多西他賽在乳腺癌病人中群體藥代動(dòng)力學(xué)模型的驗(yàn)證

程金泉，石慶平，劉 哲，孔令提，余美玲

乳腺癌是全球女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤。近年來(lái)，其發(fā)病率和死亡率也逐漸上升，并且發(fā)病年齡也更趨向年輕化，很多病人甚至出現(xiàn)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。多西他賽是治療晚期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移性乳腺癌最常見(jiàn)的化療藥物之一，同時(shí)也適用于非小細(xì)胞肺癌、前列腺癌、卵巢癌以及胃癌等其他多種癌癥的化療。由于其在細(xì)胞內(nèi)濃度高、滯留時(shí)間長(zhǎng)而具有更高的抗腫瘤活性，被廣泛應(yīng)用于臨床[1-3]。

盡管多西他賽具有一定的臨床療效，但由于其治療窗窄，選擇性低，不良反應(yīng)大，導(dǎo)致很多病人沒(méi)有達(dá)到理想的治療效果，甚至出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象或者引起嚴(yán)重的不良反應(yīng)。多西他賽在臨床上主要通過(guò)病人的體表面積 (BSA) 制定給藥劑量[4-5]。然而，BEUMER等[6]指出,依據(jù) BSA 的給藥方式，其用藥劑量的個(gè)體間也同樣存在較大的藥動(dòng)學(xué)差異。所以，治療藥物監(jiān)測(cè) (TDM) 在多西他賽臨床應(yīng)用中不可或缺。

近年來(lái)，群體藥代動(dòng)力學(xué) (PPK) 作為一種優(yōu)于傳統(tǒng)藥動(dòng)學(xué)分析的方法，在促進(jìn)對(duì)藥動(dòng)學(xué)變異性的理解和量化方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這對(duì)于如何構(gòu)建PPK模型預(yù)測(cè)最佳初始給藥劑量來(lái)滿(mǎn)足病人的個(gè)人需求至關(guān)重要[7-8]。目前，多西他賽PPK的研究越來(lái)越多[9-10]。 然而，當(dāng)試圖將這些模型外推到其他病人群體時(shí)，這些模型的可預(yù)測(cè)性往往不清楚。因此，有必要事先利用外部數(shù)據(jù)集對(duì)已發(fā)布模型的跨群體預(yù)測(cè)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

本研究納入國(guó)內(nèi)外有關(guān)多西他賽PPK研究文獻(xiàn)，匯總不同群體下的所有PPK模型參數(shù)及其公式，并利用已收集的多西他賽TDM數(shù)據(jù)對(duì)文獻(xiàn)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。利用非線(xiàn)性混合效應(yīng)模型擬合國(guó)內(nèi)外已發(fā)表的PPK模型。根據(jù)實(shí)測(cè)濃度-預(yù)測(cè)濃度 ( DV-PRED) 圖與可視化預(yù)測(cè)檢驗(yàn) (VPC) 來(lái)評(píng)估擬合效果，為選擇較為適合中國(guó)乳腺癌病人的多西他賽PPK模型提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 多西他賽PPK模型回顧

1.1.1 文獻(xiàn)檢索策略 計(jì)算機(jī)檢索PubMed、EMbase、Web of Science、中國(guó)知網(wǎng)以及萬(wàn)方等數(shù)據(jù)庫(kù)。各數(shù)據(jù)庫(kù)檢索時(shí)間至2019年8月30日。英文檢索詞包括Docetaxel、Taxotere、Breast cancer、Mammary cancer、Population pharmacokinetics、Pharmacokinetics、Nonlinear mixed effect model；中文檢索詞包括多西他賽、多西紫杉醇、乳腺癌、群體藥代動(dòng)力學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)、非線(xiàn)性混合效應(yīng)模型。以PubMed為例，具體檢索策略為：#1 Docetaxel;#2 Breast cancer OR Mammary cancer ;#3 Population pharmacokinetics OR Pharmacokinetics OR Nonlinear mixed effect model；#4 #1 AND #2 AND #3。

