治療性藥物監(jiān)測在結(jié)核病治療中的應(yīng)用進展

王樂樂 楊松 唐神結(jié)

2020年10月，世界衛(wèi)生組織(WHO)發(fā)布了最新的全球結(jié)核病報告，全球新發(fā)結(jié)核病患者發(fā)病率為130/10萬，我國結(jié)核病患者發(fā)病率為58/10萬，結(jié)核病的治療成功率為85%，耐藥結(jié)核病治療成功率僅為57%[1]。結(jié)核病患者由于個體差異、藥品毒性、耐藥等多種原因影響治療效果。目前指導合理使用抗結(jié)核藥品的手段包括WHO推薦的按體質(zhì)量推算藥品劑量、療效評估、代謝酶基因分型和治療性藥物監(jiān)測(therapeutic drug monitoring，TDM)?；蚍中陀兄谠缙谟盟帥Q策，TDM以患者-藥品-效果之間的關(guān)系為主要目標[2]，幫助患者達到最佳療效，減少耐藥及不良反應(yīng)的發(fā)生。因此，筆者通過對抗結(jié)核藥品TDM的最新文獻進行綜述，以提高臨床醫(yī)師對TDM的重視程度。

一、TDM的定義和臨床意義

1.定義[2]：TDM是指通過測定患者體內(nèi)藥品暴露、藥理標志物或藥效學指標，利用定量藥理模型，以藥品治療窗為基準，為患者制定合適的個體化治療方案。其核心目的是利用藥品分析、定量計算、臨床干預以獲得最大化合理用藥。生物樣本中的藥品濃度、藥理標志物和藥品相關(guān)基因水平均是治療方案優(yōu)化的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.臨床意義：雖然目前的結(jié)核病患者多進行規(guī)范化抗結(jié)核治療，但88%的患者利福平血藥濃度低于推薦的截斷值(8 mg/L)[3]；環(huán)絲氨酸(54.87%)和利奈唑胺(16.9%)血藥濃度不在有效濃度范圍[4]；血藥濃度-時間曲線下面積以及達峰時間差異大[5-7]；氟喹諾酮類藥品易導致不良反應(yīng)，臨床給藥劑量偏低[8]。這些原因均可導致治療結(jié)果欠佳。藥物濃度雖然不能直接體現(xiàn)結(jié)核病患者對治療的反應(yīng)程度，但結(jié)合臨床和細菌學檢查結(jié)果，TDM可以成為一種決定性工具[9]，將最低抑菌濃度(MIC)和藥物濃度聯(lián)合作為標志物，對結(jié)核病患者實現(xiàn)合理用藥具有較高的應(yīng)用價值，對維持最佳治療藥物濃度，進行精準醫(yī)療具有重要的意義[4,10-11]。

二、TDM的檢測技術(shù)

TDM的檢測方法包括直接法和間接法，可代替目前常用的線性回歸模型[12]。目前常用的主要有高效液相色譜法(high-performance liquid chromatography，HPLC)、液相色譜-質(zhì)譜法(liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS)、超高效液相色譜-質(zhì)譜串聯(lián)法(ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry，UPLC-MS/MS)、血漿抗結(jié)核藥物活性測定(plasma TB drug activity，TDA)以及離子交換樹脂旋轉(zhuǎn)柱離心法。

