张芹
鹤壁市人民医院药剂科458000
摘要：目的：西他沙星的最佳剂量应根据社区获得性呼吸道感染（RTI）患者的药物动力学和药效学（PK–PD）分析，本研究应用临床药物学研究和RTIs患者的临床PK-PD研究资料对西他沙星有群体药物动力学进行分析。方法：个体患者的药物动力学参数估计采用贝叶斯法检验药物动力学和细菌学功效之间的关系，疗效数据由临床PK-PD研究中获得，给予50或100mg西他沙星，每天2次，连续7天。此外，为100毫克每日一次假想的剂量方案的疗效进行了数值模拟。结果：西他沙星剂量50mg每天2次时的fAUC0–24h/MIC和fCmax/MIC分别为117.5±78.0和7.3±4.7。根据单因素逻辑回归分析结果，fAUC0–24h/MIC或fCmax/MIC越大，细菌学疗效越高；fAUC0–24h/MIC≥30及fCmax/MIC≥2分别为96.4%和96.3%。治疗轻至中度RTIs的PK–PD目标值为fAUC0–24h/MIC≥30和fCmax/MIC≥2。结论：对于RTIs患者每天2次50或100mg给予西他沙星的PK–PD参数达到目标值，而且每天1次100mg给药显示相似的功效。
关键词：群体PK-PD；西他沙星；最佳用药剂量；临床药学
西他沙星（sitafloxacinhydrate）化学名为7-[（7S）-7-氨基-5-氮杂螺[2.4]庚-5-基]-8-氯-6-氟-1-[（1R，2S）-cis-2-氟环丙基]-1，4-二氢-4-氧代-3-喹啉羧酸，是第一制药三共株式会社（DaiichiSankyo）开发的一种广谱喹诺酮类抗菌药，临床用其一水合物，用于治疗严重难治性感染性疾病。西他沙星具有广谱抗微生物活性，对于需氧、厌氧、革蓝氏阳性、革蓝氏阴性细菌、以及支原体和衣原体都有作用。对于许多致病微生物，西他沙星亦具有比其他的喹诺酮类更强的抗菌活性[1，2]。根据一些临床药学研究报道[3-6]，西他沙星口服后吸收快速，生物利用度较高（89%）。日本健康成人中25-200mg剂量之间的西他沙星血清浓度随着剂量增加成比例增加。一次给药后，几乎70%的西他沙星以原型在用药后48h内从尿中排出。西他沙星肾清除率约200ml/min，表明西他沙星的尿中清除涉及肾小球滤过和肾小管分泌二者[7]。最近，越来越多的证据表明抗微生物药物的药物动力学（PK）和药效学（PD）之间有重要关联[8-9]。研究报道临床试验结果表明药物的血浆/血清浓度和药物的最小抑制浓度（MIC）之间具有关联。根据PK和PD特性确定抗微生物药物等级指标是困难的。比如，喹诺酮类是众所周知的浓度依赖性药物，当其血浆/血清浓度-时间曲线下面积（AUC）与MIC的比值为25–30（革蓝氏阳性细菌）与100–125（革蓝氏阴性细菌）时，可以达到细菌的清除的目的[8]。本研究应用临床药物学研究和RTIs患者的临床PK-PD研究资料对西他沙星有群体药物动力学进行分析。
1资料和方法
1.1研究对象和PK–PD分析研究对象为2014年1月~2014年12月本院收治的社区获得性呼吸道感染（RTIs）、轻-中度社区获得性肺炎、慢性支气管炎急性加重、或急性支气管炎患者，这些患者接受50或100mg的西他沙星，每天2次共7天。肌酐清除率（CLcr）计算采用Cockcroft–Gault公式[10]。患者年龄20-91岁，体重33.5-95.0kg，肌酐清除率16-178ml/min。
1.2PK建模为了估计PK参数，每位患者在特定时间窗（用药前、用药后1–3h、用药后4–8h）采集2-5次血样（各5ml）进行临床PK-PD检查。每位患者采集5~31次血样。
1.3生物分析方法血样保存于-20℃待测。西他沙星血清浓度检验采用HPLC（临床药学）或LC–MS/MS（临床PK–PD）方法。两方法最低定量限为0.010mg/l。在LC–MS/MS方法中，0.1ml血清样以H2O/乙酸（98/2）混合剂稀释。HPLC方法的批内精度和准确度分别为6.2%和6.4%；批间准确度和精度分别为7.0%和5.0%。LC–MS/MS方法的批内准确度和精度分别为10.4%和6.7%，批间准确度和精度分别为7.8%和7.7%。
1.4细菌学检查从每位患者的合适标本中分享病原微生物。临床PK-PD研究患者分离91株。西他沙星的MICs检测采用肉汤微量稀释方法。
