第二十章治療藥物濃度監(jiān)測

第二十章治療藥物濃度監(jiān)測湘南學(xué)院醫(yī)學(xué)檢驗系

臨床生化檢驗教研室

主要內(nèi)容

一、概述二、藥物代謝動力學(xué)基礎(chǔ)及主要參數(shù)三、治療藥物濃度測定的標本及預(yù)處理四、治療藥物濃度測定的常用方法五、治療藥物濃度監(jiān)測的臨床應(yīng)用

指在藥代動力學(xué)理論的指導(dǎo)下，通過測定血液或其它體液中藥物濃度，獲取有關(guān)藥動學(xué)參數(shù)，指導(dǎo)臨床合理用藥方案的制定和調(diào)整，以提高藥物的療效和安全性。

治療藥物監(jiān)測

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第一節(jié)概述

一、血藥濃度與藥理效應(yīng)

二、治療藥物監(jiān)測的臨床意義

三、何種情況下需進行血藥濃度監(jiān)測

四、給藥方案個體化的實施

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藥物劑量到藥理效應(yīng)受多種因素的影響一、血藥濃度與藥理效應(yīng)

作用部位藥物濃度藥理效應(yīng)吸收、分布、清除速率擴散、血漿蛋白結(jié)合藥物互相作用、病理干擾劑量血藥濃度返回節(jié)血藥濃度與藥理作用密切相關(guān)

不同種屬動物，血藥濃度相同，藥理效應(yīng)相似,保泰松對兔及人的抗炎作用：

有效劑量mg/kg有效濃度mg/L

兔300100～150

人5～10100～150

血藥濃度與療效、毒性的關(guān)系密切：

水楊酸血藥濃度

50～100mg/L

鎮(zhèn)痛作用

>250mg/L

抗風濕作用

350～400mg/kg

抗炎作用

550～850mg/kg

輕度中毒

800～1100mg/kg

中度中毒

二、治療藥物監(jiān)測的臨床意義

很多藥物仍缺乏衡量藥物效應(yīng)的客觀指標，血藥濃度測定能向臨床提供判斷藥物效應(yīng)的客觀指標。藥物的療效和不良反應(yīng)與血藥濃度相關(guān)的程度明顯地大于與藥物劑量相關(guān)的程度，可利用血藥濃度來調(diào)整給藥劑量，以達到提高療效和減少不良反應(yīng)的目的。

TDM的開展不僅在提高醫(yī)療質(zhì)量方面發(fā)揮了積極的作用，并且?guī)雍痛龠M了一些相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和提高。如臨床醫(yī)學(xué)、臨床藥理學(xué)、臨床藥代動力學(xué)和藥效學(xué)等。三、何種情況下需進行血藥濃度監(jiān)測

治療指數(shù)低、安全范圍窄，毒性反應(yīng)強的藥物。如地高辛、茶堿。藥代動力學(xué)的個體差異大，如卡馬西平、普魯卡因胺。非線性動力學(xué)特性的藥物，如苯妥英鈉、茶堿等。長期使用且不容易很快判斷療效的藥物，如抗癲癇、抗心率失常藥等。其它。強心甙地高辛、洋地黃毒甙抗癲癇藥苯妥英鈉、苯巴比妥、卡馬西平、撲米酮、丙戊酸鈉、乙琥胺抗心律失常藥奎尼丁、利多卡因、普魯卡因胺等β受體阻斷劑普萘洛爾、阿替洛爾、美托洛爾等平喘藥氨茶堿抗抑郁藥丙米嗪、地昔帕明、阿米替林等抗躁狂癥藥碳酸鋰免疫抑制藥環(huán)孢素A抗生素氨基甙類、萬古霉素、氯霉素等抗惡性腫瘤藥氨甲蝶呤、環(huán)磷酰胺等解熱鎮(zhèn)痛藥阿斯匹林、對乙酰氨基酚利尿藥呋塞米分類藥物需進行TDM的藥物

四、給藥方案個體化的實施

明確診斷確定給藥方案給藥測定血藥濃度觀察臨床的療效求算參數(shù)、調(diào)整用藥

第二節(jié)藥物代謝動力學(xué)基礎(chǔ)及主要參數(shù)一、速率過程二、房室模型

三、速率常數(shù)

四、生物半衰期

五、表觀分布容積

六、清除率

七、血藥濃度-時間曲線下的面積

八、穩(wěn)態(tài)血藥濃度

一、速率過程

一級速率過程在單位時間內(nèi)藥物的吸收或消除是按比例進行的藥物運轉(zhuǎn)速率稱為一級速率過程dCdt=－kCnk為比例常數(shù),n代表消除動力學(xué)級數(shù)返回節(jié)2.303C=Coe-kt