1.HPLC法：HPLC是在經(jīng)典的液相色譜法的基礎(chǔ)上合并氣相色譜，20世紀60年代后期迅速發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用。其可對樣品中的目標物質(zhì)進行準確分離、含量測定，具有快速、高效、特異度和敏感度高、操作簡便等優(yōu)點[13]。采用HPLC同時測定異煙肼、吡嗪酰胺和利福平血藥濃度，標準曲線線性良好(r2>0.99)，準確度為96.5%～106.6%，日間精密度相對標準偏差(RSD)均<15%，已成功應(yīng)用于群體藥代動力學研究[14]；同時測定二線抗結(jié)核藥品莫西沙星、利奈唑胺、氯法齊明的血藥濃度，日內(nèi)和日間準確度、精密度(RSD<13.2%)、線性(r>0.9970)良好、平均提取回收率[(87.3±11.0)%～(107.4±6.8)%]和穩(wěn)定性(86.5%～105.3%)均在可接受范圍[15]；檢測結(jié)核病患者胸腔積液中異煙肼濃度，在0.25～10.00 μg/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r=0.9989)，回收率分別為97.95%、100.64%、102.84%，日內(nèi)準確度RSD<5%，日間準確度RSD<6%[16]。

2.LC-MS：LC-MS[4]是一種分離分析復雜有機混合物的有效手段，具有分析范圍廣、能力強、時間短、結(jié)果可靠、操作簡便等優(yōu)點。

液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS)可同時對多種一線抗結(jié)核藥物進行檢測，線性良好(r>0.997)，日內(nèi)、日間準確度和精密度、穩(wěn)定性RSD均<15%，該方法已成功獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)認證，進樣量小(10 μl)，采血量僅需3 ml，為兒童抗結(jié)核藥品水平的評估和監(jiān)測增加了優(yōu)勢[12]。LC-MS/MS檢測結(jié)核性腦膜炎患者腦脊液利福霉素濃度，在0.4～4.0 μg/ml濃度范圍內(nèi)線性良好(r=0.9997)，精密度和穩(wěn)定性RSD分別為2.9%和4.1%，檢測限為100 ng/ml時，信噪比S/N可提高至3.6[17]。與HPLC相比，LC-MS/MS測定利奈唑胺的定量范圍為0.05～30.00 μg/ml，HPLC為0.25～30.00 μg/ml，定量下限更低，LC-MS/MS特異度和敏感度更高，但兩種方法一致性較好，無系統(tǒng)偏倚[18]。

液相色譜串聯(lián)四極桿飛行時間質(zhì)譜(LC-QToF-MS)：于2011年開始用于化合物分離和純度分析、生物標記物定性檢測、藥品開發(fā)中代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)和鑒定。目前國內(nèi)外LC-QToF-MS多用于代謝組學研究以及定性分析。LC-QToF-MS同時測定乙胺丁醇、異煙肼、吡嗪酰胺和利福平的定量范圍分別為0.2～5.0 μg/ml、0.2～7.5 μg/ml、1～40 μg/ml、0.25～2.00 μg/ml，選擇性好，具有足夠的精密度和準確度，已通過巴西國家衛(wèi)生監(jiān)督局(ANVISA)和美國FDA驗證，可應(yīng)用于TDM[19]。

3.UPLC-MS/MS：經(jīng)典的HPLC法，敏感度較低，線性范圍較窄，無法滿足臨床所需的大量藥物濃度檢測要求。李岑等[20]研究結(jié)果顯示，UPLC-MS/MS測定多索茶堿的線性范圍為0.01～24.90 μg/ml、檢出限低至1 ng/ml，與HPLC(1.0～24.9 μg/ml、0.3 μg/ml)相比，敏感度提高300倍，柱寬顯著改善；UPLC-MS/MS前處理步驟簡化，對樣品基質(zhì)的影響降低，節(jié)約成本，準確度和精密度提高，使TDM的應(yīng)用更廣泛。UPLC-MS/MS法同時檢測5種一線抗結(jié)核藥品，日內(nèi)和日間RSD均<17.0%，準確度為91.5%～110.0%，提取回收率均≥90.2%，分析時間僅需3.5 min[21]；檢測10種一線抗結(jié)核藥品和4種二線抗結(jié)核藥品濃度，分析時間僅需7 min，線性關(guān)系良好(r>0.99)[22]。

