惡性腫瘤患者多西他賽群體藥動(dòng)學(xué)模型的建立及驗(yàn)證Δ

王君萍，吳正宇，婁志霞，姚媛，吳婷婷，胡宗濤#（.中國(guó)科學(xué)院合肥腫瘤醫(yī)院藥學(xué)中心，合肥 3003；.中國(guó)科學(xué)院合肥腫瘤醫(yī)院腹部腫瘤中心，合肥 3003）

多西他賽是學(xué)者在20世紀(jì)80年代合成紫杉醇時(shí)發(fā)現(xiàn)的半合成產(chǎn)物，較紫杉醇具有更強(qiáng)的微管蛋白結(jié)合能力，被廣泛應(yīng)用于局部晚期或轉(zhuǎn)移性乳腺癌和非小細(xì)胞肺癌、激素難治性轉(zhuǎn)移性前列腺癌、既往未接受過(guò)化療的晚期胃腺癌（包括胃食管結(jié)合部腺癌）的臨床治療[1-2]。多西他賽的臨床使用劑量主要通過(guò)患者的體表面積（body surface area，BSA）來(lái)設(shè)計(jì)[2]，但實(shí)踐表明，該藥的個(gè)體藥動(dòng)學(xué)參數(shù)差異較大且治療窗狹窄，加之其藥動(dòng)學(xué)參數(shù)與療效和毒性反應(yīng)密切相關(guān)，使得其對(duì)不同患者的療效和不良反應(yīng)差異明顯[3]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者借助群體藥動(dòng)學(xué)（population pharmacokinetics，PPK）模型，設(shè)定多西他賽血藥濃度-時(shí)間曲線下面積（area under concentration-time curve，AUC）的范圍為2.5～3.7 mg·h/L，并用以指導(dǎo)乳腺癌患者的臨床治療；同時(shí)臨床實(shí)踐顯示，與基于BSA的用藥劑量相比，以AUC指導(dǎo)多西他賽個(gè)體化用藥的劑量偏差更小，患者毒性反應(yīng)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)更低[4-5]。然而，當(dāng)學(xué)者們?cè)噲D將這些PPK模型外推到其他地區(qū)腫瘤患者群體時(shí)，模型的可預(yù)測(cè)性往往不清楚，故有必要建立一種適宜于本地區(qū)腫瘤患者的PPK模型。基于此，本研究通過(guò)收集我院腫瘤患者應(yīng)用多西他賽后的血藥濃度數(shù)據(jù)（我院為省級(jí)腫瘤專(zhuān)科醫(yī)院，樣本數(shù)據(jù)具有地方代表性），建立該藥的PPK模型，估算其清除率（clea-rance，CL）和表觀分布容積（apparent distribution volume，Vd）等參數(shù)，初步探討多西他賽血藥濃度的影響因素，為臨床個(gè)體化用藥提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

本方案經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核通過(guò)，批件號(hào)為PJ-KY2022-010。本研究納入標(biāo)準(zhǔn)包括：（1）經(jīng)病理學(xué)檢查確診為惡性腫瘤且接受含多西他賽的3周化療方案治療；（2）預(yù)期生存期＞6個(gè)月；（3）卡氏評(píng)分（Karnofsky performance scale，KPS）＞70分；（4）化療前血常規(guī)檢查正常；（5）化療前丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、總膽紅素（total bilirubin，TBIL）、血清肌酐（serum creatinine，Scr）均不高于3倍正常值上限；（6）無(wú)明顯影響多西他賽體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)行為的聯(lián)合用藥（如環(huán)孢素、特非那定等）。排除標(biāo)準(zhǔn)包括：（1）合并相關(guān)指標(biāo)明顯異常且控制不佳的心血管疾病患者；（2）妊娠期和哺乳期婦女；（3）有明顯多西他賽化療禁忌證或因不能耐受而終止化療者。

回顧性分析我院2019年6月-2021年12月收治的符合上述標(biāo)準(zhǔn)的腫瘤患者的臨床資料，收集其年齡、身高、體質(zhì)量、BSA、KPS、性別和化療前AST、ALT、TBIL、總蛋白（total protein，TP）、白蛋白（albumin，ALB）、堿性磷酸酯酶、乳酸脫氫酶、Scr水平等指標(biāo)。

1.2 多西他賽給藥方案與血藥濃度測(cè)定

1.2.1 給藥方案 參照原發(fā)腫瘤的相關(guān)治療指南推薦[6-9]，所有患者均接受以多西他賽為主的3周化療方案。多西他賽注射液（江蘇奧賽康藥業(yè)股份有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字H20064301，規(guī)格0.5 mL∶20 mg）劑量為60～75 mg/m2，靜脈滴注1 h，每3周重復(fù)1次。