1.1.2 文獻(xiàn)納入、排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)研究類(lèi)型為多西他賽PPK模型研究，文種限中、英文；(2)多西他賽的給藥途徑為靜脈滴注，用藥方式為單用或與其他藥物聯(lián)合使用；(3)使用PPK相關(guān)軟件建立模型并報(bào)道藥動(dòng)學(xué)參數(shù)清除率(CL)或表觀分布容積(V)的模型計(jì)算公式。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)研究類(lèi)型不是多西他賽PPK的文獻(xiàn)；(2)缺乏關(guān)鍵的多西他賽藥動(dòng)學(xué)模型建立的模型工具；(3)多西他賽群體藥動(dòng)學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)不完整或部分缺失導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行模型擬合。

通過(guò)篩選，獲得最終符合條件的 PPK 文獻(xiàn)。從文獻(xiàn)中提取病人的基本信息，納入考察的和具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的協(xié)變量，個(gè)體間變異模型、模型參數(shù)以及相應(yīng)的模型公式。

1.2 外部驗(yàn)證乳腺癌病人的臨床數(shù)據(jù)收集 從蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院2018年11月就診住院的且經(jīng)臨床病理學(xué)診斷確認(rèn)為乳腺癌病人的人群中，篩選使用多西他賽進(jìn)行化療的病人，即年齡≥18歲，卡式評(píng)分 (KPS) ≥70，預(yù)計(jì)生存期≥3個(gè)月的病人，化療前血常規(guī)、肝腎功能檢查正常的病人，進(jìn)行多西他賽血藥濃度測(cè)定，收集多西他賽TDM數(shù)據(jù)。對(duì)于治療依從性較差的病人，合并有其他重要臟器疾病的病人以及妊娠或哺乳期婦女排除在外。本研究已經(jīng)獲得蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，并在病人知情同意下開(kāi)展。

1.3 數(shù)據(jù)提取 文獻(xiàn)中的基本數(shù)據(jù)提取參考已發(fā)表的PPK研究，納入的數(shù)據(jù)包括研究第一作者，發(fā)表年份，研究病人數(shù)量、采血點(diǎn)數(shù)、年齡、體質(zhì)量、BSA、生化實(shí)驗(yàn)室檢查數(shù)據(jù)以及給藥方案。臨床乳腺癌病人數(shù)據(jù)提取包括多西他賽給藥劑量、TDM數(shù)據(jù)；病人的年齡、體質(zhì)量、身高、生化實(shí)驗(yàn)室檢查數(shù)據(jù)以及合并其他化療藥物信息(如表柔比星、5-氟尿嘧啶、吉西他濱等)。所有數(shù)據(jù)的收集與整理由專(zhuān)業(yè)的研究人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并且盡量避免可能出現(xiàn)的偏倚。

1.4 給藥方案與血樣采集 納入本研究的所有乳腺癌病人均采用靜脈滴注方式給予120或140 mg的多西他賽(20 mg/支，江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司)加入到250 mL 5%葡萄糖溶液或0.9%氯化鈉溶液中進(jìn)行化療，平均輸注時(shí)間為1～2 h，每3周為一個(gè)化療周期，輸注多西他賽前一天常規(guī)應(yīng)用地塞米松抗過(guò)敏減少化療時(shí)可能出現(xiàn)的過(guò)敏反應(yīng)，輸注期間使用心電監(jiān)測(cè)血壓和脈博。本研究采用稀疏采樣策略，即每位病人在給藥后的0.5、0.75、1、2、3、4、5、6、8、10、11、12 h隨機(jī)選擇2～3個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行采血，每次采血2～4 mL。

