳給藥劑量的選擇，并且有效預防細菌耐藥性的靶值產生。

2 結果

2.1 藥代動力學參數 不同劑量下氟羅沙星人體藥動學參數見表1。方差分析結果表明，低、中、高劑量用藥組氟羅沙星的藥動學參數中半衰期(T1/2)差異無統計學意義(P＞0.05)，藥時曲線下面積濃度AUC0～24、AUC0～∞呈現線性增長，氟羅沙星在人體內符合線性藥物動力學特征。

表1 受試者口服不同劑量氟羅沙星的藥動學參數均值比較

2.2 體外抗菌實驗 氟羅沙星對臨床所分離菌株的MIC如表2所示。不同致病菌或同種致病菌的不同菌株敏感性均有較大差異，不同細菌所需的最低日劑量與細菌的MIC分布存在相關性。

2.3 蒙特卡洛模型模擬 3組受試者口服不同劑量氟羅沙星后AUC0～24/MIC值的累計反應分數如表3，得到不同劑量下(200、300、400 mg)的 AUC0～24/MIC估計值。根據各自的概率分布，以 AUC0～24/MIC≥90%的概率作為預期可獲滿意臨床療效并有效預防細菌耐藥性產生的靶值，不同致病菌 AUC0～24/MIC≥90%所需藥物劑量具有顯著差異。

表2 氟羅沙星對臨床分離菌株的MIC匯總

表3 不同劑量下氟羅沙星對菌株的藥效學累計反應分數(%)

3 討論

在Monte Carlo模擬基礎上確認不同藥物劑量間的藥動學及藥效學關系，從而填補了臨床研究的空白，大大彌補了個體化合理用藥的不足[4－7]。本研究通過對氟羅沙星藥動學分析得出其線性藥動學特點，從而為其結合體外抗菌實驗進行蒙特卡洛模擬提供依據，通過藥動學參數的計算以及體外抗菌實驗MIC的匯總，為蒙特卡洛模擬提供了必要依據。

基于蒙特卡洛模型當以AUC0～24/MIC≥100為靶值時，CFR＞90%以上即為預期可獲得滿意的臨床療效。口服400 mg氟羅沙星所得到的數據顯示，銅綠假單胞桿菌、黏質沙雷氏菌、肺炎克雷伯氏桿菌、肺炎桿菌、大腸桿菌和耐甲氧西林金葡菌等的藥效學累積反應分數均達90%以上，提示在對以上細菌感染進行抗菌藥物氟羅沙星治療時應當按照大劑量給藥方案進行治療。口服300 mg氟羅沙星結果顯示，對黏質沙雷氏菌、大腸桿菌、不動桿菌和甲氧西林敏感金葡菌的藥效學累積反應分數即可達到90%以上;對于卡他莫拉菌和沙門氏菌屬的藥效學累積反應分數要達到90%以上僅需口服200 mg的氟羅沙星即可實現，從而保證臨床抗菌藥物的合理應用以及臨床個體化治療。

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