1.5PPK模型PPK分析采用非线性混合-效应模型方法（NONMEM）及PREDPP程序库和NM-TRAN预先处理器。使用初步指令方法进行评估。西他沙星的PK假设遵循一级吸收单室模型。基础参数为口服清除率（CLt/F）、分布表观容积（Vd/F）、吸收常数（ka），这些参数估计采用PREDPP程序库建模方法（ADVAN2和TRANS2）。
CLt/F、Vd/F、ka的个体间变异性模拟如下：
Pi=Θ×（1+ηi）
Pi为第i位对象的参数，Θ为群体中的参数范值，η为0平均和ω2变异的随机个体间的影响；
CLt/F和Vd/F之间的协方差矩阵为假定的，剩余变异性模型为：
Cij=C*ij+?ij
Cij和C*ij分别代表第i位对象的第j次观测及预计浓度，?为随机个体内影响，其为正态分布。
协变量的影响评估采用逐步前向增加和后向消除过程。经验证的协变量为：疾病状态对CLcr和CLt/F；体重、年龄、性别、疾病状态对Vd/F；空腹状态和年龄对ka；空腹状态对F的影响。在自由统一的目标函数值6.64的变化代表有统计学意义（P<0.01）模型的改进。由基础模型产生新的模型，新的模型中纳入显著的协变量及最低目标函数值（OFV）。根据新的模型，对其余的协变量进行重复相同操作，当无更多协变量进入模型时，在1%显著性水平进行反向消除。
引导程序重新采样过程重复1000次，确定最终模型的各参数的平均值和95%CI（2.5–97.5%）。
根据PPK分析的参数判定如上述，分析协变量变化对西他沙星的血清浓度分布的影响。标绘重复口服50mg西他沙星每天2次后的稳态血清浓度-时间分布点示图。
1.6呼吸道感染患者西他沙星的PK暴露值个体的PK参数包括AUC0–24h、Cmax、低谷值（应用后12h），在重复每天给予2次口服用量后的稳态状态下采用贝叶斯法估计。西他沙星的自由AUC0–24h（fAUC0–24h）和自由Cmax（fCmax）根据校正AUC0–24h、或与血清蛋白未结合部分（0.388）Cmax计算。
1.7呼吸道感染患者西他沙星疗效的PK–PD指标PK–PD分析根据74例患者的细菌学疗效和西他沙星抗病原菌（91株）的MIC数据分析。个体化的fAUC0–24h/MIC值和fCmax/MIC值应用个体化PK参数和MIC值计算。生物学疗效和PK–PD参数、fAUC0–24h/MIC或fCmax/MIC之间的关系应用单因素逻辑回归分析确定。分析中PK–PD参数作为连续性变量处理。患者分组根据其fAUC0–24h/MIC或fCmax/MIC值，计算各组的生物清除率。计算西他沙星每天2次50或100mg用药时的fAUC0–24h/MIC和fCmax/MIC目标值完成率。此外，每天1次100mg用量时的这些PK–PD参数采用临床PK–PD研究的数据模拟。本研究中91株细菌的MIC值与74例患者的PK参数相结合，共得到6734例次PK–PD参数，由此计算fAUC0–24h/MIC和fCmax/MIC目标值完成率。
2结果
2.1西他沙星的PPK参数共计1497例次血清浓度数据用于PPK分析。在后向选择步骤中，CLcr和疾病状态对CLt/F、体重和年龄对Vd/F、年龄和空腹状态对ka，有显著影响。所有的选择性协变量确定是在反向消除步骤中有统计学意义的变量。不过，引导程序计算的结果显示，年龄对ka的影响无统计学意义，因而从最后的模型中去除。最终的模型PPK参数、参数的平均值和95%CI，应用引导程序计算估计，结果见表1。应用贝叶斯法和协变量检验个体PK参数之间的关系。CLt/F好象与群体平均比2.58成比例，健康自愿者较RTIs患者高1.27倍[8]。Vd/F根据体重计算，年长患者与非年长患者的斜率存在差异。空腹后的ka值较膳食后要高。
在典型患者，重复每天2次应用50mg西他沙星后的血清浓度采用最终的PPK参数进行估计。CLcr值为20或40ml/min患者的血清浓度远高于CLcr值为75ml/min的患者。相反，体重、年龄、空腹状态稍微影响西他沙星的血清浓度。这些结果显示CLcr是西他沙星血清浓度变化的最重要预测因素。
2.2呼吸道感染患者西他沙星PK暴露值应用贝叶斯法计算每天2次、剂量为50mg和100mg反复口服西他沙星后稳态时的个体PK参数、Cmax、AUC0–24h、和最低浓度。50和100mg组的Cmax值为0.57±0.21和1.17±0.45mg/l；其AUC0–24h分别为9.38±4.24和17.16±6.52mg.h/l。