4.TDA：2011年TDA首先用于間接檢測患者藥物暴露量，利用患者血漿(含抗結(jié)核藥品)和對照血漿(無抗結(jié)核藥品)結(jié)核分枝桿菌(MTB)檢出時間的比值計算TDA。Niward 等[23]發(fā)現(xiàn)利福平血藥濃度低于8 mg/L的患者TDA明顯降低(P=0.0013)，TDA<1.5的患者利福平血藥濃度明顯降低(P<0.001)。TDA適合于醫(yī)療條件不足、結(jié)核病高發(fā)、難以使用LC-MS但具有MTB培養(yǎng)條件的地區(qū)，但將TDA作為結(jié)核病治療的常規(guī)管理工具還需要進一步研究[3,23]。

5.離子交換樹脂旋轉(zhuǎn)柱離心法：離子交換樹脂旋轉(zhuǎn)柱離心法是從結(jié)核病患者尿液中間接檢測藥物濃度的方法，但敏感度較好、特異度較差[24]。

從藥品專屬性上，中國藥理學會治療藥物監(jiān)測研究專業(yè)委員會推薦采用LC-MS/MS和HPLC[2]。HPLC檢測限較高，低濃度樣本不適用[25]；LC-MS通過色譜和質(zhì)譜之間的互補，分離能力、敏感度和選擇性較HPLC高；UPLC-MS/MS可使分析通量、敏感度和色譜峰容量進一步增加[26]。

三、TDM在結(jié)核病治療中的應(yīng)用進展

目前尚無抗結(jié)核藥品TDM的相關(guān)技術(shù)指南[27]。但最近更新的WHO[28]和美國胸科協(xié)會(ATS)指南[29]中均推薦對有藥物暴露改變風險或預后不良的結(jié)核病患者在治療期間應(yīng)行TDM的建議，為用藥方案調(diào)整提供依據(jù)[30]。

TDM適用于早期依從性較差的患者和耐藥發(fā)生率較高的國家。異煙肼的快乙?；蛐突颊?亞洲人最常見)比慢乙?；蛐突颊吒装l(fā)生治療失敗和復發(fā)，故TDM對于這類人群具有重要意義。對痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)慢、有藥物間相互作用和并發(fā)癥(如并發(fā)糖尿病、艾滋病、胃腸道功能紊亂和其他吸收不良疾病)的患者應(yīng)優(yōu)先選擇進行TDM[31]。為避免敏感結(jié)核病因血藥濃度過低、反應(yīng)延遲進展為耐藥結(jié)核病，治療2周后行TDM也很有必要。

1.敏感結(jié)核?。哼^去TDM多對一個時間點的血藥濃度進行分析，Kumar等[32]、Lei等[33]同時對多種一線抗結(jié)核藥品行TDM發(fā)現(xiàn)，規(guī)律抗結(jié)核治療的敏感結(jié)核病患者異煙肼和利福平血藥濃度在治療第1個月、強化期結(jié)束時和抗結(jié)核治療結(jié)束時差異無統(tǒng)計學意義[32]，但服藥后2 h的參考意義最大[34]。給藥劑量是決定血藥濃度水平最重要的因素，患者性別、年齡、體質(zhì)量、吸煙史、肌酐清除率、血清白蛋白以及結(jié)核病史也對血藥濃度存在影響，利福平、異煙肼、吡嗪酰胺和乙胺丁醇濃度與給藥劑量、性別(女性)呈正相關(guān)(P<0.05)，利福平、異煙肼和乙胺丁醇血藥濃度與年齡呈正相關(guān)(P<0.05)；異煙肼血藥濃度與體質(zhì)量呈負相關(guān)(P<0.01)；利福平、異煙肼與吸煙史呈正相關(guān)(P<0.05)；利福平、吡嗪酰胺和乙胺丁醇血藥濃度與肌酐清除率(Ccr)呈負相關(guān)(P<0.05)：利福平與血清白蛋白呈正相關(guān)(P<0.01)，與吡嗪酰胺血藥濃度呈負相關(guān)(P<0.05)；有結(jié)核病史的患者異煙肼血藥濃度高于初治結(jié)核病患者(P<0.05)。多因素分析顯示：異煙肼給藥劑量每增加1 mg/kg，異煙肼2 h血藥濃度增加0.249 g/ml；利福平劑量每增加1 mg/kg，2 h血藥濃度增加0.270 μg/ml；吡嗪酰胺劑量每增加1 mg/kg，2 h血藥濃度增加0.190 μg/ml(P值均<0.01)；乙胺丁醇劑量每增加1 mg/kg，2 h血藥濃度增加0.145 μg/ml，Ccr每增加1 ml/min，2 h血藥濃度下降0.155 μg/ml(P值均<0.05)[32-33]。

