新生兒治療藥物監(jiān)測研究進(jìn)展

畢重文，李正翔，袁恒杰

(天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院，天津 300052)

新生兒具有獨(dú)特的病生理特征，個(gè)體間甚至不同疾病階段個(gè)體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)均有較大差異，導(dǎo)致其在藥物治療過程中常難以達(dá)到預(yù)期治療效果，或發(fā)生與藥物相關(guān)的不良反應(yīng)。治療藥物監(jiān)測(TDM，therapeutic drug monitoring)是一項(xiàng)檢測生物樣本中的藥物及其代謝產(chǎn)物濃度的技術(shù)，在國內(nèi)興起于20世紀(jì)80年代，起初其用途僅限于臨床藥物中毒分析。30多年來，檢測方法愈發(fā)成熟，檢測藥物種類不斷擴(kuò)充，治療藥物監(jiān)測學(xué)科建設(shè)亦有了長足的發(fā)展。TDM現(xiàn)已成為臨床上精準(zhǔn)用藥不可或缺的技術(shù)手段，醫(yī)師可通過TDM檢測數(shù)據(jù)做到“量體裁衣”，為新生兒制定個(gè)體化藥物治療方案，以達(dá)到預(yù)期療效，減少不良反應(yīng)。本文從藥代動(dòng)力學(xué)特征、可開展項(xiàng)目、檢測技術(shù)及檢測流程、新TDM理論多個(gè)方面介紹新生兒治療藥物監(jiān)測領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

1 新生兒藥代動(dòng)力學(xué)特征

新生兒作為特殊的治療群體，其出生后的身體組成及生理功能均在不斷地變化發(fā)展，可能影響藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝及排泄，使其表現(xiàn)出與成人不同的藥代動(dòng)力學(xué)特征[1]，最終影響藥物療效。

1.1吸收 與年長兒及成人相比，2歲內(nèi)的新生兒胃液酸度普遍較低，導(dǎo)致一些弱堿性藥物或酸不穩(wěn)定藥物的吸收量增加，例如青霉素G、阿莫西林及乙酰紅霉素等藥物。而一些弱酸性藥物例如苯巴比妥、阿司匹林等的生物利用度較成人低。此外，新生兒的胃排空速度較慢、腸黏膜通透性高，也會(huì)導(dǎo)致藥物在胃腸道的吸收差異性。因此在口服藥物后，新生兒的藥物吸收量往往難以估算。新生兒局部血液灌流不足，肌肉及皮下注射后易導(dǎo)致局部硬結(jié)，藥物吸收不規(guī)律，部分藥物還可刺激損害周邊組織。因此，口服及靜脈外注射對(duì)于新生兒具有非常大的局限性，而靜脈注射及滴注作為可控的給藥途徑，尤其對(duì)于危重患兒來說，是最佳的給藥途徑，在臨床上被廣泛應(yīng)用。

1.2分布 新生兒體液量占體重的百分比高達(dá)80%，水溶性藥物表觀分布容積大于成人，而脂溶性藥物表觀分布容積較小。新生兒血漿蛋白量低，使用高血漿蛋白結(jié)合或同時(shí)使用競爭性蛋白結(jié)合的藥物時(shí)，可導(dǎo)致全血中游離藥物濃度較高，藥物作用強(qiáng)度增加。此外，新生兒血腦屏障尚未成熟，水溶性藥物(青霉素類、巴比妥類等)易通過該屏障，引發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不良反應(yīng)[2-4]。

1.3代謝 新生兒肝臟的微粒體酶活性較低，主要通過肝臟代謝的藥物，其半衰期會(huì)延長，例如新生兒服用氯霉素導(dǎo)致蓄積，發(fā)生灰嬰綜合征[5,6]。此外，新生兒尤其早產(chǎn)兒還存在與成人不同的代謝途徑，例如使用丙戊酸后，可引起部分患兒肝損傷[7]。

1.4排泄 1歲內(nèi)新生兒腎功能比成人弱，尤其早產(chǎn)兒的腎單位較少，其腎功能個(gè)體差異性更大。新生兒的腎功能主要依靠腎小球?yàn)V過功能，足月新生兒6個(gè)月后其腎小球?yàn)V過率才能達(dá)到成人水平，期間主要受其影響的腎臟清除率也逐漸上升。此外新生兒肝臟藥物代謝能力弱，大部分藥物以原型通過腎臟排出，與成人相比，更易發(fā)生藥物蓄積中毒[8,9]。

