陳 鑫，王曉雪，唐 坤，李 江，陳文倩，秦 偉，張 丹，李朋梅，張相林#

(1.中日友好醫(yī)院藥學(xué)部，北京 100029； 2.桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院藥學(xué)部，廣西 桂林 541001)

1 概述

環(huán)孢素A(cyclosporine A，CsA)是由8種氨基酸組成的環(huán)狀11肽，是一種強(qiáng)有效的鈣調(diào)神經(jīng)蛋白免疫抑制劑[1]。在臨床上，CsA常被用于預(yù)防腎、肝、心臟和肺等器官移植患者及骨髓移植后患者的排斥反應(yīng)[2-3]；也被用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等自身免疫性疾病[4]。但CsA的不良反應(yīng)較多，使用時(shí)需要進(jìn)行治療藥物監(jiān)測(cè)。

2 CsA的體內(nèi)轉(zhuǎn)化與個(gè)體差異

CsA主要由胃腸道中肝藥酶CYP3A家族中的CYP3A4、CYP3A5代謝[5-6]。從尿液或膽汁中分離得到的代謝物仍然是環(huán)狀多肽，其數(shù)量已超過30種[7-8]。CsA發(fā)生單一氨基酸的羥基化或N-去甲基化生成初級(jí)代謝物[9]。主要的初級(jí)代謝物有3種，親脂性最接近CsA的AM4N為4號(hào)氨基酸(4-AA)發(fā)生N-去甲基化；醚溶性的AM1為1-AA羥基化；AM9為9-AA羥基化。初級(jí)代謝物進(jìn)一步發(fā)生環(huán)化、羥基化和氧化等，生成次級(jí)代謝物[10]。AM1環(huán)化得到AM1c，9-AA羥基化得到AM19；AM19及AM1c9可由AM1及AM1c經(jīng)9-AA羥基化生成。AM9、AM1的4-AA發(fā)生N-去甲基化得到AM4N9、AM14 N。AM1氧化得到AM1A。CsA及其主要代謝物的結(jié)構(gòu)見圖1、表1；CsA主要代謝物的轉(zhuǎn)化路徑見圖2。

在自身免疫性疾病患者體內(nèi)，AM1和AM4N的血藥濃度分別為CsA的35%和4.5%[11]。AM1在腎移植患者體內(nèi)的血液濃度約為CsA的7倍[12]；在肝移植患者血液中的平均谷濃度為CsA的174%[13]。AM9在腎移植、肝移植和心臟移植患者血液中的濃度相近，約為CsA的50%～60%[14]。AM1的血藥濃度受疾病和移植類型的影響更顯著，個(gè)體差異大。

圖1 CsA及其主要代謝物的結(jié)構(gòu)

圖2 CsA主要代謝物的轉(zhuǎn)化路徑

表1 CsA及其主要代謝物的結(jié)構(gòu)

注：1MeBmt表示1號(hào)氨基酸(4R)-4[(E)-2-丁烯基]-4,N-二甲基-L-蘇氨酸

Note：1MeBmt means amino acid No.1 (4R)-4[(E)-2-butenyl]-4,N-dimethyl-L-threonine

CsA及其代謝物主要通過膽汁清除[15]。利福平、苯妥英和苯巴比妥等酶誘導(dǎo)劑可促進(jìn)CsA的轉(zhuǎn)化，使CsA濃度降低而其代謝物濃度升高[16]。酮康唑等酶抑制劑則可使CsA轉(zhuǎn)化減少，CsA濃度升高，CsA代謝物生成減少，且對(duì)次級(jí)代謝物的生成抑制更顯著[17]。

CYP3A4在CsA的代謝過程中占據(jù)主導(dǎo)地位，可催化3種主要的初級(jí)代謝物形成[18]；而CYP3A5只能催化AM9產(chǎn)生較可觀的數(shù)量[19]。CYP3A4催化生成AM9的效率約為CYP3A5的2～3倍，選擇性更高[19]。

在腎臟CYP3A5表達(dá)者中，由于腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)CYP3A5*1等位基因的存在及CYP3A5蛋白的表達(dá)，AM19、AM1c9經(jīng)腎微粒體轉(zhuǎn)化的形成增加[19]；腎臟內(nèi)AM19、AM1c9的蓄積濃度更高，并且不受胃腸道及肝臟CYP3A5基因型對(duì)次級(jí)代謝物全血蓄積的影響[20]。但是，CYP3A5的基因多態(tài)性對(duì)于CsA代謝清除率的影響有限[21]。CYP3A5*1*1基因型患者的CsA口服清除率比CYP3A5*3*3基因型的患者低37.87%[22]。CsA及其代謝物的總濃度在三種CYP3A5基因型患者體內(nèi)的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但是CsA谷濃度卻差異顯著。CYP3A5*3變異對(duì)CsA的代謝幾乎無影響[23]。因此，可通過CYP3A5的表達(dá)及功能的差異，部分解釋全血及腎臟中CsA代謝物濃度的個(gè)體間差異。

