高子昭，王 榮，趙安鵬 （1.寧夏醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，寧夏 銀川 730000；.中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九四〇醫(yī)院全軍高原醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730050）

近年來(lái)隨著醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展，治療藥物監(jiān)測(cè)愈益成為臨床藥物治療工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是個(gè)體化用藥指導(dǎo)的重要手段之一。治療藥物監(jiān)測(cè)[1]（therapeutic drug monitoring，TDM），其目的是通過(guò)測(cè)定血液中或其他體液中藥物的濃度并利用藥動(dòng)學(xué)的原理相應(yīng)調(diào)整藥物劑量，使給藥方案?jìng)€(gè)體化，以提高藥物的療效，避免或減少毒副反應(yīng)；同時(shí)也為藥物過(guò)量中毒的診斷和處理提供實(shí)驗(yàn)室依據(jù)，簡(jiǎn)而言之就是對(duì)藥物濃度的評(píng)估[2]。藥物治療窗(therapeutic drug window)指藥物產(chǎn)生最小治療效應(yīng)與機(jī)體能耐受的最小中毒反應(yīng)間的血藥濃度范圍，是TDM 的臨床用藥依據(jù)。目前臨床上開(kāi)展TDM 的藥物涉及多種類、多監(jiān)測(cè)方法，但TDM 的治療窗和血樣卻沒(méi)有很好的分析、歸納及總結(jié)。前期課題組研究表明[3-4]，高原環(huán)境對(duì)藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)體的活性及蛋白表達(dá)均有一定的影響，導(dǎo)致高原環(huán)境下藥動(dòng)學(xué)參數(shù)發(fā)生變化，而藥動(dòng)學(xué)參數(shù)是指導(dǎo)臨床合理用藥的重要理論依據(jù)，直接關(guān)系到給藥的劑量及給藥時(shí)間，那么高原低氧環(huán)境對(duì)臨床常用監(jiān)測(cè)藥物的代謝是否會(huì)產(chǎn)生影響?本文將對(duì)臨床上常用的治療監(jiān)測(cè)藥物種類、治療窗、以及檢測(cè)血樣進(jìn)行歸納和總結(jié)，分析高原環(huán)境下對(duì)臨床常用監(jiān)測(cè)藥物代謝的影響，一方面有利于指導(dǎo)臨床合理用藥、毒性反應(yīng)評(píng)估、引導(dǎo)個(gè)體化用藥；另一方面，為本課題組進(jìn)一步研究高原環(huán)境下開(kāi)展TDM 提供理論指導(dǎo)。

1 TDM 藥物種類及治療窗

隨著TDM 研究的不斷深入，王菁等人[5]歸納了臨床上遴選TDM 遵循的八條原則。即行TDM 的藥物具有自身治療指數(shù)低、治療窗窄、毒性較大、非線性藥動(dòng)學(xué)特征和個(gè)體差異較大，以及聯(lián)合用藥時(shí)會(huì)發(fā)生相互作用，導(dǎo)致血藥濃度變化等特點(diǎn)。目前，需TDM 的藥物種類主要包括免疫抑制劑，如他克莫司(FK506)、環(huán)孢霉素(CsA)；抗菌藥，如萬(wàn)古霉素、替考拉寧；平喘藥，如氨茶堿；抗癲癇藥，如丙戊酸(VPA)、卡馬西平(CBZ)、苯巴比妥；心血管系統(tǒng)藥物，如地高辛；抗心律失常藥物，如普魯卡因胺、利多卡因、奎尼?。豢鼓[瘤藥，如甲氨蝶呤(MTX)；抗抑郁藥，如丙咪嗪、阿米替林、碳酸鋰，等等。由于這些藥物個(gè)體差異大，容易在同等劑量出現(xiàn)毒副反應(yīng)或達(dá)不到相應(yīng)的療效，因此，臨床上需要做TDM。使監(jiān)測(cè)藥物的血藥濃度控制在治療窗內(nèi)，是保證患者安全、有效的用藥關(guān)鍵。以下將臨床上常用TDM 藥物的治療窗及血樣進(jìn)行分類(表1)。