2 新生兒TMD項(xiàng)目

新生兒有其獨(dú)特的藥代動(dòng)力學(xué)及病生理特征：分娩前，某些帶病母體會(huì)使用鎮(zhèn)痛藥及抗癲癇藥，常需同時(shí)檢測母體、臍帶血、新生兒體內(nèi)的藥物濃度。出生后，新生兒可能會(huì)有支氣管痙攣、心功能不全、感染及癲癇等疾病，需根據(jù)用藥情況開展相應(yīng)的TDM項(xiàng)目。目前，臨床已開展的TDM項(xiàng)目涉及抗生素類、抗真菌類、抗癲癇類、心血管類、平喘類及鎮(zhèn)痛類等藥物，本文將國內(nèi)外已有文獻(xiàn)報(bào)道的新生兒TDM項(xiàng)目總結(jié)，見表1。

表1 國內(nèi)外已有文獻(xiàn)報(bào)道的新生兒TDM種類

2.1萬古霉素 該藥物可用于治療新生兒MRSE/MRSA引起的敗血癥、重癥肺炎等疾病，濃度過高易發(fā)生腎臟及耳毒性，長期低濃度應(yīng)用時(shí)易發(fā)生耐藥。臨床醫(yī)師往往根據(jù)體重或日齡制定經(jīng)驗(yàn)性給藥方案，難以達(dá)到理想的治療效果或產(chǎn)生不良反應(yīng)，因此需通過TDM技術(shù)監(jiān)測其體內(nèi)萬古霉素含量。理想的監(jiān)測參數(shù)是藥時(shí)曲線下面積與最小抑菌濃度的比值(AUC/MIC>400)，但由于實(shí)際應(yīng)用時(shí)，部分參數(shù)常缺失，因此使用谷濃度值作為其參考范圍[10-12]，我國專家共識(shí)推薦參考值為15～20 mg/L[13]，英國兒童處方集建議降低萬古霉素的推薦參考范圍為10～15 mg/L[14]。萬古霉素的半衰期在10 h左右，新生兒的給藥頻次通常為q 8 h或者q 12 h，在經(jīng)過5個(gè)半衰期或滴注5～8次后，體內(nèi)的藥物濃度趨于穩(wěn)定，此時(shí)采血進(jìn)行檢測。

2.2伏立康唑 新生兒尤其早產(chǎn)兒的住院周期較長，免疫功能低下，長期使用有創(chuàng)診療手段時(shí)，極易發(fā)生深部真菌感染及真菌敗血癥。伏立康唑可用于侵襲性曲霉菌、氟康唑耐藥念珠菌引起的嚴(yán)重感染。該藥物具有非線性藥代動(dòng)力學(xué)，血藥濃度個(gè)體差異較大。此外，部分患兒使用伏立康唑后，可發(fā)生嚴(yán)重不良反應(yīng)，例如急性肝衰竭等[15,16]。因此，血藥濃度監(jiān)測作為一種有效手段，可用于評(píng)估伏立康唑的療效及安全性。調(diào)整伏立康唑劑量、患者發(fā)生不良事件或療效欠佳、加用或停用影響伏立康唑藥代動(dòng)力學(xué)藥物時(shí)，推薦應(yīng)重復(fù)監(jiān)測伏立康唑血藥濃度。伏立康唑進(jìn)行血藥濃度監(jiān)測時(shí)，推薦監(jiān)測穩(wěn)態(tài)血藥谷濃度[17,18]。在給予負(fù)荷劑量時(shí)，建議伏立康唑首次監(jiān)測時(shí)機(jī)應(yīng)不早于第5次給藥前(第3日)。我國相關(guān)指南推薦伏立康唑目標(biāo)血藥谷濃度的下限為0.5 mg/L[19]，而部分國外學(xué)者認(rèn)為伏立康唑血藥谷濃度的目標(biāo)值應(yīng)大于1 mg/L[20]。

