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[摘要] 目的 通过建立药代动力学/药效学（PK/PD）模型确定加替沙星胃肠道最佳给药方案。方法 募集40名健康志愿者按3种给药方案（分别为：400mg qd、200mg bid、100mg qid）口服加替沙星片，HPLC-UV法测定血药浓度，求出药代动力学参数即加替沙星对敏感菌的抗菌活性MIC90；用DAS软件拟合出不同给药方案时%T＞MIC90，确定加替沙星胃肠道最佳给药方案。结果 根据建立的PK/PD模型拟合结果，3种给药方案的%T＞MIC90分别为31.6%、42.6%和17.8%。结论 优化的加替沙星胃肠道给药方案为200mg，bid，此时%T＞MIC90符合35%～55%的理想比值。
[关键词] 药代动力学/药效学模型；加替沙星；高效液相色谱法；给药方案
[中图分类号] R969 [文献标识码] B[文章编号] 1673-9701（2011）27-59-03
Optimizing Dosage Regimen of Gatifloxacin by Gastrointestinal Tract Based on Pharmacokinetic-pharmacodynamic Model
TAN Xinghua
Department of Pharmacy, Shaoxing City People’s Hospital of Zhejiang Province, Shaoxing 312000, China
[Abstract] Objective To study dosage regimen of gatifloxacin by gastrointestinal tract based on pharmacokinetic-pharmacodynamic model. Methods The study was conducted in 40 healthy vounteers. After receiving a single dose of 400 mg gatifloxacin tablets on the three dosage regimens（400mg one time a day, 200mg two times a day, 100 mg four times a day）. Blood drug concentrations were determined by HPLC-UV and the pharmaeokinetic parameters were calculated by DAS program. The pharmacodynamic parameters were minimal inhibitory concentration（MIC90）of sensitive bacteria. The pharmacokinetic and pharmacodynamic parameters were simulated by DAS program for %T＞MIC90 value，and reasonable dosage regimen was calculated. Results The PK/PD model established by DAS suggested that the value of %T＞MIC90 of three dosage regimens were 31.6%, 42.6% and 17.8%, respectively. Conclusion To achieve the ideal value 35%-55% of T＞MIC90 and more effectiveness, gatifloxacin may be taken orally 200 mg two times a day．
[Key words] Pharmacokinetic-pharmacodynamic model; Gatifloxacin; HPLC; Dosage regimen