表 1 臨床常用治療監(jiān)測(cè)藥物的治療窗

并非所有的藥物都需要做血藥濃度監(jiān)測(cè)，一些有顯著效果指標(biāo)的藥物，如降壓藥(如硝苯地平、厄貝沙坦、卡托普利等)，其臨床的治療效果可以直接通過(guò)測(cè)定患者血壓數(shù)值來(lái)反映降壓的程度，進(jìn)而根據(jù)血壓數(shù)值調(diào)整用藥的劑量；新型廣譜唑類藥物艾沙康唑(isavuconazole)目前也不需要TDM[6]。對(duì)于上述治療窗寬、安全范圍廣的藥物進(jìn)行血藥濃度監(jiān)測(cè)和藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)的研究并沒(méi)有多少實(shí)際意義。

進(jìn)行監(jiān)測(cè)的藥物血樣[7]主要有全血、血漿及血清等，監(jiān)測(cè)血樣的確定主要根據(jù)藥物與血漿蛋白、紅細(xì)胞結(jié)合率，以及游離狀態(tài)來(lái)決定，以便更好的評(píng)價(jià)血藥濃度，指導(dǎo)臨床個(gè)體用藥劑量。當(dāng)藥物主要與血液中紅細(xì)胞結(jié)合時(shí)，監(jiān)測(cè)的血樣一般選擇全血；藥物與血漿蛋白結(jié)合率高時(shí)，主要以游離態(tài)來(lái)發(fā)揮作用時(shí)，選擇血清為監(jiān)測(cè)的血樣結(jié)果會(huì)更加準(zhǔn)確。例如，免疫抑制劑他克莫司、環(huán)孢霉素，監(jiān)測(cè)的血樣為全血，因?yàn)槎鄶?shù)他克莫司與血液中紅細(xì)胞結(jié)合，少數(shù)與血漿中的脂蛋白結(jié)合[8-9]；環(huán)孢霉素也在血漿中與血漿蛋白和紅細(xì)胞的結(jié)合率高[10]。由于他克莫司、環(huán)孢霉素與紅細(xì)胞有較高的結(jié)合率，因此，必須以全血為血樣，以保證監(jiān)測(cè)的濃度結(jié)果更加可靠、準(zhǔn)確、穩(wěn)定，但在測(cè)定全血時(shí)干擾物質(zhì)較多，全血處理也要有嚴(yán)格的要求[雅培公司所產(chǎn)的全自動(dòng)免疫分析儀(型號(hào)：AR i1000SR)在測(cè)定血樣前需加入全血沉淀試劑]；而抗癲癇藥丙戊酸的監(jiān)測(cè)血樣為血清，因?yàn)楸焖?0%～90%處于與血漿蛋白結(jié)合狀態(tài)，主要以游離態(tài)發(fā)揮作用[11]，因此，丙戊酸以血清來(lái)評(píng)價(jià)血藥濃度。研究表明[12]，在血清中加入適量的高豐度蛋白質(zhì)去除試劑乙腈，不僅能夠有效沉淀蛋白，減少對(duì)血藥濃度的影響，還能減弱加入內(nèi)標(biāo)提取液引起的乳化現(xiàn)象，使臨床監(jiān)測(cè)更加簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)。