2.3苯巴比妥 該藥物作為預(yù)防和治療新生兒窒息所致的缺氧缺血性腦病的首選藥物，也可用于治療新生兒高膽紅素血癥。其使用劑量及頻率目前尚存在爭議，臨床應(yīng)用時(shí)多會(huì)使用負(fù)荷劑量，以迅速達(dá)到治療濃度范圍。此外，高膽紅素血癥的患兒，膽紅素與藥物可競爭性結(jié)合血漿蛋白，體內(nèi)游離藥物濃度更高。該藥物半衰期高達(dá)100 h，因此不建議過早監(jiān)測血藥濃度，可在使用維持劑量3 d后，對(duì)患兒進(jìn)行谷濃度監(jiān)測，參考濃度范圍為20～40 mg/L[21,22]。此外，盧明[23]發(fā)現(xiàn)新生兒唾液中苯巴比妥藥物濃度與血中濃度比值在0.4左右，與成人基本相同，可間接反映體內(nèi)的藥物濃度。此外，唾液樣本為非損傷性采樣，對(duì)于新生兒人群具有較大優(yōu)勢。

2.4地高辛 地高辛是一種強(qiáng)心苷類藥物，可用于治療新生兒心功能不全及快速心房顫動(dòng)，該藥物治療窗窄，易透過血腦屏障，主要以原形經(jīng)腎排除。1歲以下兒童使用該藥物時(shí)，多基于體重或體表面積將成人劑量折算成新生兒使用劑量，極易導(dǎo)致給藥量不足或過量給藥，此外，新生兒腎功能及血腦屏障均發(fā)育不全，極易引發(fā)惡心、腹痛、無力等癥狀。新生兒無法表達(dá)其感受，因此使用該藥物時(shí)，需嚴(yán)格控制使用劑量，并開展TDM監(jiān)測。多建議患兒在使用地高辛8 d左右采血測定，靜脈注射、口服給藥后6 h至再次給藥前取血測定血藥濃度，參考范圍為1～2 ng/ml，同時(shí)監(jiān)測其血鉀濃度[24,25]。

2.5(氨)茶堿 氨茶堿是乙二胺和茶堿組成的復(fù)鹽，體內(nèi)可釋放出活性成分茶堿。臨床上主要用其治療新生兒呼吸暫停，而茶堿藥代動(dòng)力學(xué)的個(gè)體差異大，治療窗較窄。成人血藥濃度為10～20 mg/L、兒童的血藥濃度為5～15 mg/L時(shí)，可發(fā)揮其支氣管舒張作用，而新生兒的支氣管平滑肌發(fā)育不足，過高的藥物濃度可導(dǎo)致發(fā)生不良反應(yīng)[26,27]。6～11 mg/L或者更低可能是新生兒理想的血藥濃度范圍。靜脈滴注結(jié)束30 min時(shí)取血測定峰濃度，持續(xù)靜脈滴注16～24 h后測定穩(wěn)態(tài)血藥濃度，口服溶液給藥后1 h、普通片給藥后2 h取血測定峰濃度，緩釋片給藥后4 h取血測定峰濃度。

2.6舒芬太尼 是一種新型的類嗎啡強(qiáng)效鎮(zhèn)痛藥，其與羅哌卡因可制成復(fù)合制劑，通過硬膜外給藥，逐漸應(yīng)用于分娩鎮(zhèn)痛。新生兒在分娩前，舒芬太尼可通過臍帶血進(jìn)入胎兒體內(nèi)產(chǎn)生蓄積效應(yīng)，此外胎兒的藥物代謝能力較弱，可能產(chǎn)生呼吸抑制等不良反應(yīng)，因此可通過監(jiān)測舒芬太尼的濃度，推導(dǎo)舒芬太尼的最佳給藥劑量[28]。此外還可監(jiān)測初乳中的藥物含量，以判斷初乳是否可食用[29]。

3 新生兒TDM檢測技術(shù)進(jìn)展

3.1檢測方法 目前，新生兒TDM檢測方法與成人基本類似，按檢測原理可分為兩大類：色譜法和免疫分析法。色譜法是利用不同極性的化合物在固定相的保留差異進(jìn)行分離后，采用專屬性檢測器進(jìn)行檢測，采用藥物濃度(或與內(nèi)標(biāo)物的比值)儀器響應(yīng)值之間的關(guān)系進(jìn)行定量的方法。其優(yōu)勢眾多：靈敏度高，質(zhì)譜檢測器可達(dá)到ng/ml級(jí)別；專屬性極強(qiáng)，可同時(shí)檢測多種原型藥物及其代謝產(chǎn)物；檢測試劑成本低；檢測項(xiàng)目及樣本類型不受限。但也有一些不足：儀器設(shè)備價(jià)格高；試劑需自配，臨床應(yīng)用之前需復(fù)雜的方法學(xué)驗(yàn)證工作，對(duì)操作人員技術(shù)要求高；樣本處理復(fù)雜，短期難得出結(jié)果。

