喹诺酮类抗菌药吉米沙星的PK/PD及新型抗结核药物的ADME/T早期研究

摘要

感染性疾病是威胁人类生命健康和社会稳定的重大疾病，耐药菌感染已经成为临床抗感染治疗的严重问题，细菌耐药是抗感染药物研发面临的最大科学挑战。临床常见的耐药菌主要包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐甲氧西林表皮葡萄球菌(MRSE)、耐青霉素肺炎链球菌(PRSP)、耐万古霉素肠球菌（VRE）、多重耐药铜绿假单胞菌(MDR-PA)、泛耐药鲍曼不动杆菌(PDR-AB)等。其中，MRSA感染发病率高、死亡率高，已成为院内感染的重要致病菌之一，与乙型肝炎、艾滋病并称为世界三大最难解决的感染性疾病。
　　抗生素的不合理使用和滥用是导致细菌耐药问题日益严重的重要因素，抗生素的作用靶位不是机体，而是机体内外来的病原菌，药效主要反映的是药物对病原菌的杀灭或抑制作用，疗效取决于抗生素、细菌和机体三者相互作用的结果。抗生素药代动力学/药效学(PK/PD)研究可明确阐明药物进入机体后在感染病灶内达到的杀菌或抑菌效果的动态过程，阐明其杀菌模式，确定描述治疗效果的最佳PK/PD参数和达到疗效的相应PK/PD靶值，准确地用于预测药物在人体内的杀菌或抑菌效果，有助于制定有效合理的抗菌治疗方案，为临床研究提供重要理论依据。美国FDA和中国CFDA明确提出在药物批准用于新适应症前需要提供PK/PD模型和靶组织药物浓度。
　　吉米沙星为新一代喹诺酮类抗菌药，抗菌谱广，抗菌活性强，尤其是对革兰氏阳性菌的活性显著优于其他喹诺酮类。本文旨在研究注射用甲磺酸吉米沙星的体内、外药效学，并基于微透析采样技术(MD)和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术测定吉米沙星在大鼠感染模型中的血浆药物浓度、腿部药物浓度及PK参数，分析吉米沙星PK/PD特点。
　　药效学研究结果表明，吉米沙星具有广谱抗菌活性，对多数受试革兰阳性菌和革兰阴性菌具有较强的抗菌作用，对革兰阳性菌的体外抗菌活性大多优于莫西沙星、环丙沙星、左氧氟沙星、克拉霉素、头孢呋辛、氨苄西林和美罗培南，对革兰阴性菌的体外抗菌活性大多与莫西沙星和左氧氟沙星相近或稍强，弱于环丙沙星、美罗培南，明显优于克拉霉素、头孢呋辛和氨苄西林。吉米沙星对金葡菌、肺炎链球菌、化脓链球菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯杆菌感染小鼠均有较好体内抗菌活性，对革兰阳性菌中金葡菌、肺炎链球菌、化脓链球菌感染小鼠的体内疗效明显优于莫西沙星、左氧氟沙星、环丙沙星，对革兰阴性菌中大肠埃希菌、肺炎克雷伯杆菌感染小鼠的体内疗效，总体上优于莫西沙星，与左氧氟沙星、环丙沙星相近。
　　感染大鼠PK研究结果表明，吉米沙星透析液的定量分析方法和微透析采样方法经方法学确证，可用于吉米沙星的PK研究。测定了大鼠感染模型中单剂量尾静脉分别给予9 mg/kg、18 mg/kg和72 mg/kg吉米沙星后的游离血药浓度和腿部肌肉组织游离药物浓度，并对PK参数进行了评价，3个剂量的血浆AUC0-24h分别为3090.96±979.81、7939.30±2157.81和32930±12880.48 h*ng/mL，Cmax分别为1583.37±573.78、4866.83±738.09和13966.68±3883.80 ng/mL，T1/2分别为2.15±0.74、2.40±0.41和2.61±0.95 h;腿部AUC0-24h分别为1402.82±877.71、5005.21±3115.87和27588.99±12750.61 h*ng/mL，Cmax分别为462.77±353.47、1905.66±978.54和6046.72±2635.94 ng/mL，T1/2分别为2.25±0.67、2.79±0.47和3.78±1.80 h。
　　大鼠腿部感染PK/PD研究结果表明，成功建立了MRSA感染大鼠模型，在分别单剂量尾静脉给予吉米沙星9mg/kg、18mg/kg和72mg/kg后，血浆fAUC0-24h/MIC分别为98.91、254.06和1053.76 h*ng/mL，fCmax/MIC分别为50.67、155.74和446.93 ng/mL，f％T＞ MIC分别为0.44、0.50和1;腿部fAUC0-24h/MIC分别为44.89、160.17和882.85 h*ng/mL，fCmax/MIC分别为14.80、60.98和193.50 ng/mL，f％T＞MIC分别为0.36、0.58和0.77。对PK/PD参数fAUC0-24h/MIC、fCmax/MIC和fT＞MIC与药效学指标的相关性进行了研究，结果显示PK/PD参数fAUC0-24h/MIC和药效指标相关性最好(r2=0.9939)，提示吉米沙星为浓度依赖型杀菌模式。根据数据分析结果，给药后24h时腿部菌落计数与对照组相比降低3个Log值时，推测血浆的fAUC0-24h/MIC和fCmax/MIC的靶值分别为215.83和130.55，腿部肌肉组织的fAUC0-24h/MIC靶值为128.44。
　　综上所述，吉米沙星具有广谱抗菌活性，对革兰氏阳性菌活性大多优于对照药;利用微透析采样技术和LC-MS/MS分析方法测定了大鼠血浆和腿部药物浓度，实现了同时获取同一个体血浆和组织药物动态变化的信息，并对其PK特征进行了评价;对感染大鼠的PK/PD研究结果显示吉米沙星为浓度依赖型杀菌模式，给药后24h时腿部菌落计数与对照组相比降低3个Log值时，推测血浆的fAUC0-24h/MIC和fCmax/MIC的靶值分别为215.83和130.55，腿部肌肉组织的fAUC0-24h/MIC靶值为128.44。以上数据为临床使用吉米沙星提供了理论依据。
　　结核病是严重危害人类健康的呼吸道传染疾病，属于我国法定的重大传染病。世界卫生组织估计，目前我国结核病年发病人数位居全球第二位。自世纪八十年代，耐药结核病发病率不断上升，结核病与HIV/AIDS并发导致的结核疫情也再度上升，结核病成为全球重大公共卫生问题和社会问题。但是，近40余年来几乎没有新作用机制的抗TB药物问世。
　　A2和A6是我所研发的新型抗结核化合物，具有良好的发展前景。本文目的是研究A2和A6在大鼠体内的药动学参数，并对其毒性进行初步评价。
　　首先，本文建立并确证了A2和A6生物样本的定量分析方法，方法确证结果显示，该方法的回收率稳定，线性、精密度、准确度均达到了有关技术规范的要求。
　　然后，研究了大鼠经灌胃分别给予单剂量25mg/kg的A2和A6后的药动学参数，A2和A6半衰期较短，分别为0.43±0.09 h和1.120±0.38 h;AUC0-24h分别为452.65±254.34和214.46±89.20。A2和A6在给药6小时以后血药浓度已低于LLOQ。
　　毒性研究实验显示，静脉给予A2和A6后，在100mg/kg剂量下，小鼠无明显毒副反应，也未有死亡情况发生，在此剂量以下这两种化合物可能是安全无毒的。口服给予A2和A62000mg/kg剂量时，各组均有动物死亡，由动物死亡数比较毒性高低情况可能为A2＞A6，具体的毒理学信息还需进一步研究。
　　综上所述，本研究对A2和A6的药动学参数和毒性进行了初步评价，结果表明A2和A6半衰期短，建议进一步结构优化。