2.3呼吸道感染患者西他沙星的PK–PD指标采用PK-PD分析的西他沙星抗病原微生物的MICs见表2，主要分离的病原菌为肺炎链球菌和流感嗜血杆菌。西他沙星对抗这些细菌的MICs分布于≤0.025mg/l和≤0.025~0.39mg/l。50和100mg每天2次用药的fCmax/MIC分别为7.3±4.7和12.6±6.4；fAUC0–24h/MIC分别为117.5±78.0和198.6±101.6。根据单因素逻辑回归分析结果，fAUC0–24h/MIC或fCmax/MIC的越大与西他沙星越高的细菌学疗效相关。
呼吸道感染患者西他沙星的生物学疗效和PK-PD变量之间的关系见表3，当fAUC0–24h/MIC≥30时细菌清除率为96.4%，fCmax/MIC≥2时清除率为96.3%。反之，fAUC0–24h/MIC<30、fCmax/MIC<2时，细菌清除率分别下降至25.0%和33.3%。
达到这些PK-PD目标值的结果见表4，fAUC0–24h/MIC≥30和fCmax/MIC≥2达到率，每天2次50mg用药时分别为90.8%和89.5%；100mg每天2次用药时均为93.3%。模拟结果显示，每天1次100mg用量时fAUC0–24h/MIC≥30和fCmax/MIC≥2的达到率亦高于90%。
3讨论
本研究中，对RTIs患者的西他沙星的PPK进行分析，研究分析RTIs患者的西他沙星血清浓度结果表明CLcr、体重、年龄、疾病状态、空腹状态，对于西他沙星的PK有影响。CLcr对于西他沙星的血清浓度产生非常重要的影响，而其他因素如体重、年龄和空腹状态，仅对Cmax和Tmax有轻微影响。这一发现与日本男性口服后约70%的药物量以原型由尿中排出的结果是一致的[4]。左氧氟沙星主要通过肾脏清除，与西他沙星相同，肾损害患者应用这些药物后血清药物浓度升高[7，9]。因而，建议在肾功能损害患者减少用药次数或用量。
对于RTIs患者反复给予每天50或100mg的西他沙星后，Cmax分别为0.57和1.17mg/l；AUC0–24h分别为9.38和17.16mg.h/l。健康日本人给予50mg的西他沙星单剂量时的Cmax和AUC0–inf分别为0.51±0.14mg/l和2.62±0.53mg.h/l[4]。肾功能和肌酐清除率随着年龄增长而下降。因此，由于年龄的关系，药物经肾排泄清除常延迟，因而使得老龄患者的血清药物浓度增加。临床研究中有许多老龄患者其肾功能是下降的。为此，这些患者的结果有可能导致其用药后西他沙星血清浓度较健康人更高。T
对于喹诺酮类，经常应用fCmax/MIC和fAUC/MIC预测抗微生物疗效和抗微生物耐药的出现[9，10]。先前的研究报道RTIS患者给予50或100mg每天2次西他沙星的PK-PD参数，病因微生物的清除率在Cmax/MIC>5和/或AUC0–24h/MIC>100时明显增加。本研究中，作者评价50或100mg每天2次西他沙星时的PK-PD目标值和这一目标值的达到率，fCmax/MIC值≥2和/或fAUC0–24h/MIC值≥30是RTIs患者清除病原微生物的必要条件。当使用西他沙星的血清蛋白结合（0.388）的游离部分使Cmax/MIC（5）和AUC0–24h/MIC（100）的阈值转换为fCmax/MIC和fAUC0–24h/MIC时，则计算的fCmax/MIC和fAUC0–24h/MIC
阈值分别为2和39。这些数值与研究中的fCmax/MIC（2）和fAUC0–24h/MIC（30）目标值是一致的。事实上，50mg每天2次给药即可有效地治疗轻或中度RTIs。而且，100mg每天1次用药与每天2次50mg的西他沙星同样有效
西他沙星具有强大的抗菌活性，对于革蓝氏阳性和革蓝氏阴性细菌同样有效，西他沙星抗肺炎链球菌、对抗嗜血流感杆菌和莫拉克斯氏菌属的MIC90分别为<0.06、<0.01、0.01mg/l[2]。另外，西他沙星抑制DNA旋转酶和拓补异构酶IV酶的活性。对于这些酶的活性的抑制较之其他喹诺酮类更强。因此可以认为西他沙星口服50mg每天2次对于引起RTIs的主要病原菌即可收到理想的效果。
总之，本研究显示，西他沙星对于轻或中度的RTIs患者的PK-PD目标值为fAUC0–24h/MIC≥30fCmax/MIC≥2。50或100mg每天2次用药对于RTIs的主要病原菌能够达到这样的PK–PD目标值。而且，100mg每天1次用药具有相同的效果。
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表1最终模型的群体药物动力学参数估计