3 CsA代謝物的免疫抑制活性

體外淋巴細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)(有絲分裂原反應(yīng))及混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)(mixed lymphocyte reaction，MLR)等實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，AM1、AM9和AM4N都能抑制同種異體反應(yīng)性T細(xì)胞的增殖[16]。AM1、AM9和AM4N在不同模型中的免疫抑制活性不同，大致相當(dāng)于CsA的10%～30%，表明CsA代謝物只具有較弱的效應(yīng)[24]。CsA代謝物還能抑制MLR中白細(xì)胞介素-2的產(chǎn)生和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生[25]。

CsA與其代謝物之間或CsA代謝物之間存在協(xié)同作用[26]。當(dāng)體內(nèi)活性代謝物的濃度較高時(shí)，較低濃度的CsA也能發(fā)揮較強(qiáng)的免疫抑制效果[9]。AM1對(duì)淋巴細(xì)胞的抑制作用較強(qiáng)，且當(dāng)?shù)蜐舛菴sA存在時(shí)，AM1的抗淋巴細(xì)胞增殖作用增強(qiáng)[27]。但直接口服很難使AM1達(dá)到產(chǎn)生效應(yīng)的濃度[28]。AM1與CsA的濃度比(AM1/CsA)可在治療期間出現(xiàn)改變，骨髓移植患者的AM1/CsA在治療期間的5個(gè)月內(nèi)增加了3倍[14]；對(duì)于AM1/CsA更高的肝移植患者，同時(shí)監(jiān)測(cè)二者的血藥濃度，對(duì)于臨床療效的預(yù)測(cè)更有意義[29]。

CsA初級(jí)代謝物AM1、AM9或AM4N的免疫抑制活性較強(qiáng)，而次級(jí)代謝物的免疫抑制活性較弱[30]。AM1的血藥濃度相對(duì)于其他代謝物更高，體外免疫抑制活性也更顯著。AM9的體外免疫抑制活性弱于AM1。AM1轉(zhuǎn)化后的次級(jí)代謝物中，AM19幾乎沒有活性，AM1c則活性較弱。CsA及其代謝物的活性由強(qiáng)至弱依次為：CsA>>AM1>AM9、AM4N、AM1c、AM1c9及AM19>>AM4N9、AM14 N及AM1A[31]。

近來還發(fā)現(xiàn)，AM1及二氫CsA、三氫CsA和去甲基羧基CsA等代謝物與CsA的比值與舒張壓具有相關(guān)性；AM1、AM9與CsA的比值與心血管危險(xiǎn)因素(如肥胖、糖尿病和高尿酸血癥)也有關(guān)聯(lián)[32]。

4 CsA代謝物的毒性作用

腎臟內(nèi)CsA代謝物的高濃度，可增加鈣調(diào)神經(jīng)蛋白免疫抑制劑的腎毒性風(fēng)險(xiǎn)[33]。但代謝物的作用有限，因此，其毒性與CsA相當(dāng)或稍弱[34-35]。

肝移植患者中，AM1c9的濃度與肌酐清除率呈負(fù)相關(guān)，在血清肌酐水平升高的同時(shí)或之前即出現(xiàn)代謝物濃度升高[36]。AM1及AM4N能引起腎小球?yàn)V過率降低，增加羥甲基化代謝物的累積[37]。在出現(xiàn)腎損傷的腎移植患者中，羥甲基化代謝物比例更高，其中三羥基化代謝物可能最適合作為腎毒性出現(xiàn)的標(biāo)志物[37]。

CsA與酮康唑合用時(shí)，腎毒性風(fēng)險(xiǎn)降低，推測(cè)次級(jí)代謝物與腎毒性關(guān)系更密切[38]。AM19及AM1c9能增加內(nèi)皮素的釋放，改變腎系膜細(xì)胞功能，可能是引起腎損傷的原因[39]。在腎移植患者中，AM19及AM1c9與C反應(yīng)蛋白、白細(xì)胞介素-6的濃度具有正相關(guān)性[40]。在CsA治療后腎功能不全或表達(dá)CYP3A5的患者中，血液及尿液中AM19、AM1c9的濃度較高，腎毒性的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)也更高[36，40]。但也有研究結(jié)果認(rèn)為，次級(jí)代謝物濃度的升高可能是腎損傷的結(jié)果，而非引起腎毒性的原因[20]。

