摘要
在囊性纤维化(CF)患者中,使用雾化给予氨基糖苷类药物可能是有益的铜绿假单胞菌。然而,这种方法的一个问题是缺乏临床参数,可以估计肺部沉积的药物质量(MDL)。本研究的目的是评估尿中氨基糖苷排泄是否反映MDL。
对7例CF患者进行了14项研究。阿米卡星与标记的白蛋白混合99米用超声雾化器进行Tc雾化。MDL采用质量平衡技术测定。在吸入后24小时内收集尿液,用荧光偏振免疫分析法(FPIA)检测阿米卡星。
平均±sem MDL为雾化药量的14.0±2.2%。尿中排泄阿米卡星的平均±sem量为20.9±4.5 mg,与MDL相关(r=0.93;p = 0.0001)。然而,在尿中的沉积和排泄有广泛的学科间变异性。
监测尿液中氨基糖苷类药物的排泄可以无创估计囊性纤维化患者肺内沉积的药物质量,这可能有助于评估各组患者的剂量-反应关系,但受试者间的变异性阻碍了其用于个体随访。
本研究得到了Française de Lutte contre la Mucoviscidose协会的支持。
氨基糖苷类是用于治疗的最有效的抗生素之一铜绿假单胞菌囊性纤维化(CF)患者的定植1,2。拉姆齐et al。3.已证明雾化妥布霉素24周治疗可改善临床稳定CF患者的肺功能铜绿假单胞菌降低痰中细菌密度,降低住院风险3.。氨基糖苷类气雾剂的治疗效果铜绿假单胞菌CF患者的定殖被直观地认为取决于肺部沉积的抗生素质量,但这还没有得到证实,而且在临床实践中很难测量。事实上,测定肺部沉积的药物量需要对药物进行放射标记和使用伽玛相机,而这在常规情况下是不可能的。氨基糖苷在肺部沉积后被吸收到血浆中,然后随尿液排出,但对其药代动力学知之甚少。血液浓度低4而且它们似乎不是有希望的氨基糖苷类吸收和沉积的标记物。另一种方法可能是在氨基糖苷吸入一段时间后,通过收集和收集尿液来监测氨基糖苷排泄。
本研究的目的是验证尿液中的氨基糖苷排泄反映了药物在肺部的沉积这一假设,这将使药物的尿药代动力学成为评估剂量-反应关系的潜在工具。
患者与方法
病人
7名CF患者在获得自己(成年患者)或父母签署的知情同意后被纳入研究,儿童则获得自己的口头同意。这项研究得到了图尔大学伦理委员会的批准。患者必须满足以下所有纳入标准:年龄>岁;阿米卡星敏感定殖铜绿假单胞菌(由1×10的存在定义3.或更多菌落形成单位·mL−1在>年以上三次深咳获得的痰);⪕1秒用力呼气量(FEV)变化10%1)(与一个月前测量的参考值比较);没有任何感染加剧。如果患者使用任何其他抗生素气雾剂作为常规治疗的一部分,则不包括在内。所研究人口的主要特征列于表1⇓。7例患者共进行了14项沉积研究(除1例外,2例为所有儿童患者,3例为成年患者)。每个个体的研究间隔为3个月。这些研究是在完成常规静脉注射抗生素疗程一个月后进行的。
肺功能检查
FEV1用力肺活量(FVC)和用力呼气中流量(FEF)25 - 75)在吸入阿米卡星前后使用恒压容积描记仪进行测量(Sensor Medics 2800,美国)。这些参数用预测的%表示6。
肺容量评估
通风研究133在潮汐呼吸时进行Xe。患者坐在伽玛相机(Pho Gamma Searle, USA)前,设定为133Xenamatic, Diversified Diagnostic Products, Inc., Houston, TX, USA),同时佩戴鼻夹,将其吸入袋式肺活量计。A 10mci133Xe剂量(Xe -133- g- 2b, Cis Bio International,法国)注射到袋盒中,同时患者正常呼吸以达到平衡,这可以通过持续15秒的动态计数来证明,然后在64×64矩阵上获得20张3秒的图像。肺轮廓画在133Xe平衡扫描,即。平衡状态下获得的20张图像之和(Simis计算机,西门子,德国)。然后这些轮廓被叠加在99米Tc沉积图像。
阿米卡星气溶胶