免疫分析法是利用被測藥物與標(biāo)記藥物之間競爭性結(jié)合單克隆抗體的原理，建立響應(yīng)值與藥物濃度之間的關(guān)系。與色譜法相比，免疫分析法有眾多優(yōu)勢：檢測試劑商品化，無需自配；前處理方法簡單，可短時(shí)間處理及檢測大批量的樣本；僅需簡單的檢測方法學(xué)確證，檢測方法應(yīng)用快，對(duì)操作人員要求低。但仍存在較多劣勢限制其廣泛應(yīng)用：商品化試劑成本較高，目前各省市收費(fèi)較低，難以達(dá)到盈利甚至收支平衡；可檢測藥物種類受限；藥物代謝產(chǎn)物對(duì)檢測結(jié)果有影響，結(jié)果一般較色譜法高；該類商品化試劑經(jīng)SFDA批準(zhǔn)時(shí)，其檢測范圍僅限于血漿或者血清，無法檢測腦脊液、尿液等其他生物樣本[31]。免疫法亦有許多分類，具體名稱及常見縮寫見表2。

表2 目前的TDM檢測技術(shù)及分類

3.2檢材 新生兒TDM檢材類型基本與成人類似，根據(jù)檢測項(xiàng)目及檢測目的，可采用血清、血漿、全血、尿液、唾液、腦脊液等常見生物樣本。此外，部分項(xiàng)目需要測定母體與新生兒之間濃度的關(guān)系，可同時(shí)取二者的血液樣本或臍帶血。新生兒血量少，樣本珍貴，部分機(jī)構(gòu)采用干血片的方法進(jìn)行采樣，僅需1～2滴靜脈血，即可完成相應(yīng)檢測[32]。

3.3采樣方法 同樣，新生兒TDM采樣方法根據(jù)檢測項(xiàng)目及檢測目的，可分為多種操作方法，詳見表1。若懷疑藥物中毒，可隨時(shí)采樣。在常規(guī)TDM工作中，一般采用穩(wěn)態(tài)的谷濃度或者峰濃度進(jìn)行采樣，一般連續(xù)給藥5個(gè)半衰期后，藥物濃度趨于穩(wěn)定，谷濃度一般在給藥前取血，峰濃度則在靜脈給藥后10～30 min后采血，普通口服制劑給藥后1～2 h采血，緩釋制劑給藥后2～4 h采血。

4 TDM理論的發(fā)展

4.1群體藥代動(dòng)力學(xué)在TDM中的應(yīng)用 藥物在上市前，均采用成人作為受試者進(jìn)行傳統(tǒng)的藥代動(dòng)力學(xué)研究，而兒科用藥劑量均由臨床經(jīng)驗(yàn)或成人劑量推導(dǎo)而來，存在較大的局限性。群體藥代動(dòng)力學(xué)(population pharmacokinetics，PPK)是將統(tǒng)計(jì)學(xué)研究方法運(yùn)用到傳統(tǒng)的PK研究中，通過定量考察患兒病生理等各種因素，研究藥物在群體和個(gè)體間的處置規(guī)律，屬于定量藥理學(xué)研究范疇。

目前美國FDA推薦采用非線性混合效應(yīng)模型法(NONMEM法)，該方法通過考察群體典型值，固定效應(yīng)(年齡、性別、身高、體重、藥物基因組等因素)和隨機(jī)效應(yīng)(個(gè)體間和個(gè)體內(nèi)的隨機(jī)誤差)，建立相應(yīng)PPK模型。PPK模型可通過科學(xué)的計(jì)算提高TDM檢測數(shù)據(jù)的臨床應(yīng)用價(jià)值，既可以預(yù)測血藥濃度，又可以調(diào)整給藥方案(給藥劑量、輸注速度、間隔等)。