加替沙星（gatifloxacin，GTFX）抗菌活性强、抗菌谱广，是第四代氟喹诺酮类抗生素，是氟喹诺酮分子中C7位被3-甲基哌嗪取代后的衍生物，它对许多革兰阴性菌包括流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌、克雷伯菌属、志贺菌属、沙门菌属等均具有较好的抗菌活性，而且对部分革兰阳性球菌包括溶血性链球菌、肠球菌属、肺炎链球菌、葡萄球菌属及脆弱拟杆菌、消化链球菌等厌氧菌也有较好的抗菌活性，被广泛应用于治疗各种敏感致病菌引起的感染[1]。%T＞MIC90的理想期望值为35%～55%，而加替沙星24h内的血药浓度大于MIC90的时间低于35%，故该药属于时间依赖型抗菌药[2]。故采用何种给药途径能保证%T＞MIC90尚未见报道。本实验通过对健康志愿者口服加替沙星片建立药代动力学/药效学（PK/PD）模型，旨在确定加替沙星片临床胃肠给药的剂量及优化给药设计方案和为临床用药提供准确的试验数据和体内代谢参数。
1资料与方法
1.1药品和试剂
试验药品：甲磺酸加替沙星片，规格：100mg/片，国药准字H20041459，浙江尖峰药业有限公司提供。甲磺酸加替沙星标准品（中国药品生物制品检定所提供），含量：77.9%，批号：00X66。内标：环丙沙星标准品，含量：89.6%，批号：130451，购自中国药品生物制品检定所。纯度为色谱纯的甲醇、三乙胺，二氯甲烷、磷酸二氢钠试剂为分析纯。水由Millipore超纯水器制得。
1.2仪器
Agilent高效液相色谱仪1100（包括Agilent1100自动脱气机、Agilent1100四元梯度泵、Agilent1100自动进样器）；Agilent色谱柱ZORBAX SB-C18；Agilent荧光检测器G1321A；旋涡混合器（北京同正技术发展公司）；DAS药代动力学程序软件。
1.3受试对象的选择
选择健康男性40名，年龄23～48岁，平均年龄为（31.58±3.97）岁，平均体重为（63.9±6.8）kg，平均身高为（1.67±0.07）m，体质量指数在（20～24）kg/m2。既往病史无任何疾病，经全面体检心、肝、肾无异常，血、尿常规化验及血压也均无异常。受试者无药物过敏史，试验前两周无用药经历，试验期间禁烟、酒，均签署知情同意书，使用经我院伦理委员会批准的试验方案。
1.4给药及血样采集
采用3种给药方案（共400mg，每日分别按1、2、4次给药）对40名志愿者口服应用甲磺酸加替沙星片400mg。分别按照以下方案口服甲磺酸加替沙星片：①400mg qd，即早晨7点左右400mg；②200mg bid，即早晨7点及晚上7点左右各200mg；③100mg qid，即早晨6点、中午12点、晚上6点及夜里12点左右各100mg。受试者给药前及给药后0.25、0.5、0.75、1.0、1.5、2、3、4、6、8、12、24和36h，分别于上肢静脉取血5mL于抗凝管中，以3000r/min离心10min，将分离后的血浆置于-20℃冰箱保存待测。
1.5方法学评价及血药浓度的测定
1.5.1 血浆样品预处理将含有0.05mL的内标物（0.004mg/L环丙沙星）置于带塞的玻璃试管中，精密加入血浆样品0.2mL，加入50μL双蒸水、5mL二氯甲烷、1mL/L pH7.0磷酸盐缓冲液混合，漩涡混合器振荡1min，设置转速4000r/min离心15min，吸取下层有机相，加入200μL 1mol/L盐酸，漩涡混合器振荡1min，转速为4000r/min离心5min，取上层提取液20μL进样[3，4]。
1.5.2色谱条件色谱柱：ZORBAX SB-C18（Agilent公司，250mm×4.6mm，5μm），流动相为：0.1mol/L磷酸盐缓冲液�甲醇�三乙胺，pH值为3.0；流速1.0mL/min；发射波长495nm；激发波长295nm；进样量为20μL，柱温为室温。
1.5.3标准曲线制备用加替沙星标准品制备储备液；取储备液0.2mL，以空白血浆稀释成浓度依次为0.016、0.032、0.125、0.250、0.50、0.80、1.00mg/L的血浆标准溶液。处理血浆样品后，进样分析。
1.5.4精密度与回收率加替沙星在标准血浆溶液高、中、低3个浓度点（0.80、0.25、0.032mg/L）的质控样品（QC）各400μL，每个浓度测定5个样本；以待测物的峰面积与同浓度的标准溶液经同倍数稀释后直接进样的峰面积比值，计算提取回收率。将上述同样浓度的质控样品（QC），经血浆样品处理后，每一浓度分析5个样本，连续测定3d，分别求得本法的日间精密度RSD和日内精密度RSD。
1.6PK/PD模型拟合
用DAS软件，以时间-血药浓度曲线（C-T）拟合房室模型，求出加替沙星相应的药代动力学（PK）参数[包括Ka（h-1）、V1（L）、Ke（h-1）]；药效学（PD）参数（MIC90）。选择DAS软件中的PK/PD模块，拟合加替沙星不同剂量时的%T＞MIC90[5]。