将硫酸阿米卡星(百时美施贵宝,法国)溶解于无菌水中,浓度为125 mg·mL−1,并与0.3 mL 10mg人血清白蛋白溶液(TCK2, Cis Bio-International,法国)混合99米Tc。气溶胶是用SAM LS雾化的TM超声波喷雾器(Syst'Am,法国),工作频率为2.4 MHz,并在其最大强度下使用。在之前的一项研究中已经证明,该设备在过期期间没有泄漏,标记药物不会改变气溶胶的空气动力学特性,而且99米Tc计数准确反映了气雾剂中阿米卡星的质量7。气溶胶的质量中值气动直径(MMAD)为3.0 μ m,几何标准差(GSD)为1.7。
阿米卡星气溶胶沉积研究
儿童用1.0 g阿米卡星溶液,8 mL无菌水中;成人用1.5 g阿米卡星溶液,12 mL无菌水中。溶液的放射性标记如上所述。使用伽玛井计数器(Capintec, CRC Aries,法国)对雾化器中的活度进行计数。为了在沉积分析中考虑到房间背景,我们获得了一张300秒的图像。然后,患者以坐姿吸入气溶胶,同时戴着鼻夹。在10min雾化过程中,使用气速描记仪(Fleisch no.;3, Fleisch,洛桑,瑞士)放置在喷雾器的呼气线上,并连接到测谎记录仪。每项研究都对该系统进行了校准。低阻过滤器(德国科学公司,安娜堡,MI,美国)放置在呼气线上,以捕获患者呼出的所有气溶胶颗粒。吸入后立即获得60秒静态图像,饮水将活动从咽部冲洗到胃部。
气溶胶沉积的定量
在呼气滤器上沉积的活性和雾化结束时留在雾化器储层和管路中的活性在伽马阱计数器中计数。然后对计数进行校正99米物理衰变。吸入质量根据雾化前置于雾化器储层的活性与雾化结束时留在雾化器内的活性的差值计算,考虑阿米卡星质量与的关系99米气溶胶中的Tc活性。呼出的活度等于呼气滤器上沉积的活度。吸入分数(IF)等于吸入活性与雾化前置于雾化器中的活性之比。阿米卡星吸入质量为IF与雾化器内沉积药物质量的乘积。沉积分数(DF)定义为放射标记气溶胶沉积在患者体内的分数8,由下式提供: 阿米卡星的沉积质量为吸入质量乘以DF的乘积9分布在肺和胃之间。在肺内沉积的分数在99米Tc沉积图像。这个分数乘以阿米卡星的沉积质量,定义了药物在肺部的沉积质量(MDL),表示为放置在雾化器的阿米卡星质量的百分比(MDL)%),或阿米卡星的质量(MDL毫克)。
尿药代动力学监测
在阿米卡星气雾剂沉积研究之前立即收集尿液,然后在吸入后24小时内每次排尿时收集尿液。患者使用电子天平(法国Terraillon)称量尿液,保存样本并记录准确的排尿时间。尿液样本保存在4°C。24小时结束时,对所有样品进行阿米卡星和肌酐检测。采用荧光偏振免疫法(FPIA)测定阿米卡星和肌酐水平(TDx Abbott, Abbott Park, IL, USA)。尿液中排泄的肌酐总量可以确定收集的尿液是否真正代表了24小时的尿液收集。阿米卡星排泄在尿液中的排尿率(Qamik)以尿液中阿米卡星的质量除以上次排尿时间的比值计算。气溶胶递送后阿米卡星排泄在尿液中的总量(排泄量,Uamik,总)通过24小时内每次排尿的测定(测量量,Uamik, 24小时),然后通过外推到无穷大(外推量,Uamik, 24 h -∞)。用消元流对数回归积分计算外推量与时间,从24小时到无穷远。
统计测试
结果以均数±sem表示,或在适当时以中位数表示。采用Wilcoxon试验比较雾化前后肺功能的变化。相关性通过线性回归评估。p值<0.05被认为是显著的。由于研究设计涉及对同一受试者的重复测量,因此对所有测量的相关性进行了评估(即。14次测量)以及每个科目的第一次测量(即。7测量)。Bland和Altman的分析10用于测定MDL值与阿米卡星尿排泄值的一致性。
结果
尿阿米卡星排泄与气溶胶沉积的关系
