基于PET显像技术的罗匹尼罗在帕金森猴体内药动与药效相关性研究

摘要

目的：MPTP法建立帕金森模型猴，采用以18F-Fallypride为显像剂的正电子发射型计算机断层成像扫描（PET）技术，研究不同剂量的罗匹尼罗对D2受体的结合位能（BP）值的影响，研究其与疗效、安全性的相关性，确立其作为药效指标的有效范围。在药动学研究的基础上，考察药动与药效及安全性的相关性，并建立PK-PD模型，为以血药浓度预测其疗效与安全性提供理论依据。
　　方法：⑴以18F-Fallypride为显像剂，使用大动物专用micro-PET对5只健康食蟹猴进行100min的连续动态扫描，扫描结果每10 min分帧一次进行处理，绘制BP-时间曲线，得到显像剂与D2受体稳定结合的时间，并依此确定静态扫描时间。对1只健康食蟹猴服用1 mg/kg罗匹尼罗前及服用后的1、2、4、6、8 h进行静态扫描，观察罗匹尼罗在脑内的结合行为，依此来确定评价药效的扫描时间。建立食蟹猴血浆中罗匹尼罗药物浓度测定的UPLC-MS/MS方法，并对方法进行确证。⑵选用8只健康食蟹猴，使用MPTP造模，经两个月模型稳定期后，对模型从运动计数、行为学评分和使用18F-Fallypride为显像剂的PET显像三个方面进行评价，并寻找PET显像结果与传统的行为学评分和运动计数之间的相关性，以期建立使用18F-Fallypride为显像剂的PET评价模型标准。⑶有效性的评价包括行为学评分、运动计数和PET药效评价指标的建立。通过不同剂量罗匹尼罗（1.0，0.5，0.2（1.5）mg/kg）连续给药（每天给药三次），每组给药21天后引起的PET显像D2受体结合位能（BP）的变化率与行为学评分变化率的相关性分析，建立PET疗效评价指标。安全性评价包括每个剂量组给药后的1,、3、7、14、21天进行临床症状的观察；血压、心率的测定；血常规、血生化、尿常规的检查。并进行BP值与安全性的相关性分析。⑷PD猴连续给以不同剂量的罗匹尼罗7天后进行药代动力学试验，给药前和给药后0.5，0.75，1，1.5，2，2.5，3，3.5，4，5，6，7，8 h采集血样。使用超高效液相串联质谱法（UPLC-MS/MS）测定血浆中罗匹尼罗浓度，WinNonlin软件的非房室模型分析血浆样本的药动学参数。通过线性回归分析药动参数与药效的相关性，通过ROC曲线分析法分析药动参数与不良反应之间的关系。基于以上相关性的研究结果使用WinNonlin软件对罗匹尼罗在食蟹猴体内的血浆药动学和PET显像的多巴胺D2受体BP值进行分析，拟合最佳药动-药效（PK-PD）模型。
　　结果：①使用UPLC-MS/MS方法测定食蟹猴血浆中罗匹尼罗浓度，线性范围为20、50、100、200、500、1000、2000、5000 pg·mL-1，线性良好（r2>0.99）。方法的批间、批内精密度，回收率，基质效应，稳定性等均符合生物样本的测定要求。②建立了稳定的帕金森病猴模型，具有僵直、震颤、行动缓慢等典型的帕金森病特征，适合其治疗药物的相关研究。模型评价中，除了进行了传统的行为学评价及运动计数的研究，同时还建立了PET显像技术评价帕金森模型成立的方法。造模后，行为学评分稳定在8-10分，运动计数平均减少70±20％，PET显像BP值平均减少54±13%，PET显像结果与帕金森模型评分和运动计数具有高度一致性，适合帕金森模型的评价，可以作为模型成功的评价指标之一。③由于BP值存在一定的药效累积，所以随着给药时间的加长和给药剂量的减少，多巴胺D2受体的BP值不断升高，行为学评分逐渐下降，运动计数逐渐增加。但每个剂量组BP值的变化率与给药剂量以及行为学评分变化率呈很好的正相关性。通过行为学评分变化率与BP值变化率的线性回归分析（y=1.0394x-4.1574（r2=0.8567）），推测当BP值改善大于14%开始起效，当BP值改善在14%~24%时有中等疗效，当BP值改善在33%以上时认为非常有效。④罗匹尼罗在给药后的药动学参数经非房室模型分析，四个剂量组的消除半衰期（t1/2）为1.45、1.48±0.14、1.7±0.44、1.85±0.35 h，表观分布容积(Vz)分别为219.55、311.02±264.34、304.86±180.08、415.53±233.78L?kg-1，清除率（Cl）分别为105.17、142.35±111.73、123.36±77.52、127.77±89.88 L?h-1?kg-1。除去个体差异较大的8号猴外，在0.2~1.5 mg/kg剂量范围内，罗匹尼罗在食蟹猴血浆中呈线性药代动力学行为。⑤经药动参数（Cmax和AUC0-t）与有效性（BP值变化率）线性回归分析推测当Cmax达到1.21ng/mL，AUC0-t达到2.34h?ng?mL-1时开始起效；经ROC曲线分析药动参数（Cmax和AUC0-t）与安全性的关系时发现，当Cmax大于2.68 ng/mL，AUC0-∞大于3.77 h?ng?mL-1时容易发生不良反应。
　　结论：PET可以用来评价罗匹尼罗对帕金森疾病的治疗效果，并且比行为学评分等评判手段更为客观；通过药动学与药效、安全性相关性分析及PKPD模型的建立，说明三者有很好的相关性，为临床上通过简单的血药浓度监测预测有效性及安全性奠定了坚实的基础。