兩邊取對數(shù)后得對數(shù)方程式：

C為給藥后任何時候的血藥濃度，C0為起始血藥濃度，k為一級速率常數(shù)（單位為h-1）。

一級動力學(xué)過程藥—時曲線tlgCdCdt=－kClgC=lgCo－t

k積分得

零級速率過程當藥物的濃度遠大于轉(zhuǎn)運載體或酶濃度時，其轉(zhuǎn)運速率只取決于轉(zhuǎn)運載體或酶的濃度，而與藥物濃度無關(guān)，稱為零級速率過程。tC零級速率過程藥—時曲線dCdt=－ko積分得

C=Co－kot返回節(jié)Michaelis-Menten

動力學(xué)

Vm為最大速度，km是Michaelis-Menten常數(shù)(其值為最大速度一半時的血藥濃度)（1）當藥物濃度極大時，即C>>km時，服從零級動力學(xué)。（2）當藥物濃度極小時，即C<<km時，服從一級速率過程

dC

VmC

dt

Km+C

=二、房室模型

一房室模型

將機體視為一個均勻的單位，假設(shè)給藥后藥物立即且均勻分布至全身各體液和組織中，并以一定的速率從該室消除。一房室模型藥–時曲線（靜脈給藥）

tlgCt返回節(jié)二房室模型

將機體視為兩部分，并假設(shè)藥物首先以很快的速度分布到中央室，在該室中瞬間達到動態(tài)平衡，然后再以較緩慢的速度分布到周邊室。

二房室模型三、速率常數(shù)

一級消除速率常數(shù)（k）指單位時間內(nèi)消除的藥量相當于給定時刻體內(nèi)藥量的一個固定分數(shù)，單位為h-1。一級吸收速率常數(shù)(ka)

F為生物利用度，k為消除速率常數(shù),X0為用藥量，V為表觀分布容積

C=(e-kt－e-kot)F·ka·X0V(Ka－K)返回節(jié)四、生物半衰期

生物半衰期（t1/2）指血漿中藥物濃度下降一半所需要的時間。t1/2=0.693/k

單次給藥后，經(jīng)過5-6個半衰期體內(nèi)藥物基本消除干凈（消除96.9%）。返回節(jié)五、表觀分布容積

表觀分布容積（Vd）指某時間體內(nèi)存在的藥量與該時間血濃度的比值。Vd=X/C

Vd＞＞0.6L/kg體重，提示藥物向組織分布能力很強，消除速率慢，其毒性較大Vd＜＜0.6L/kg體重，則藥物主要分布在血漿等細胞外液中，向組織分布能力較小返回節(jié)六、清除率

清除率(CL)指單位時間內(nèi)整個機體或某消除器官能消除相當多少毫升血中所含的藥物，即單位時間消除的藥物表觀分布容積。

CL=X0/AUCX0靜脈注射給藥劑量,AUC藥時曲線下面積，單位是L/h

返回節(jié)七、血藥濃度-時間曲線下的面積

血藥濃度-時間曲線下的面積(AUC)指以血漿藥物濃度為縱坐標，時間為橫坐標，繪出的曲線所圍成的面積，簡稱曲線下面積。梯形法

此方法不受房室模型的限制，為計算藥物生物利用度最常用的方法

AUC＝∑（ti－ti-1）＋

nCi-1＋Ci

Cni＝12K返回節(jié)口服給藥后的血藥濃度–時間曲線

積分法

靜脈注射給藥，二房室模型可用下式計算：AUC=∫Cdt＝+ABαβ∞0返回節(jié)八、穩(wěn)態(tài)血藥濃度

在恒定間隔時間重復(fù)給藥的過程中，當一個給藥間隔內(nèi)的攝入藥量等于排出量時，血藥濃度達到穩(wěn)態(tài)，此時的血藥濃度即稱為穩(wěn)態(tài)血藥濃度(CSS)。多次給藥血藥濃度達穩(wěn)態(tài)的累積過程示意圖

一般給藥后4

5個半衰期到達穩(wěn)態(tài)

第三節(jié)治療藥物濃度測定的標本及預(yù)處理一、標本的采集及儲存

二、樣品預(yù)處理

返回章一、標本的采集及儲存

血漿

將采集的血樣置含有肝素或枸椽酸鹽抗凝劑處理過的試管中，緩慢轉(zhuǎn)動試管使其充分混合，以3000～4000r/min離心10～20分鐘，上清液即為血漿.