阿米卡星在尿中排泄的平均总量(Uamik、总毫克)为21.8±4.7 mg (1.6 ~ 56.9 mg)。Uamik,总,%占雾化器雾化前放置阿米卡星质量的1.89±0.5%(0.16-5.69%)。该百分比与IF (r=0.78, p=0.008)和MDL相关%(r = 0.77, p = 0.009)。
Uamik、总毫克是否与MDL密切相关毫克(图2⇓):你amik、总毫克= (0.16 MDL毫克−6.21 (r=0.93, p=0.0001)。这一发现对限制每位患者的第一次测量不敏感(r=0.9, p=0.006)。它对实际测定的排泄阿米卡星的比例也不敏感,即。Uamik, 24 h,毫克(r = 0.92, p = 0.0002)。Uamik, 24 h,毫克占美国人口的94.8%amik、总毫克。
MDL之间的相关方程由线性回归确定毫克和你amik, 24 h,毫克用于计算MDL毫克(MDL毫克,calc) from Uamik, 24 h,毫克: MDL镁、钙= (5.48 Uamik, 24 h,毫克) + 57.7。正如Bland & Altman所描述的10,绘制图(图3)⇓)表示平均MDL与MDL之间的差异毫克和MDL镁、钙。所有MDL评估之间的差异都在平均值的±2sd内。
讨论
本研究表明MDL与IF相关。更有趣的是,尿中阿米卡星排泄量与IF和MDL呈强相关,说明尿中阿米卡星排泄量反映了肺内药物沉积量。
阿米卡星是一种半合成氨基糖苷,对从CF患者分离出的需氧革兰氏阴性细菌有效,包括铜绿假单胞菌11。大多数涉及雾化氨基糖苷类的研究都是用庆大霉素进行的4或妥布霉素3.,12。一些在体外研究表明,分离的铜绿假单胞菌阿米卡星比妥布霉素更耐药吗13。然而,鉴于使用的高剂量,假设痰中获得的抗生素浓度非常高,正如Ilowite所证明的那样4庆大霉素。抵抗的概念是确定的在体外因此价值不大,局部浓度远高于最低抑制浓度。此外,一种不含亚硫酸盐的妥布霉素在法国没有商业用途。所有其他氨基糖苷类,但不包括在法国市售的阿米卡星(Amiklin®),含有亚硫酸盐,可能导致严重的过敏副作用14。这在已知有频繁支气管高反应的CF患者中尤为重要15有支气管过敏的风险16,这就是本研究使用阿米卡星的原因。在本研究中,所有患者的吸入耐受性良好,雾化后肺功能测试无变化。
治疗用气雾剂的疗效可能与肺部沉积的药物量有关。不幸的是,关于CF患者肺部气溶胶沉积的信息很少。IF是喷雾器的一个特点,而DF取决于气道的解剖结构和呼吸模式9。在本研究中,除1例患者外,所有患者DF均高于90.0%。在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者的临床研究中报道了如此高的DF17在慢性支气管炎动物模型中18在一个在体外气道模型,粘液分泌过多19。这表明,COPD和CF患者气道阻塞增强了气溶胶颗粒的沉积,因此获得了显著的气溶胶沉积。在本研究的患者中,平均MDL%雾化器中放置阿米卡星的质量为14.0%(95%置信区间9.3-18.7%),对应于肺中沉积的阿米卡星为20-252 mg。然而,MDL毫克除3项研究外,所有研究均≥100 mg。在这三项研究中,有两项是在同一患者(患者1)中进行的,该患者洗咽后胃活动高,提示上气道沉积高。意味着MDL%比肺内庆大霉素平均沉积量(7.69%)高4。本研究将需要吸气流量的雾化器应用于吸气线,使气雾剂可吸入,可能是由于避免泄漏而提高了效率。
MDL之间存在相关性%和IF,但在MDL之间没有%和其他参数。IF是CF患者阿米卡星气雾剂沉积最显著的参数。MDL之间的相关性%和IF (MDL%=0.79IF-1.73)表明沉积量约为吸入剂量的80%,沉积率在患者间差异较小(即。呼出分数)。令人惊讶的是,呼吸方式与IF或MDL没有相关性,而Ilowite4发现庆大霉素沉积剂量与分钟通气量呈钟形分布。在低通气时由于呼气时漏气而导致的低量抗生素输送到肺部的原因被解释了。本研究中的患者经过专门的雾化训练,这可能减少了患者之间呼吸方式的差异。最近的一项研究报道了影响重组人脱氧核糖核酸酶(rhDNase) I在CF中沉积的因素,报道了FEV与FEV的负相关1%和肺rhDNase I沉积20.。在本研究中,没有发现肺功能测试与阿米卡星肺沉积之间的相关性。