1.5 多西他賽血藥濃度監(jiān)測(cè) 采用膠乳免疫比濁法對(duì)多西他賽血漿樣本進(jìn)行濃度檢測(cè)而獲得血藥濃度結(jié)果。使用的儀器與試劑包括：ES-200全自動(dòng)生化分析儀 (E-LAB Biological Science & Technology Co.,LTD)、多西紫杉醇 MyCare測(cè)定試劑盒與多西紫杉醇校準(zhǔn)品(江蘇長(zhǎng)星醫(yī)療科技有限公司)。在病人給藥開(kāi)始后按照預(yù)先設(shè)計(jì)的采血點(diǎn)采集靜脈血 2～4 mL 置于肝素管內(nèi)，混勻，在3 000 r/min的低溫冷凍離心機(jī)中離心5 min，吸取上清血漿200 μL于反應(yīng)杯中，將反應(yīng)杯置于反應(yīng)槽中進(jìn)行檢測(cè)，獲得多西他賽血藥濃度數(shù)據(jù)。

1.6 已發(fā)表的多西他賽PPK模型預(yù)測(cè)性能評(píng)估 使用基于仿真的模型診斷方法：DV-PRED圖和可視化預(yù)測(cè)檢驗(yàn)VPC對(duì)已發(fā)表的多西他賽PPK模型的預(yù)測(cè)性能進(jìn)行評(píng)估。使用文獻(xiàn)中的模型參數(shù)、有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的協(xié)變量以及相應(yīng)的殘差變異，并將參數(shù)固定。使用Phoenix 8.2.0 (Certara Company,USA) 軟件中非線(xiàn)性最大混合效應(yīng)模型對(duì)文獻(xiàn)模型與外部數(shù)據(jù)擬合情況作出診斷圖形。根據(jù)擬合的 DV-PRED 圖判斷這些模型對(duì)乳腺癌病人應(yīng)用多西他賽血藥濃度數(shù)據(jù)的擬合效果，另外再利用 VPC 檢驗(yàn)生成的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合診斷，利用實(shí)測(cè)濃度(DV)的第5、50與95百分位數(shù)和對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)濃度(PRED)的95%置信區(qū)間擬合情況作出擬合濃度和DV值相對(duì)于時(shí)間點(diǎn)的圖形。通過(guò)對(duì)不同模型擬合效果的比較，挑選出適合國(guó)內(nèi)乳腺癌病人多西他賽PPK模型。

2 結(jié)果

2.1 納入病人的基本信息 39例女性乳腺癌病人血藥濃度作為外部驗(yàn)證數(shù)據(jù)集進(jìn)行多西他賽PPK模型的驗(yàn)證，基本的人口學(xué)和實(shí)驗(yàn)室檢查數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。其中病人年齡33～67歲，體質(zhì)量45～78 kg，BSA 1.49～1.99 m2。共獲得108個(gè)多西他賽血藥濃度數(shù)據(jù)，每例病人采集2～3次，給藥方式為單用或與表柔比星、環(huán)磷酰胺等其他化療藥物聯(lián)合使用，單獨(dú)使用多西他賽化療16例，與聯(lián)合化療23例。病人的BSA使用許文生式公式進(jìn)行計(jì)算[11]，肌酐清除率使用 Cockcroft-Gault公式進(jìn)行計(jì)算[12]，腫瘤病人的生活質(zhì)量評(píng)分使用WHO評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[13]。

2.2 已發(fā)表多西他賽PPK模型 通過(guò)文獻(xiàn)篩選，共納入6篇已發(fā)表的多西他賽PPK模型的研究，其中2篇研究建立了二房室模型[14-15]， 4篇研究建立了三房室模型[16-19]。對(duì)每個(gè)研究的人群、病人數(shù)目、采血點(diǎn)數(shù)、BSA、給藥方案等基本信息以及各研究納入考察的協(xié)變量、具有顯著影響的協(xié)變量、模型公式、藥動(dòng)學(xué)參數(shù)等分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比。表2和表3分別總結(jié)了納入研究的基本信息與多西他賽PPK模型參數(shù)信息。