2.耐藥結(jié)核病：WHO和ATS指南均推薦二線抗結(jié)核藥品應(yīng)使用TDM，特別是利奈唑胺和環(huán)絲氨酸、特立齊酮、氟喹諾酮類和氨基糖苷類注射劑[28-29]。美國感染病協(xié)會(Infectious Disease Society of America，IDSA)等多個國際組織推薦耐多藥結(jié)核病(MDR-TB)和廣泛耐藥結(jié)核病(XDR-TB)患者常規(guī)應(yīng)用TDM。但目前對MDR-TB的研究較少，僅僅幾項研究同時涉及細菌的MIC和藥物濃度[35-36]。

Bolhuis等[10]對收治的全部MDR-TB患者的部分二線抗結(jié)核藥品長期行TDM，結(jié)合MIC和藥物敏感性試驗(簡稱“藥敏試驗”)，治療成功率高達86%。Yu等[37]發(fā)現(xiàn)90% MTB菌株對環(huán)絲氨酸MIC低于32 μg/ml(截斷值)，34.6%的患者(劑量500 mg/d)峰濃度(Cmax)<20 μg/ml，61.9%的患者(劑量750 mg/d)Cmax>35 μg/ml，Cmax/MIC>1的患者治療效果較好(P<0.05)。因此Cmax/MIC可能是預測MDR-TB/XDR-TB患者預后良好的重要指標。WHO指南推薦MDR-TB患者阿米卡星的給藥劑量為15 mg·kg-1·d-1，每日最大劑量1000 mg[38]。Cmax/MIC>20和血藥濃度-時間曲線下面積(AUC)/MIC>100是評估氨基糖苷類藥品療效的重要參數(shù)[8,39]；平均累積AUC0～24是聽力損傷的預測因子，AUC0～24>87 232 mg·h/L時，耳毒性可增加10%[40]。van Altena等[39]在TDM下將阿米卡星給藥劑量減少至400.0 mg/d，平均累積AUC0～24=15 205 mg·h/L，Cmax/MIC=31.2，67.3%的患者可獲得滿意療效，沒有復發(fā)，聽力損傷發(fā)生率(9.1%)較低。在模擬人體的空纖維感染模型中，當莫西沙星給藥劑量為400 mg(MIC=0.25 mg/L)時，40%的患者發(fā)生耐藥，患者藥物暴露量可相差9倍；以AUC/MIC>100為依據(jù)，將莫西沙星劑量增加至800 mg時患者不良反應(yīng)發(fā)生風險并未增加[8]。

由于樣本采集有創(chuàng)、保存條件較高、檢測設(shè)備資金投入大等問題，抗結(jié)核藥品的TDM并沒有被醫(yī)療機構(gòu)常規(guī)采用。Metcalfe等[41]以頭發(fā)作為標本對不同時間點的11種二線抗結(jié)核藥品同時行TDM，發(fā)現(xiàn)低藥物濃度與不良結(jié)局明顯相關(guān)(HR=0.60，95%CI：0.27～1.34；P=0.210)。Reckers等[42]的研究結(jié)果也驗證了此方法的可行性，11種抗結(jié)核藥品的定量下限范圍為0.01～1.00 ng/mg，其中9種在線性動態(tài)范圍內(nèi)。頭發(fā)采集是非侵入性操作，采集或運輸技術(shù)要求低，頭發(fā)中的藥物水平能客觀評估患者一段時間(甚至是幾個月前)的平均暴露水平，還可以與血藥濃度結(jié)合，分別從時間點和時間段提供信息，這些特點為藥物水平監(jiān)測提供了可行性。