2 高原環(huán)境對(duì)TDM 藥物代謝的影響

高原環(huán)境具有低氧、低溫、低氣壓、高輻射等基本特點(diǎn)，其中低氧是影響藥物代謝的主要因素，低氧環(huán)境中藥物蛋白結(jié)合率、器官血流量、代謝酶及轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)及功能均會(huì)發(fā)生變化[13-14]。而這些變化會(huì)導(dǎo)致高原環(huán)境下藥動(dòng)學(xué)參數(shù)的改變，而藥動(dòng)學(xué)參數(shù)是指導(dǎo)臨床合理用藥的重要理論依據(jù)，直接關(guān)系到給藥的劑量及間隔。TDM 藥物的代謝與血漿蛋白結(jié)合率、局部器官的血流量、代謝酶及轉(zhuǎn)運(yùn)體有直接的關(guān)系，也就是說(shuō)高原環(huán)境的特殊性對(duì)TDM 代謝也會(huì)有很大的影響，這些因素影響會(huì)使TDM 藥物的血藥濃度發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致藥動(dòng)學(xué)參數(shù)發(fā)生變化，使高原人群的用藥劑量存在風(fēng)險(xiǎn)。因此探究高原環(huán)境下TDM 代謝發(fā)生的變化，對(duì)保證高原人群安全、合理、有效的用藥具有重大意義。

2.1 高原環(huán)境對(duì)TDM 血漿蛋白結(jié)合率的影響

藥物與血漿蛋白結(jié)合率是影響藥物在體內(nèi)分布的重要因素，蛋白結(jié)合率高的藥物在體內(nèi)消除慢，作用維持時(shí)間長(zhǎng)。藥物進(jìn)入循環(huán)后首先與血漿蛋白成為結(jié)合型藥物，未被結(jié)合的藥物稱為游離型藥物，兩種類型的藥物處于動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)，僅游離型藥物才能轉(zhuǎn)運(yùn)到作用部位產(chǎn)生藥理效應(yīng)。藥物的血漿蛋白結(jié)合率會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)體對(duì)藥物的分布、排泄和代謝，從而影響藥物作用強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，加大了不良反應(yīng)的發(fā)生率。高原環(huán)境對(duì)不同藥物的血漿蛋白結(jié)合率具有不同的影響。如呋塞米、美托洛爾的蛋白結(jié)合率無(wú)顯著性差異；而醋甲唑胺、普萘洛爾蛋白結(jié)合率顯著性增高[15]。

臨床上常用的監(jiān)測(cè)藥物種類多，不同藥物在高原環(huán)境中血漿蛋白結(jié)合率不同，導(dǎo)致藥物臨床藥效不同。課題組前期研究表明[16]，監(jiān)測(cè)藥物氨茶堿平原組與高原組Wistar 大鼠血漿蛋白結(jié)合率分別為37.05%和74.17%，急進(jìn)高原組的血漿蛋白結(jié)合率比平原組顯著高37.12%，具有較高的血漿蛋白結(jié)合率，導(dǎo)致藥物的濃度增大，體內(nèi)駐留時(shí)間縮短，若按照平原給藥的標(biāo)準(zhǔn)很有可能發(fā)生不良反應(yīng)。高原環(huán)境對(duì)TDM 藥物的血漿蛋白結(jié)合率的影響會(huì)使體內(nèi)藥物濃度發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致TDM 藥動(dòng)學(xué)參數(shù)的變化。

2.2 高原環(huán)境對(duì)局部器官血流量的影響

人體臟器的血流量分布以肝最多，腎、腦、脾、心次之。肝是代謝藥物的主要場(chǎng)所，進(jìn)入高原機(jī)體對(duì)器官的血流增多，紅細(xì)胞對(duì)血管的黏附也增強(qiáng)[17]，血液黏稠度會(huì)增高，腎血流量減少，尿量減少，導(dǎo)致藥物在體內(nèi)的蓄積；脾是重要的免疫器官，其血流量顯著增加到6.70±1.84(P＜0.01)[18]，使脾臟過(guò)負(fù)荷，導(dǎo)致脾腫大生理功能下降。

高原環(huán)境對(duì)器官血流量的影響，導(dǎo)致TDM 藥物的排泄發(fā)生變化。如地高辛在體內(nèi)消除主要是以原型藥經(jīng)腎小球?yàn)V過(guò)或腎小管分泌排泄，尿中排出量為用量的50%～70%，僅約10%左右在肝代謝，另有7%左右處于腸肝循環(huán)。因此，高原環(huán)境中，地高辛經(jīng)尿液的排出量減少，造成其在體內(nèi)造成大量的蓄積，毒副作用也隨之產(chǎn)生，即主要經(jīng)腎排泄的TDM 藥物(VPA、苯巴比妥)，在高原低氧的狀態(tài)下應(yīng)對(duì)可能產(chǎn)生的毒副反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止不良反應(yīng)的發(fā)生。高原環(huán)境對(duì)器官血流量產(chǎn)生的影響，導(dǎo)致TDM 藥物的排泄發(fā)生改變。