2.3 多西他賽PPK模型驗(yàn)證

2.3.1 模型診斷圖 使用DV-PRED圖對(duì)文獻(xiàn)模型與本研究數(shù)據(jù)的擬合程度進(jìn)行檢驗(yàn)比較。各模型的DV-PRED擬合效果圖見(jiàn)圖1。圖中橫坐標(biāo)是PRED(μg/L)，縱坐標(biāo)為DV(μg/L)，黑線(xiàn)代表參考線(xiàn)(Y=X 線(xiàn))，紅虛線(xiàn)代表各散點(diǎn)的趨勢(shì)線(xiàn)。若PRED越接近于DV，也就是散點(diǎn)的趨勢(shì)線(xiàn)越接近Y=X線(xiàn)說(shuō)明該模型對(duì)本研究數(shù)據(jù)擬合效果越好。從圖中可以看出BRUNO模型與LAUNAY-ILIADIS模型相對(duì)較好之外，其余模型對(duì)乳腺癌血藥濃度數(shù)據(jù)擬合的效果均不佳。

表1 39例女性乳腺癌病人的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)信息

ALT：丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶；AST:門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶； ALP：堿性磷酸酶；TBIL：總膽紅素；TBA：總膽汁酸；PA：前白蛋白；TP：總蛋白；ALB：白蛋白；SCR：血清肌酐；Ccr：肌酐清除率；CHO：總膽固醇；HGB：血紅蛋白

2.3.2 VPC 使用Phoenix NLME軟件的VPC檢驗(yàn)運(yùn)行模塊對(duì)文獻(xiàn)模型以及外部數(shù)據(jù)進(jìn)行VPC檢驗(yàn)。各模型的VPC檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間(IVAR)，縱坐標(biāo)為DV(μg/L)。 紅色實(shí)線(xiàn)、紅色虛線(xiàn)與藍(lán)色虛線(xiàn)分別為VPC觀測(cè)濃度的第5、50及95百分位數(shù)，藍(lán)色圓點(diǎn)為DV點(diǎn)。由黑色實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)構(gòu)成的上下藍(lán)色和紅色陰影區(qū)域代表模擬數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)百分位數(shù)的95%置信區(qū)間。若各觀測(cè)濃度的百分位數(shù)分布在相應(yīng)的基于模擬數(shù)據(jù)產(chǎn)生的95%置信區(qū)間內(nèi)，說(shuō)明觀測(cè)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)具有相似的分布特征，模型擬合效果良好。在各模型 VPC 的檢驗(yàn)結(jié)果圖中，BRUNO模型中第50百分位數(shù)部分落在對(duì)應(yīng)的陰影區(qū)域與LAUNAY-ILIADIS模型中第95百分位數(shù)全部落在對(duì)應(yīng)的陰影區(qū)域，其余模型觀測(cè)數(shù)據(jù)的百分位數(shù)均落在相應(yīng)95%置信區(qū)間之外，說(shuō)明BRUNO與LAUNAY-ILIADIS模型擬合相對(duì)較好之外，其余模型擬合效果均不佳。

2.3.3 文獻(xiàn)模型比較 使用最終建立文獻(xiàn)協(xié)變量模型的目標(biāo)函數(shù)值(-2LL)與赤池信息規(guī)則(AIC) 值比較各文獻(xiàn)模型擬合效果，若-2LL值與AIC值越小，表明建立的文獻(xiàn)模型對(duì)乳腺癌血藥濃度數(shù)據(jù)擬合的效果越好。從表4中可以看出LAUNAY-ILIADIS模型擬合的效果最佳，MINAMI模型擬合的效果最差。

3 討論

利用已發(fā)表的PPK模型對(duì)外部數(shù)據(jù)進(jìn)行模型擬合對(duì)于臨床制定合適的給藥劑量、提高治療效果,降低不良反應(yīng)、節(jié)省醫(yī)療費(fèi)用及新藥研發(fā)等具有諸多優(yōu)勢(shì)[20]，特別是針對(duì)一些特殊群體，比如化療效果不佳、容易復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的癌癥群體具有重要意義。然而，大多數(shù)多西他賽PPK研究都是單中心、小樣本的研究，當(dāng)將這些發(fā)表的PPK模型外推到其他特殊病人群體時(shí)其可預(yù)測(cè)性尚不清楚。因此，我們基于經(jīng)常被使用的預(yù)測(cè)診斷方法來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明多西他賽DV和PRED的一致性。