本研究的选择性纳入和非纳入标准以及实验设计导致入组患者数量相对较少。因此,决定对每个科目进行两次测量。虽然在疾病的稳定阶段对患者进行了研究,但在测量间隔3个月后,观察到了呼吸功能和气溶胶沉积的变化。然而,在呼吸功能的改变(如。ΔFEV1%)和任何气溶胶沉积参数(即。Δ如果ΔMDL%或ΔUamik,总)。例如,患者2和4阿米卡星肺沉积减少(表3)⇑),对应于患者4的肺功能恶化,但与患者2的肺功能改善形成对比(表1)⇑)。咽积的增加和支气管化脓都可能导致这一明显矛盾的结果。
气溶胶沉积的同位素评估在实验中是可能的,但在临床条件下不可能。经雾化给药的氨基糖苷类药物血药浓度较低或无法检测到4,21,并且需要一些测量来评估动力学。这不能在临床实践中进行,特别是在儿童中。本研究在14例沉积中证实,尿中排出阿米卡星的质量与雾化过程中肺中沉积的药物质量相关。以尿液排出的平均量代表<16.0%的质量沉积在肺(Uamik,总= (0.16 MDL毫克)−6.21),这表明大量抗生素是通过粘液纤毛和消化清除以及肠道排出的。可以推测,尿液排出的药物与沉积在肺部深处的药物相对应,即。MDL的16.0%毫克,可以通过肺泡屏障吸收。然而,血浆吸收和粘液纤毛清除之间的分布(即。分别为16.0和84.0%),仅对慢性定植的CF患者有效铜绿假单胞菌。对于病情不那么严重的CF患者,可以推测DF会更低,相反,更多的药物外周沉积会导致更高的吸收。在一项确定雾化妥布霉素在6名囊性纤维化患者中的药代动力学的研究中,Touwet al。22显示吸入剂量的平均14.9%随尿液排出。然而,他们没有评估沉积的质量。这种尿药代动力学方法在囊性纤维化以外的疾病条件下仍有待验证。
临床试验以妥布霉素作为参考12但是,目前的方法是否适用于阿米卡星以外的药物仍然是一个关键问题。考虑到它们的药理特性23,妥布霉素和阿米卡星是相对较小的分子,分子量非常相似(分别为467和586道尔顿)。两者都极易溶于水。它们的分布体积也非常接近(0.28-0.32 L·kg)−10.24 ~ 0.35 L·kg−1分别)。所有氨基糖苷类几乎全部通过肾小球滤过消除。经静脉给药时,妥布霉素在前24小时内排出的剂量比例为75-90%,阿米卡星为70-90%,肾脏清除率为80-90和80-120 mL·min−1,分别。因此,这两种药物的肺吸收、组织分布和肾脏排泄非常相似。这些发现表明,目前的结果可以合理地外推到妥布霉素。
布兰德和奥特曼10分析(图3⇑)显示MDL之间有较好的统计一致性毫克和MDL镁、钙。但由于MDL的范围较广,标准差高达29.7 mg。MDL的准确性镁、钙因此,从临床角度和对个别患者的随访来看,可能被认为是不够的。
然而,本报告首次证明了氨基糖苷气雾剂真正沉积在肺中的质量(通过一种经过验证但侵入性和昂贵的方法测量)与该气雾剂在囊性纤维化患者尿液中的排泄之间的强相关性。这提示了这种尿药代动力学方法用于监测患者组中剂量-反应关系的临床意义。需要进一步的研究来确定其与个别患者随访的相关性。
致谢
作者感谢患者和他们的父母参与这项研究,感谢K. Dieckman, C. Girault, C. Maurage, J.C. Rolland和F. Varaigne招募患者,感谢D. Raine复习英语。
- 收到了1999年9月30日。
- 接受2001年4月11日
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