樣品短期可置4℃冰箱中保存，長期保存則需置-20℃冰箱冷凍待用。血清采集的血樣于室溫下放置30～60分鐘，待血液凝固后，離心10～20分鐘，分離出血清。保存方法同血漿。

二、樣品預(yù)處理

去蛋白

沉淀離心法

主要有機溶劑:

甲醇、乙腈、丙酮及乙醇等,使蛋白質(zhì)脫去水化層及減少表面電荷，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子變性聚集而沉淀。層析法超濾法超速離心法

返回節(jié)提取

液-固提取

據(jù)選用不同極性的色譜小柱，可提取低極性、高極性的化合物或兩性化合物。

其溶劑的選擇原則為能從樣品中有效提取所需要的化合物。提取柱經(jīng)處理后可重復(fù)使用

液-液提取

使被提取的藥物以脂溶性高的分子態(tài)存在，選用對待測組份分配比高，與樣本不混溶且不發(fā)生乳化的有機溶劑。

第四節(jié)治療藥物濃度測定的常用方法一、紫外分光光度法

二、高效液相色譜法

三、均相酶免疫分析法返回章一、紫外分光光度法

原理

據(jù)藥物對某一波長的吸光特性,測定其溶液的吸光強度與它的濃度關(guān)系，進行定量的方法。方法評價

優(yōu)點:

方法簡單、快速，易普及，應(yīng)用范圍廣等缺點：專屬性較差，受內(nèi)、外源性物質(zhì)的干擾樣品經(jīng)萃取、純化等措施的處理,可得到較好的分析結(jié)果。返回節(jié)應(yīng)用實例（苯妥英鈉的測定）先用二氯甲烷提取苯妥英鈉，揮去溶劑,加入飽和的KMnO4溶液，置80℃水浴中加熱20分鐘，使苯妥英鈉氧化成二苯酮，用環(huán)己烷提取后測定。標準曲線Y=0.02061X+0.003163,r=0.999

樣品在247nm測定

本方法特異性高，同用藥物苯巴比妥、撲癇酮、安定等無干擾。平均回收率98.3%，RSD為0.59%。其靈敏度達1μg/ml。改善方法專一性的措施有機溶媒的提取用有機溶劑把藥物從血樣中提取出來再測定，可減少血樣中部分組分的干擾。調(diào)節(jié)pH

使藥物以分子形式存在，提高其萃取率。引起光譜的轉(zhuǎn)移，改變波長的位置，增加有意義吸光度值及降低干擾物質(zhì)吸光度值。如巴比妥類藥物在pH10.5時λmax=240nm，pH>12時λmax=255nm，測定兩種溶液在260nm波長處的?A值，可提高其測定方法的專一性。二、高效液相色譜法原理

樣品隨流動相經(jīng)色譜柱，組分在色譜柱中依柱的填料種類的不同，按不同的色譜原理產(chǎn)生差速遷移，在色譜柱中得到分離，經(jīng)檢測器測定并轉(zhuǎn)變成色譜峰。方法評價

HPLC法具有靈敏度高、選擇性好及應(yīng)用范圍廣等特點,可同時測定多種組分，色譜分離后排除了干擾，大大提高了分析的選擇性及準確性在治療藥物濃度監(jiān)測中廣泛應(yīng)用，是一種較理想的方法。應(yīng)用實例（血漿中阿霉素濃度的測定）色譜條件：

色譜柱

Spherisorb苯基柱(250×4.6mm,.5μm)

流動相乙腈–0.03mol/L檸檬酸緩沖液（30：70，pH4.0）

流速

1.5ml/min；柱溫50℃

熒光檢測激發(fā)波長480nm，發(fā)射波長590nm樣品測定：柔紅霉素為內(nèi)標物，乙腈萃取液

60℃氮氣流下吹干，流動相溶解殘留物,取樣測定。出峰時間：阿霉素6.5min，柔紅霉素8.5min

方法的準確度及線性范圍：

回收率，102%～105%；

日內(nèi)RSD，3.4%～4.6%，

日間RSD，6.9%～8.9%；

線性范圍，10～200ng/ml。原理

將酶標記在藥物分子上，加入一定量抗體形成酶標藥物與抗體的結(jié)合物，加入試樣產(chǎn)生競爭反應(yīng)，使一部分酶標藥物從原先的結(jié)合物中游離出來，與底物進行反應(yīng)，產(chǎn)生的吸光度變化與酶標藥物的量成正比。

方法學(xué)評價靈敏度高，標記抗原或抗體較穩(wěn)定、標記物多樣性等特點，且酶免疫試劑盒已商品化，使用專用儀器可進行自動化或半自動化測定，使其操作更簡便、迅速。三、均相酶免疫分析法

第五節(jié)治療藥物濃度監(jiān)測的臨床應(yīng)用

一、苯妥英鈉

二、地高辛

三、茶堿

四、奎尼丁

五、環(huán)孢素A返回章一、苯妥英鈉

抗癲癇的首選藥物

作用機制:

通過阻滯神經(jīng)細胞膜上的Na+通道和Ca2+通道，穩(wěn)定大腦神經(jīng)元細胞膜及增強中樞抑制性遞質(zhì)-氨基丁酸作用，阻止大腦異常放電的擴散而發(fā)揮作用。臨床應(yīng)用：