既往研究[14-19]顯示，多西他賽在病人體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)特征受年齡、BSA、白蛋白、α1-酸性糖蛋白、 肝功能指數(shù)以及谷氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶等因素的影響，個(gè)體間差異較大。本研究利用多西他賽治療乳腺癌病人的TDM數(shù)據(jù)作為外部驗(yàn)證集，通過(guò)建立文獻(xiàn)模型，納入文獻(xiàn)報(bào)道有意義的協(xié)變量對(duì)模型進(jìn)行擬合。根據(jù)模型外部評(píng)估方法對(duì)各模型擬合得出的DV-PRED圖和VPC進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)ONOUE模型、ZHANG模型、MINAMI模型以及SLAVIERO模型[14-17]并不能很好的擬合外部數(shù)據(jù)，可能是因?yàn)檫@些模型設(shè)計(jì)的采血方案，納入的研究對(duì)象與本研究有所不同。BRUNO 模型與LAUNAY-ILIADIS模型[18-19]擬合的效果較好。因此，在建立模型過(guò)程中所納入的乳腺癌病人的BSA、白蛋白、α1-酸性糖蛋白、肝功能指數(shù)以及年齡對(duì)多西他賽的藥動(dòng)學(xué)特征具有一定的影響。

表2 多西他賽 PPK 文獻(xiàn)的基本信息

注：LCMS/MS:液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜;HPLC:高效液相色譜;UV:紫外分光光度法

表3 多西他賽最終PPK模型的參數(shù)信息

ALB:白蛋白；AAG:α1-酸性糖蛋白；HEP:肝功能指數(shù)；1/tmax:紅霉素呼吸試驗(yàn)分?jǐn)?shù)；ALT:丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶；CL:清除率；V:表觀分布容積；K:室間隔速度常數(shù)；θ:個(gè)體間差異

表4 建立研究模型的-2LL值與AIC值比較

雖然這些影響因素對(duì)多西他賽體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)參數(shù)的影響情況還需要進(jìn)一步的研究，但至少說(shuō)明在臨床上使用藥物過(guò)程中應(yīng)充分考慮個(gè)體差異，并盡可能監(jiān)測(cè)藥物濃度。一個(gè)全面的模型評(píng)估應(yīng)該包括內(nèi)部驗(yàn)證、獨(dú)立數(shù)據(jù)集的外部驗(yàn)證以及具有相似特性的病人前瞻性臨床驗(yàn)證[21-22]。而很多已發(fā)表PPK模型缺乏完整的模型評(píng)估。

綜上，本研究所使用的血藥濃度數(shù)據(jù)直接來(lái)源于臨床常規(guī)監(jiān)測(cè)，能夠客觀反映臨床真實(shí)環(huán)境，可以嘗試?yán)脭M合效果較好的模型進(jìn)行前瞻性臨床實(shí)踐，預(yù)測(cè)乳腺癌病人多西他賽濃度，制定給藥劑量，提高多西他賽的化療效果，降低不良反應(yīng)，減少醫(yī)療費(fèi)用。另外，本研究提示，仍有必要建立針對(duì)國(guó)內(nèi)乳腺癌病人應(yīng)用多西他賽的PPK模型。最后，本研究的樣本量較少，采血點(diǎn)稀疏，在今后的研究中應(yīng)該擴(kuò)大樣本量，增加采血點(diǎn)數(shù)，收集國(guó)內(nèi)多中心乳腺癌病人數(shù)據(jù)，以便建立具有代表性的國(guó)內(nèi)乳腺癌多西他賽的PPK模型。