目录

第一部分 喹诺酮类抗茵药吉米沙星的PK／PD研究

摘要

缩略语表

第1章 前言

1 抗生素耐药现状及应对策略

2 PK／PD研究在抗生素研发中的应用

3 喹诺酮类PK／PD研究

4 微透析技术在抗生素研发中的应用

5 本课题研究的目的和内容

第2章 甲磺酸吉米沙星的药效学研究

1 材料和方法

2 实验方法

3 实验结果

4 结论

第3章 喹诺酮类抗菌药吉米沙星的PK研究

一、生物基质中吉米沙星LC-MS／MS分析方法的建立与评价

二、吉米沙星微透析体内外回收率的测定及其稳定性的考察

三、吉米沙星在大鼠感染模型中的PK研究

第4章 吉米沙星在大鼠感染模型中的PK／PD研究

1 实验材料

2 实验方法

3 实验结果

4 讨论

5 小结

第5章 讨论与结论

1 讨论

2 结论

参考文献

第二部分 新型抗结核药物的ADME／T早期研究

摘要

缩略语表

第1章 前言

1 结核病现状

2 抗结核药物研发现状

3 液-质联用技术及其在药物研究中的应用

4 本课题研究目的和内容

第2章 生物样品中A2和A6的LC-MS／MS分析方法的确立

1 实验材料

2 生物样品预处理

3 LC-MS／MS分析条件

4 分析方法确证

5 分析方法的实施

6 结果

7 讨论

8 小结

第3章 A2和A6在大鼠体内的ADME／T早期研究

1 实验材料

2 实验方法

3 结果

4 讨论

5 小结

第4章 讨论与结论

1 讨论

2 结论

参考文献

总结与展望

文献综述

个人简历、在校期间发表的学术文章

学术论文

致谢

声明