與血漿或血清相比，干血斑表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性，可在室溫下運輸甚至郵寄。但由于其對檢測技術(shù)人員水平要求較高，只能在具備相應(yīng)條件的醫(yī)療機構(gòu)開展，阻礙了其大規(guī)模實施[43]。因此，目前僅用于少數(shù)幾種二線抗結(jié)核藥品的評價[11,44]。

唾液或尿液等樣本為無創(chuàng)采集，通過簡單的紫外分光光度計便可測定藥物濃度，可以在社區(qū)使用，適用于兒童。van den Elsen等[45]對42項應(yīng)用唾液行TDM的研究進行了系統(tǒng)評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大多數(shù)抗結(jié)核藥品在唾液中含量非常低，但加替沙星、利奈唑胺、異煙肼、莫西沙星、環(huán)丙沙星和克拉霉素的唾液-血清濃度比值大于1，可以通過唾液行TDM。但目前尚需更多抗結(jié)核藥品的體內(nèi)藥代動力學研究，擴大樣本量、優(yōu)化設(shè)計方案，以確定更合適的給藥劑量、取樣方法和分析方法。

有限采樣策略(LSS)模型通過少量的樣本，對AUC進行估算，為TDM提供參考。目前對最佳的LSS研究提示：左氧氟沙星最佳采樣時間為給藥后4 h和8 h；利奈唑胺為給藥后2 h和6 h；莫西沙星為給藥前和給藥后6 h，若莫西沙星合用利福平則為給藥后1 h和6 h[46-47]。

3.結(jié)核病并發(fā)其他疾?。篈lffenaar等[48]提示TDM推薦用于嚴重胃腸道異常、糖尿病、艾滋病、腎損傷或透析患者等。糖尿病是異煙肼和利福平暴露降低的獨立預測因子。結(jié)核病并發(fā)糖尿病患者與未并發(fā)糖尿病患者相比，異煙肼的總暴露量、Cmax分別下降了49.1%和42.9%(P<0.05)，利福平總暴露量、Cmax分別下降了25.0%和11.2%(P>0.05)，吡嗪酰胺總暴露量和Cmax分別下降了15.7%和9.7%[49]。無論是否并發(fā)糖尿病，大多數(shù)患者使用目前指南推薦的利福平劑量，并不能達到有效Cmax，可在TDM指導下適當增加劑量[50]。Dekkers等[51]報道了1例47歲肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者，TDM顯示所有藥物的血藥濃度低于有效范圍，增加利福平的給藥劑量至1800 mg，患者未出現(xiàn)明顯不良反應(yīng)。可見，高劑量的利福平(每日最多35 mg/kg)對肺結(jié)核患者是安全和可耐受的[52]，并且還用于MDR-TB治療。但目前仍缺乏對其他抗結(jié)核藥品的前瞻性研究。

Ouedraogo等[53]對結(jié)核病并發(fā)艾滋病患者行TDM發(fā)現(xiàn)，利福布汀給藥劑量為150 mg時，洛匹那韋Cmax和AUC0～12分別為20 μg/ml和111.8 μg·h/ml，利托那韋AUC0～12為12.7 μg·h/ml；利福布汀給藥劑量為300 mg時，洛匹那韋Cmax和AUC0～12分別為7.7和69.9 μg·h/ml，利托那韋AUC0-12為6.6 μg·h/ml，但這種藥物暴露改變尚需進一步的研究驗證和分析。