1.2.2 多西他賽血藥濃度檢測(cè)及數(shù)據(jù)收集 匯總患者使用多西他賽的具體劑量、滴注開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間等信息。患者外周血（2 mL）樣品分別采集于多西他賽靜脈滴注結(jié)束前10 min和滴注結(jié)束后60 min，經(jīng)抗凝、離心后分離上層血漿，采用免疫比濁法以CS-600B型全自動(dòng)生化儀、My Docetaxel多西他賽測(cè)定試劑盒（均購(gòu)自江蘇長(zhǎng)星醫(yī)療科技有限公司）測(cè)定患者的多西他賽血藥濃度。收集患者的血藥濃度數(shù)據(jù)，用于后續(xù)研究。

1.3 PPK模型建立

采用NONMEM 7.5軟件以非線性混合效應(yīng)模型（nonlinear mixed effect model，NONMEM）法構(gòu)建多西他賽的PPK模型，使用R語(yǔ)言V3.4軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。

1.3.1 已有PPK模型驗(yàn)證 根據(jù)已報(bào)道的多西他賽PPK模型[10-14]，選擇模型中的協(xié)變量（“1.1”項(xiàng)下年齡、身高等指標(biāo)），對(duì)我院患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。

1.3.2 結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建 選取我院接受多西他賽化療的患者的血藥濃度數(shù)據(jù)，參考相關(guān)文獻(xiàn)以三室模型為基礎(chǔ)建模[10-11]。

1.3.3 固定效應(yīng)模型構(gòu)建 匯總患者年齡、體質(zhì)量、身高、BSA、KPS、TP、ALB、TBIL、AST、ALT、堿性磷酸酯酶、乳酸脫氫酶、Scr等指標(biāo)，參照張國(guó)偉等[14]建立的模型，采用“向前納入、向后剔除”法篩選對(duì)CL有一定影響的協(xié)變量：在向前納入的過(guò)程中，于加入某一固定效應(yīng)因素后計(jì)算其目標(biāo)函數(shù)值（objective function value，OFV）和目標(biāo)函數(shù)變化值（ΔOFV，即前一模型OFV與后一模型OFA的差值），若ΔOFV（以絕對(duì)值判斷，下同）＞3.84（P＜0.05），則將該因素加入模型；在納入所有ΔOFV＞3.84的指標(biāo)后，采用向后剔除法逐一剔除納入的指標(biāo)，若ΔOFV＞6.64（P＜0.01）時(shí)，認(rèn)為對(duì)應(yīng)因素有顯著意義，予以保留，反之則剔除，獲得最終回歸模型。

1.3.4 隨機(jī)效應(yīng)模型構(gòu)建 采用加和型模型、比例型模型、指數(shù)型模型，對(duì)個(gè)體間變異和個(gè)體內(nèi)變異進(jìn)行建模，以赤池信息量準(zhǔn)則（Akaike information criterion，AIC）值最小的原則，選擇擬合效果較好的隨機(jī)效應(yīng)模型[15]。

1.3.5 模型驗(yàn)證 采用Bootstrap法進(jìn)行最終模型的驗(yàn)證，從原始數(shù)據(jù)集中重復(fù)隨機(jī)抽樣，生成一個(gè)重采樣樣本，該樣本與原始樣本大小一致。本研究生成了1 000個(gè)重采樣樣本，且最終模型與1 000個(gè)重采樣樣本重復(fù)擬合。將最終模型估計(jì)的參數(shù)預(yù)測(cè)值及95%置信區(qū)間與從Bootstrap法獲得的參數(shù)中位值及95%置信區(qū)間進(jìn)行比較，同時(shí)將實(shí)測(cè)值作為因變量，繪制因變量-群體預(yù)測(cè)值（dependent variable-predicted value，DV-PRED）、因變量-個(gè)體預(yù)測(cè)值（dependent variable-individual predicted value，DV-IPRED）擬合優(yōu)度圖和條件加權(quán)殘差-預(yù)測(cè)值（conditional weighted residuals-predicted values，CWRES-PRED）診斷圖，以評(píng)估預(yù)測(cè)偏差[15]。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

本研究共納入我院132例腫瘤患者化療期間的264個(gè)血藥濃度實(shí)測(cè)值。132例患者中，肺惡性腫瘤有16例，乳腺惡性腫瘤有31例，胃惡性腫瘤有8例，鼻咽惡性腫瘤有11例，賁門(mén)惡性腫瘤有13例，食管惡性腫瘤有28例，宮頸及卵巢惡性腫瘤有21例，其他腫瘤有4例。132例患者的基本資料見(jiàn)表1。