2结果
2.1 方法学评价
2.1.1专属性在本试验条件下，待测物加替沙星和内标环丙沙星分离良好，不受血浆色谱峰的干扰，加替沙星和环丙沙星的保留时间tR分别为5.9、7.6min左右[6]。
2.1.2标准曲线获得以待测物（加替沙星）与内标物（环丙沙星）的峰面积比值（Y）对待测物浓度（X）进行回归运算，求得回归方程（标准曲线）：Y＝0.00141X＋0.0321，r＝0.9996。由标准曲线知加替沙星的最低定量限为0.016mg/L，线性范围为（0.016～1.000）mg/L。见图1。
图1HPLC法测定口服加替沙星的血浆标准曲线
2.1.3回收率与精密度评价加替沙星在标准血浆溶液低、中、高3个浓度点，分别计算出的提取回收率是（88.12±11.10）%、（124.31±10.35）%、（101.23±8.06）%。加替沙星在标准血浆溶液低、中、高3个浓度点，分别计算出的日内精密度RSD分别为7.24%、4.24%、15.43%，日间精密度RSD分别为5.15%、9.87%、15.79%，均满足精密度要求。
2.2药代动力学和药效学参数
40名健康志愿者口服加替沙星400mg的平均血药浓度-时间曲线符合一级消除药代动力学的二室开放模型，其平均药-时曲线见图2。
图240位健康受试者口服400mg加替沙星后的平均血药浓度-时间曲线
拟合所得与建模相关PK参数K12、Ka、K21、V1、Ke分别为0.22、4.88、0.78、21.23和0.89。加替沙星为喹诺酮类广谱抗生素，对沙门菌属和志贺菌属的MIC90为（0.33～1.03）mg/L，对流感嗜血杆菌的抗菌活性（MIC90）为0.98mg/L，对肺炎链球菌的MIC90为（0.45～1.20）mg/L。可见，加替沙星的MIC90在不低于1mg/L时，对大多数致病微生物均能灭活。
2.3加替沙星的PK/PD模型拟合
本研究应用DAS软件对PK-PD及药代动力学的建立拟合2个模块，前者拟合出给药方案，后者拟合出药代动力学参数。
2.3.1剂量400mg qd给药如果加替沙星的临床用量为400mg，qd，即每天一次，按早晨7点左右时间点口服药物400mg。结果24h内加替沙星血药浓度在1mg/L以上的总时间为7.58h，即%T＞MIC90的时间为31.6%（7.58/24）。
2.3.2剂量200mg bid给药如果加替沙星的临床用量为400mg，bid，即每天两次，按早晨7点及晚上7点左右时间点口服药物各200mg，每次间隔12h。结果24h内加替沙星血药浓度在1mg/L以上的总时间为10.22h，即%T＞MIC90的时间为42.6%（10.22/24）。
2.3.3剂量100mg qid给药如果加替沙星的临床用量为100mg，qid，即每天四次，按早晨6点、中午12点、晚上6点及夜里12点左右时间点口服药物各100mg，每次间隔6h。结果24h内加替沙星血药浓度在1mg/L以上的总时间为4.27h，即%T＞MIC90的时间为17.8%（4.27/24）。
3讨论
加替沙星为第四代喹诺酮类广谱抗生素，能够杀灭流感嗜血杆菌、克雷伯菌属、沙门菌属、铜绿假单胞菌、溶血性链球菌、志贺菌、肠球菌属、肺炎链球菌、葡萄球菌属等导致呼吸道和泌尿道感染的细菌。目前在临床用药中，口服加替沙星尚无公认的给药方案，给药方案多为400mg qd使用，但是临床效果不是特别满意，尤其是呼吸道感染疗效不理想。可能是少数出现耐药所致，另外还有可能与其给药方案不科学、血药浓度过度波动有关。
依据PK/PD模型的理论，抗菌药物可分为浓度依赖型和时间依赖型两大类。大多数喹诺酮类的抗生素包括加替沙星为时间依赖型抗菌药物。对许多常见细菌感染，喹诺酮类%T＞MIC90期望值为35%～55%[7]。本研究经过对3种给药方案的对比，若要满足%T＞MIC90，加替沙星片应该每次200mg，每日服药2次，才能使24h内的血药浓度维持在1mg/L以上的时间＞35%，此时，大多数敏感菌能被加替沙星杀灭。
本研究显示，加替沙星胃肠道给药的最佳优化方案为200mg bid，且应保证给药间隔时间达12h，才能达到较好的临床效果，减少耐药性的产生，此结果在临床上应用还需要更多的临床药理学证据证实；同时，微生物感染应用抗菌药治疗时，首先要考虑该抗生素的抗菌谱，其次要充分了解每种抗生素的药代动力学特点，只有当PK/PD有效结合时，才能使治疗效果达到最佳。
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（收稿日期：2011-06-20）