Takayoshi等[54]報道了1例心臟移植并發(fā)結(jié)核性腦膜炎，聯(lián)用利福布汀和環(huán)孢素的患者，行TDM發(fā)現(xiàn)在使用利福布汀7 d后環(huán)孢素的濃度下降28%，21 d后藥物清除增加1.4倍，利福布汀治療期間密切監(jiān)測環(huán)孢素血藥濃度，可降低心臟移植患者因環(huán)孢素引起的過度免疫抑制。

4.兒童結(jié)核?。捍蠖鄶?shù)兒童對一線抗結(jié)核藥物耐受性較好，最常見的不良反應(yīng)是胃腸不適。盡管肝毒性不常見，但對肝功能的潛在長期影響仍要求對所有患兒定期通過癥狀篩查和體格檢查進行評估。TDM應(yīng)考慮用于患有嚴重疾病的兒童或擔心藥物吸收或代謝改變的兒童[55]。Garcia-Prats等[56]在TDM下發(fā)現(xiàn)，利奈唑胺在兒童中的暴露高于成人，以每日最大劑量600 mg給藥，長期隨訪的17例患兒中10例發(fā)生不良反應(yīng)，57.2%的患兒血紅蛋白降低，停用利奈唑胺后劑量減半重新給藥，4.8%的患兒發(fā)生周圍神經(jīng)病變，停藥后減量給藥，不良反應(yīng)未再出現(xiàn)。利奈唑胺AUC/MIC>100可獲得滿意療效，AUC/MIC<96或谷濃度<2 mg/L不良反應(yīng)風險明顯降低。但該前瞻性研究未納入6個月以下的患兒，且尚需更多研究為利奈唑胺用于結(jié)核病患兒的最佳劑量提供明確指導。有研究顯示，以兒童干血斑作為樣本行TDM，利福平和吡嗪酰胺血藥濃度準確度較高，乙胺丁醇血藥濃度準確度較低，具體原因有待進一步研究[57]。有研究對結(jié)核性腦膜炎患兒腦脊液行TDM發(fā)現(xiàn)，異煙肼和吡嗪酰胺穿透腦脊液的能力良好，利福平穿透腦脊液的能力較差，且與腦脊液蛋白水平呈正相關(guān)(P<0.05)，增加利福平劑量至50 mg·kg-1·d-1才能達到有效濃度[58]。

四、展望

適當?shù)乃幬镞x擇和精確的給藥劑量是保證患者療效、減少耐藥風險和預防不良反應(yīng)的最佳策略，也是TDM的最終目標[47]。宿主、病原體、藥物等相關(guān)因素可用于TDM的方案制定[43]?；诒O(jiān)測頻率、專業(yè)技術(shù)水平、操作檢測所需的設(shè)備和成本，有研究建議可在3個層面進行劃分，以保證TDM規(guī)范化實施[47]：(1)社區(qū)層面：采用紫外線分光光度計對唾液或尿液中關(guān)鍵的一線(利福平、異煙肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇)和二線抗結(jié)核藥品(氟喹諾酮類、利奈唑胺)進行TDM，以確定藥品暴露情況，制定常規(guī)用藥方案；(2)地區(qū)層面：對治療效果不佳和發(fā)生不良反應(yīng)的患者，采用HPLC、LC-MS等對關(guān)鍵的一線和二線藥品行TDM，制定個體化給藥方案；(3)國家層面：疑難病例收集干燥樣本(血液、唾液)行TDM，可進行全國專家會診和討論，制定最優(yōu)給藥方案。

目前尚需更多的隨機對照研究，更需要以藥理遺傳學為基礎(chǔ)，為個體化治療提供確切的依據(jù)：如NAT2慢代謝型使用低劑量的異煙肼，SLCO1B1基因功能缺失的患者使用高劑量利福平；還需要對結(jié)核病并發(fā)糖尿病、艾滋病、器官移植患者，孕婦和兒童并發(fā)MDR-TB患者應(yīng)用TDM進行更多研究，為臨床醫(yī)師制定治療方案提供參考。