表1 132例患者的基本資料

2.2 已報(bào)道模型的模擬結(jié)果

使用Onoue等[12]和張國(guó)偉等[14]建立的模型（下文簡(jiǎn)稱(chēng)模型1、模型2）對(duì)我院腫瘤患者多西他賽血藥濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較[即以模型個(gè)體預(yù)測(cè)值為橫坐標(biāo)、因變量（實(shí)測(cè)值）為縱坐標(biāo)繪制DV-IPRED擬合優(yōu)度圖]，結(jié)果見(jiàn)圖1（圖中，位于對(duì)角線上的圓點(diǎn)表示預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相同，下同）。由圖1可知，所建模型的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值差距較大，可能與受試患者不同種族或地區(qū)有關(guān)。可見(jiàn)，模型1、模型2無(wú)法用于預(yù)估本地區(qū)腫瘤患者多西他賽的臨床劑量。

圖1 已報(bào)道模型的模擬結(jié)果

2.3 固定效應(yīng)模型的構(gòu)建結(jié)果

采用“向前納入、向后剔除”法考察對(duì)CL有一定影響的協(xié)變量，具體篩選流程見(jiàn)表2。由表2可知，Scr、TBIL對(duì)患者多西他賽的CL均有顯著影響（P＜0.01），故將Scr、TBIL納入最終模型。

表2 模型的篩選流程

2.4 隨機(jī)效應(yīng)模型的構(gòu)建結(jié)果

本研究對(duì)個(gè)體間變異、個(gè)體內(nèi)變異進(jìn)行考察，結(jié)果顯示，個(gè)體間變異采用指數(shù)型模型、個(gè)體內(nèi)變異采用比例型模型的效果較好。隨機(jī)效應(yīng)模型如下：

式中，CLi為個(gè)體清除率；CL’為清除率的群體典型值；ηCLi是均值為0、方差為ω2的個(gè)體間變異；Cob為實(shí)測(cè)值；Cp為某實(shí)測(cè)值對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值，εij是均數(shù)為0、方差為σ2的個(gè)體內(nèi)變異。

各參數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。Bootstrap分析的結(jié)果與所建模型的模擬結(jié)果接近，說(shuō)明模型較為穩(wěn)定、可靠[15]；最終估算得多西他賽的V為7.38 L，CL群體典型值為37.82 L/h。

表3 多西他賽最終模型PPK參數(shù)預(yù)測(cè)值及Bootstrap分析結(jié)果

2.5 最終模型的構(gòu)建結(jié)果

采用“向前納入、向后剔除”法得到CL的最終回歸模型如下：

式中，CLj為個(gè)體清除率，CL為清除率的群體典型值；Scr為患者Scr水平，TBIL為患者TBIL水平，63與10.3分別為Scr和TBIL水平的中位值。根據(jù)上述最終模型，使用NONMEM法估算得多西他賽CL的群體典型值為37.82 L/h。

2.6 模型的驗(yàn)證結(jié)果

由表2可知，Bootstrap法所獲參數(shù)與原模型參數(shù)接近。通過(guò)所建最終模型計(jì)算得到個(gè)體預(yù)測(cè)值、群體預(yù)測(cè)值，并繪制DV-IPRED擬合優(yōu)度圖（圖2）、DV-PRED擬合優(yōu)度圖（圖3）和CWRES-PRED診斷圖（圖4）。由圖2、圖3可知，預(yù)測(cè)值均勻地分布在對(duì)角線的兩側(cè)；由圖4可知，多數(shù)圓點(diǎn)集中在-2～2，提示擬合效果較好[15]。上述模型驗(yàn)證結(jié)果表明，所建模型穩(wěn)定、可靠，且預(yù)測(cè)效果較好。