2.3 高原環(huán)境對(duì)TDM 代謝酶的影響

大多數(shù)藥物代謝主要在肝臟中進(jìn)行，肝細(xì)胞中的藥物代謝酶會(huì)參與藥物的代謝，肝臟微粒體酶系(細(xì)胞色素P450 酶系)是促進(jìn)藥物轉(zhuǎn)化的主要酶系統(tǒng)。CYP450 酶系是一個(gè)基因超家族，臨床中90%以上經(jīng)肝臟代謝的藥物是經(jīng)過(guò)CYP450 酶系亞酶代謝的，已有大量研究表明高原低氧導(dǎo)致酶的活性或表達(dá)降低，影響機(jī)體對(duì)大部分藥物的生物轉(zhuǎn)化率及清除率，減緩藥物在體內(nèi)的代謝，可能增加藥物的毒副作用。

治療監(jiān)測(cè)藥物的代謝也需要代謝酶的參與。如免疫抑制劑、環(huán)孢霉素主要通過(guò)CYP3A4 和CYP3A5 代 謝[19-20]；氨茶 堿 通 過(guò)CYP1A2 代 謝[21]；抗癲癇藥丙戊酸的代謝過(guò)程受到尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶(UGT 酶)和細(xì)胞色素酶(CYP)影響[22]；苯巴比妥在肝臟中主要被CYP2C9 代謝，而CYP2C19 和CYP2E1 代謝較少[23]。課題組前期研究表明[3-4,24-25]，在高原低氧環(huán)境中，上述藥物的代謝亞酶CYP3A4、CYP3A5、CYP1A2、CYP2C9 及UGT 的mRNA 與蛋白表達(dá)均下降，導(dǎo)致酶活性降低，這會(huì)使體內(nèi)TDM 藥物的代謝減慢，半衰期延長(zhǎng)，甚至使體內(nèi)的藥物濃度過(guò)大，造成藥物及其代謝物在體內(nèi)的大量蓄積，直接關(guān)系到患者用藥的劑量及間隔。因此，高原環(huán)境對(duì)不同代謝酶的影響，TDM 藥物的代謝參數(shù)也將發(fā)生變化。

2.4 高原環(huán)境對(duì)TDM 轉(zhuǎn)運(yùn)體的影響

藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體是轉(zhuǎn)運(yùn)藥物透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入體內(nèi)和產(chǎn)生藥效的關(guān)鍵因素，其廣泛分布在小腸絨毛上皮細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞，其在藥物代謝的各個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。同一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)體可在多個(gè)正常器官和組織中表達(dá)，而同一個(gè)組織和器官也可表達(dá)多個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)體。藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體分兩類：ABC 族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和SLC 族載體轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。P-糖蛋白(P-gp)是人體重要的ABC 族外運(yùn)蛋白，其存在于肝、腎、小腸、胎盤(pán)屏障和血腦屏障等組織器官中，其主要功能是將藥物攝取或外排出細(xì)胞，從而影響體內(nèi)代謝的各個(gè)過(guò)程。Rohwer 等[26]總結(jié)了不同腫瘤細(xì)胞中P-gp 的變化，發(fā)現(xiàn)低氧誘導(dǎo)因子使轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白高表達(dá)，從而影響化療藥物的療效。本課題組[4,27-28]研究了高原實(shí)地低氧環(huán)境中大鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)體的變化情況，高原低氧組小腸組織中P-gp mRNA 與蛋白的相對(duì)表達(dá)水平分別下調(diào)50.80%和71.30%(P＜0.05)，高原低氧會(huì)導(dǎo)致小腸中P-gp的表達(dá)下調(diào)，使其底物的外排減少，增加其底物在腸道的吸收；肝臟中P-gp mRNA 與蛋白的相對(duì)表達(dá)量分別上調(diào)了1.15 倍和1.33 倍；腎臟中分別上調(diào)了49.0%和1.83 倍；高原組(海拔4 010 m)與平原組比，大鼠血腦屏障（BBB）組織中P-gp mRNA與蛋白相對(duì)表達(dá)量分別顯著上調(diào)了2.18 倍和2.58倍(P＜0.05)，隨著表達(dá)量的升高，介導(dǎo)藥物的外排增多，進(jìn)入腦內(nèi)的藥量減少，療效減弱。這些研究表明高原低氧條件下各組織中P-gp 表達(dá)量均會(huì)發(fā)生明顯的變化，影響藥物在體內(nèi)各組織的轉(zhuǎn)運(yùn)，代謝發(fā)生變化。