5 CsA代謝物對(duì)檢測(cè)的干擾

高效液相色譜法(high performance liquid chromatography，HPLC)及高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(high performance liquid chromatography-mass spectrometry，HPLC-MS)可分別單獨(dú)檢測(cè)血液、膽汁和尿液中的CsA及其代謝物[41-45]。HPLC或LC-MS可檢測(cè)到多種CsA代謝物，其中以AM1、AM9和AM19為主，AM1的質(zhì)量濃度為23～717 μg/L，AM9的質(zhì)量濃度為<15～144 μg/L，AM19的質(zhì)量濃度為<15～507 μg/L；AM4N、AM1A和AM1c較少，AM4N的質(zhì)量濃度<31 μg/L，AM1A的質(zhì)量濃度為<15～269 μg/L，AM1c的質(zhì)量濃度最低；AM14 N、AM1c9的質(zhì)量濃度則低于檢測(cè)下限。

放射免疫分析(radioimmunoassay，RIA)使用的多克隆抗體與CsA代謝物及CsA存在交叉反應(yīng)，代謝物對(duì)CsA的檢測(cè)有貢獻(xiàn)；主要CsA代謝物的交叉反應(yīng)率：AM1為8%，AM9為15%，AM4N為4%，AM1c為2%，AM19為5%，因此，RIA測(cè)得的CsA濃度要高于HPLC[46]。在膽汁中，RIA檢測(cè)到的CsA及其代謝物的總濃度為HPLC檢測(cè)到的CsA濃度的18～36倍，但仍低于CsA吸收量的50%[47]。對(duì)于熒光偏振免疫分析(fluorescence polarization immunoassay，F(xiàn)PIA)，代謝物與單克隆抗體間發(fā)生交叉反應(yīng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的貢獻(xiàn)程度更低，測(cè)得的藥物濃度更接近于循環(huán)中存在的免疫抑制劑的濃度[48]。但對(duì)于CsA，F(xiàn)PIA的檢測(cè)結(jié)果同樣偏高[49]。

移植類型、術(shù)后時(shí)間和采血時(shí)間都會(huì)對(duì)CsA代謝物與CsA的比值造成影響[50-51]。溫度、血容量、紅細(xì)胞比容、CsA濃度和全血樣品的孵育時(shí)間直接影響到CsA及其代謝物在血漿和細(xì)胞中的分布，并可影響血漿樣品中的相對(duì)含量[52]。CsA及其代謝物的溶解性質(zhì)不同。CsA與AM4N在4 ℃時(shí)更易溶于水，AM1在37 ℃時(shí)更易溶于水，AM9在4、22或37 ℃時(shí)的溶解性相同[52]。在37 ℃，紅細(xì)胞比容范圍為24%～47.8%時(shí)，血漿中CsA及其代謝物的相對(duì)濃度為5%～95%；隨著溫度降低，血漿中可檢測(cè)的量也隨之減少；當(dāng)CsA、AM9、AM1或AM19的質(zhì)量濃度>500～1 000 μg/L時(shí)，其在血漿中分布的相對(duì)含量隨之增加[52]。移植患者的病理狀態(tài)也可影響代謝物的分布。糖尿病患者體內(nèi)AM9/CsA比值低于非糖尿病腎移植患者，其他代謝物(AM1、AM19及AM1c)與原型藥的比值未發(fā)現(xiàn)明顯差異[53]。而在高甘油三酯血癥和高尿酸血癥患者中，AM1/CsA的比值更高[32]。

6 總結(jié)

CsA的代謝物數(shù)量多，部分代謝物的轉(zhuǎn)化途徑仍處于推論階段。CYP3A5基因型的差異對(duì)于CsA的代謝也具有影響。迄今對(duì)3種主要的初級(jí)代謝物的研究較多。AM1、AM9和AM4N不僅具有較為顯著的免疫抑制活性，其腎毒性也同樣需要關(guān)注。次級(jí)代謝物中的AM19及AM1c9與腎毒性關(guān)系密切。代謝物的種類與分布、檢測(cè)方法都對(duì)CsA的濃度測(cè)定有不同程度的影響。因此，應(yīng)進(jìn)一步研究代謝物的代謝譜，掌握CsA與其代謝物的藥動(dòng)學(xué)過程，驗(yàn)證代謝物的體內(nèi)免疫抑制活性及肝腎毒性，確定代謝物與CsA之間的協(xié)同作用關(guān)系，建立同時(shí)測(cè)定CsA及其特定代謝物濃度的方法，根據(jù)CsA與其代謝物之間的關(guān)系，更精確地進(jìn)行治療藥物監(jiān)測(cè)。