圖2 DV-IPRED擬合優(yōu)度圖

圖3 DV-PRED擬合優(yōu)度圖

圖4 CWRES-PRED診斷圖

3 討論

目前，國(guó)內(nèi)多家醫(yī)院開(kāi)展了多西他賽血藥濃度監(jiān)測(cè)，并利用AUC來(lái)評(píng)估藥物的療效和安全性，但實(shí)踐結(jié)果顯示，在相同的給藥劑量下，不同患者體內(nèi)多西他賽AUC的個(gè)體差異可達(dá)7倍，CL的個(gè)體差異可達(dá)10倍[16-18]，這使得該藥對(duì)不同患者的療效或毒副作用差異巨大。血藥濃度監(jiān)測(cè)能夠反映多西他賽暴露的個(gè)體差異[19]，且這種個(gè)體差異除與療效和安全性有關(guān)外，可能還與部分藥動(dòng)學(xué)參數(shù)有關(guān)，尤其是AUC和CL[19-20]。PPK主要基于模型的方法來(lái)研究藥物與機(jī)體的相互作用，可定量分析特定群體中血藥濃度的影響因素，并能夠利用散在臨床數(shù)據(jù)將影響藥物藥動(dòng)學(xué)行為的各種因素納入考量，研究患者各參數(shù)的變異情況，以動(dòng)態(tài)調(diào)整藥物的劑量，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療[21-22]。NONMEM法是PPK研究的主流方法，能區(qū)別藥動(dòng)學(xué)參數(shù)的變異來(lái)源，可統(tǒng)一考察多個(gè)固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)，求得PPK參數(shù)；同時(shí)，其可通過(guò)反饋血藥濃度來(lái)估算個(gè)體藥動(dòng)學(xué)參數(shù)，從而指導(dǎo)臨床個(gè)體化給藥。隨著藥動(dòng)學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，PPK已被廣泛地用于臨床治療，成為個(gè)體化給藥方案優(yōu)化、治療藥物監(jiān)測(cè)以及新藥臨床評(píng)價(jià)的重要手段[23]。考慮到CL是反映藥物代謝特征的重要藥動(dòng)學(xué)參數(shù)，本研究通過(guò)NONMEM法成功建立了多西他賽的PPK模型，該模型充分描述了該藥在本地區(qū)腫瘤患者群體中的藥動(dòng)學(xué)行為，并估算出多西他賽的CL群體典型值為37.82 L/h，與Bruno等[11]、Engels等[24]的研究結(jié)果接近。

有研究顯示，多西他賽的代謝受患者年齡和肝腎功能的影響，藥動(dòng)學(xué)參數(shù)的差異與患者肝腎功能的受損程度有著直接的關(guān)系，患者ALT、TBIL水平升高可降低多西他賽的CL，從而引發(fā)嚴(yán)重的不良反應(yīng)[25]。而本研究建立的PPK模型顯示，患者年齡、性別等固定效應(yīng)因素對(duì)多西他賽的CL均無(wú)顯著影響，而Scr、TBIL水平與多西他賽的CL顯著相關(guān)。相關(guān)研究表明，較高的TBIL和Scr水平可導(dǎo)致藥物代謝減慢、CL降低、AUC增大、不良反應(yīng)發(fā)生率升高[12，25]，本文結(jié)果與之基本一致。此外，有研究指出，多西他賽主要在肝臟內(nèi)經(jīng)細(xì)胞色素P450（cytochrome P450，CYP）酶亞型3A4（CYP3A4）的作用與靶蛋白結(jié)合，70%以上的藥物轉(zhuǎn)化為無(wú)活性的代謝產(chǎn)物，通過(guò)膽汁和腸道中的P-糖蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)后以糞便的形式排出體外，另有10%從尿液中排出，僅有少數(shù)以原型排出[26]；有文獻(xiàn)證實(shí)，肝功能受損者多西他賽的CL低于肝功能正常者，導(dǎo)致這種差異的原因可能與肝臟CYP3A4代謝酶活性有關(guān)[27]。上述研究結(jié)果提示，臨床使用多西他賽時(shí)需考慮患者的肝腎功能。

綜上所述，本研究成功建立了針對(duì)本地區(qū)腫瘤患者的多西他賽PPK模型，該模型穩(wěn)定，可較好地反映多西他賽在腫瘤患者中的PPK特征；同時(shí)，本研究結(jié)合影響多西他賽體內(nèi)消除的主要因素（Scr、TBIL）初步估算出多西他賽CL群體典型值為37.82 L/h，為臨床個(gè)體化給藥方案的制訂和優(yōu)化提供了參考。但本研究存在以下不足：首先，本研究?jī)H探討了TBIL和Scr對(duì)多西他賽藥動(dòng)學(xué)參數(shù)的影響，加之這2個(gè)指標(biāo)與療效、安全性的具體機(jī)制及臨床意義尚未闡明，故仍需進(jìn)一步研究。其次，本研究為回顧性研究，并未對(duì)符合入組條件的患者進(jìn)行肝藥酶基因多態(tài)性檢測(cè)，因此無(wú)法直接證實(shí)肝藥酶基因多態(tài)性的影響。最后，由于本研究的樣本量較小、采血點(diǎn)有限，因此需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行多中心研究，開(kāi)展多西他賽PPK和藥效學(xué)研究，以獲得更多真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，從而更加合理地指導(dǎo)臨床用藥。