臨床常用TDM：他克莫司、環(huán)孢霉素、卡馬西平、丙戊酸都是P-gp 的底物藥物[29]，也會(huì)受到高原環(huán)境的影響，導(dǎo)致藥物在不同組織中發(fā)生不同的變化。如，抗癲癇藥丙戊酸、苯巴比妥、卡馬西平需要通過(guò)血腦屏障來(lái)發(fā)揮作用，高原環(huán)境會(huì)使這類藥物進(jìn)入腦內(nèi)的藥量減少、導(dǎo)致藥效大大減弱。如果沿用平原的給藥標(biāo)準(zhǔn)那么很有可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期療效。因此，必要研究TDM 藥物在高原低氧環(huán)境下的代謝變化，保證高原人群用藥安全性和有效性。

2.5 高原環(huán)境中TDM 藥代參數(shù)的改變

高原環(huán)境對(duì)器官血流量及藥物血漿蛋白結(jié)合率、代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)體的活性及蛋白表達(dá)均有一定的影響，這些將導(dǎo)致高原環(huán)境下藥動(dòng)學(xué)參數(shù)發(fā)生變化，而藥動(dòng)學(xué)參數(shù)是臨床用藥劑量及間隔的重要依據(jù)。如大鼠灌胃給予氨茶堿劑量為3.6 mg/200 g，高原組氨茶堿體內(nèi)消除減慢、Tmax顯著減小(高原組0.44±0.191；平原組0.887±0.196)，藥物半衰期和滯留時(shí)間延長(zhǎng)(高原組2.944±0.694；平原組2.365±0.448)，Cmax增大到1.22 倍，AUC 增到1.35 倍[20]。這些表明氨茶堿在高原低氧環(huán)境中生物利用度升高，那么人體中其用藥劑量應(yīng)適當(dāng)?shù)慕档?，防止體內(nèi)濃度過(guò)高。若明確高原環(huán)境下TDM 藥物的藥代參數(shù)，用藥的劑量也會(huì)有所明確，以確保TDM 藥物的療效。

3 總結(jié)與展望

高原低氧環(huán)境中不僅使器官的血流量發(fā)生改變，而且嚴(yán)重影響TDM 血漿蛋白結(jié)合率、代謝酶和藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體，使監(jiān)測(cè)血藥濃度值存在誤差；藥動(dòng)學(xué)參數(shù)也會(huì)發(fā)生改變，而藥代參數(shù)的改變會(huì)導(dǎo)致TDM 劑量受到影響。目前，TDM 的監(jiān)測(cè)及代謝研究多在低海拔地區(qū)進(jìn)行，而高原低氧環(huán)境下TDM的代謝鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。高原人群TDM 的用藥劑量及間隔是否可以沿用平原用藥標(biāo)準(zhǔn)?因此，高原環(huán)境下TDM 藥物代謝是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，更是臨床有效性和安全性用藥的重要前提。解決這問(wèn)題將為高原臨床治療監(jiān)測(cè)藥物提供參考，在保證高原人群合理用藥、減少毒副反應(yīng)發(fā)生、提高生活質(zhì)量等方面具有重大意義。