李智平[33]建立了小于2個(gè)月的新生兒人群中的哌拉西林/他唑巴坦的PPK模型，采用二室模型，得出兩種藥物群體清除率標(biāo)準(zhǔn)值，哌拉西林：CL=(0.369±0.014)L/h，他唑巴坦：CL=(0.414±0.014)L/h。依照此模型，調(diào)整了對(duì)臨床上20余名患兒的用藥方案，結(jié)果表明該模型的預(yù)測值與實(shí)測值相接近，該模型預(yù)測性能良好，可作為新生兒哌拉西林/他唑巴坦個(gè)體化使用的依據(jù)。一項(xiàng)臨床試驗(yàn)中[34]采集了47名患有呼吸暫停的新生兒的相關(guān)資料，所有患者靜脈使用氨茶堿后，經(jīng)HPLC法測定茶堿的血藥濃度。采用NONMEM法考察月齡、體重、身高、性別、肝腎功能及合并用藥情況對(duì)其清除率和表觀分布容積的影響，其模型為CL(L/h)=0.072×(WT/1.94)0.863×(ALT/10.83)0.284×0.752FDS，V(L)=2.01，其中體重、肝功能(ALT)、及合并果糖二磷酸均是影響清除率的主要參數(shù)。采用Bootstrap法證實(shí)了該模型具有良好的穩(wěn)定性和內(nèi)部有效性。95.74%患兒的茶堿血藥濃度實(shí)測值與預(yù)測值相接近，證明該模型的預(yù)測準(zhǔn)確度較高。寇晨等[35]收集了42例使用拉氧頭孢鈉治療感染的新生兒的相關(guān)臨床資料，采用NONMEM法和一室模型，建立拉氧頭孢鈉在新生兒的PPK模型，CL(L/h)=0.35×(糾正胎齡/38)2.51×(每日體重/2 390)0.75，V(L)=1.43×(每日體重/2 390),采用Bootstrap法和NPDE驗(yàn)證了該模型具有較高的準(zhǔn)確性和精確性，也提出了每日體重和糾正胎齡是影響該藥物在新生兒群體中的清除率最重要的因素。

4.2藥物基因組學(xué)在TDM中的應(yīng)用 藥物基因組學(xué)是探討基因的遺傳變異對(duì)藥物治療效果的影響，隸屬于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)范疇。藥物基因主要通過影響藥代和藥效發(fā)揮作用，目前比較成熟的領(lǐng)域?yàn)閱魏塑账岫鄳B(tài)性對(duì)于藥物代謝酶的影響。以藥物基因組學(xué)為導(dǎo)向的TDM已成為近年來的研究熱點(diǎn)和工作方向。然而，新生兒用藥范圍窄，其臨床研究亦存在倫理禁區(qū)，新生兒的單核苷酸基因多態(tài)性研究尚不多見，多集中在影響抗炎藥物代謝的CYP2C8和CYP2C9兩個(gè)基因亞型，且循證醫(yī)學(xué)證據(jù)尚不充足。Smith C J等[36]及Xavier D等[37]分別研究了抗炎藥物治療動(dòng)脈導(dǎo)管未閉的患兒的CYP2的多態(tài)性對(duì)于藥物療效的影響，得出了不同的結(jié)論，前者采用病例對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，rs2153628及rs1799853D兩個(gè)位點(diǎn)可能與新生兒使用吲哚美辛治療動(dòng)脈導(dǎo)管未閉的臨床療效相關(guān)， CYP2C9多態(tài)性可通過影響吲哚美辛的代謝影響藥物療效。而后者則認(rèn)為，非甾體抗炎藥如布洛芬，在治療新生兒動(dòng)脈導(dǎo)管未閉時(shí)，基因多態(tài)性例如CYP2C9和CYP2C8并不會(huì)影響最終的臨床療效。因此，新生兒的藥物基因組與藥物療效的相關(guān)性研究尚處于空白，仍需要更多高級(jí)別的研究數(shù)據(jù)來指導(dǎo)臨床用藥。

未來，新型TDM檢測技術(shù)會(huì)朝著更靈敏、更高通量、更簡便的方向發(fā)展，基于定量藥理學(xué)的深層次臨床數(shù)據(jù)挖掘，亦將會(huì)是研究熱點(diǎn)。筆者認(rèn)為，未來的TDM工作模式應(yīng)以TDM監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，輔以藥物基因組學(xué)，構(gòu)建群體藥代動(dòng)力學(xué)模型，做到“量體裁衣”，為新生兒制定個(gè)體化藥物治療方案，以達(dá)到預(yù)期療效，減少不良反應(yīng)。