抗癲癇治療外周神經(jīng)痛抗心律失常

藥動學(xué)

苯妥英鈉屬非線性動力學(xué)藥物，劑量與穩(wěn)態(tài)血藥濃度只在一定的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。有效血藥濃度范圍10～20mg/L，＞30mg/L時，常出現(xiàn)毒副反應(yīng)。血漿蛋白結(jié)合率高，約為88～92%。平均分布容積Vd為0.7L/kg。動力學(xué)參數(shù)個體差異大。主要檢測方法：（1）HPLC法

特點：可同時測定多種組分，精密度、準確度高

（2）紫外分光光度法（3）均相酶免疫分析法及熒光偏振免疫分析法臨床監(jiān)測中注意事項：藥物的互相作用

同服藥物苯巴比妥、卡馬西平等可致肝藥酶活性增強，苯妥英代謝加快，血藥濃度降低。血漿蛋白結(jié)合率的改變

同時服用保泰松等藥物，可使其蛋白結(jié)合率下降，游離藥物濃度升高。肝功能影響苯妥英的最大代謝速率Vm

二、地高辛藥理作用：增加心肌收縮力和速度增加心臟電生理作用

臨床應(yīng)用：

要用于治療各種伴有心衰的心臟病，對有水腫的充血性心衰、室上性心動過速、早搏及心房纖維性顫動等更為有效。

藥動學(xué)地高辛安全范圍窄,治療濃度參考值為0.8～2.0μg/L(1.0～2.6nmol/L)。當血清濃度超過2.0μg/L，會出現(xiàn)毒性反應(yīng)。地高辛表觀分布容積為6～10L/kg，消除半衰期成人為36h，血漿蛋白結(jié)合率低，為20%～25%。主要檢測方法主要為放射免疫法、熒光偏振免疫法地高辛血藥濃度水平低，常規(guī)的光譜法及色譜法的靈敏度不能滿足其要求。

臨床監(jiān)測中注意事項藥物的相互作用同時使用奎尼丁、胺碘酮等藥物，可致地高辛血藥濃度升高。腎功能受損的患者，地高辛清除率下降，血藥濃度升高。片劑的生物利用度差異大。三、茶堿

藥理作用：

直接興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)。增加腎小球濾過率和腎血流，降低鈉、氯離子的再吸收而利尿。松弛支氣管、胃腸道、膽管及血管的平滑肌。抑制磷酸二脂酶，升高cAMP而擴張支氣管。臨床應(yīng)用：

治療支氣管哮喘治療早產(chǎn)兒陣發(fā)性呼吸暫停，療效顯著治療心力衰竭導(dǎo)致的急性肺水腫

藥動學(xué):茶堿的水溶性差，不穩(wěn)定；氨茶堿系茶堿與乙烯二胺的結(jié)合物，其水溶性好，口服后迅速經(jīng)胃腸道吸收。

表觀分布容積Vd為0.45L/kg，血漿蛋白結(jié)合率為37%～79%。治療指數(shù)窄，血清參考有效濃度范圍為20～30mg/L，血藥濃度與其療效、毒性反應(yīng)密切相關(guān)。檢測技術(shù)

茶堿檢測方法很多，可用HPLC、CE及紫外分光法、熒光光度法、免疫法等。在TDM中采用最多的是HPLC、EMIT、FPIA及紫外分光光度法.臨床監(jiān)測中注意事項吸煙、低碳水化合物、高蛋白飲食可增加茶堿的清除率，而肝硬化、高碳水化合物、低蛋白飲食等會降低其清除率，導(dǎo)致血藥濃度升高。同時服用肝藥酶誘導(dǎo)劑可增加茶堿的清除，如苯巴比妥可使茶堿的清除率增加34%。在治療濃度范圍內(nèi)，出現(xiàn)毒性反應(yīng)的概率小于5%，當血藥濃度高于35mg/L時，極可能出現(xiàn)中毒反應(yīng)。四、奎尼丁

藥理作用：可抑制心肌興奮性、自律性及傳導(dǎo)性，直接穩(wěn)定膜的作用。臨床應(yīng)用：

用于長期預(yù)防室性和房性期前收縮。治療房性早搏、陣發(fā)性室上性心動過速和室性心動過速。房顫轉(zhuǎn)為正常竇性節(jié)律后的維持治療。藥動學(xué)

生物利用度有明顯的個體差異，范圍在45%

98%,蛋白結(jié)合率為70%

80%，表觀分布容積為0.47L/kg。三種代謝產(chǎn)物仍具有較強的藥理活性。有效血濃度為3～6mg/L，治療指數(shù)低,大于8mg/L時會出現(xiàn)中毒。檢測技術(shù)主要為HPLC法及熒光分光光度法，奎尼丁為自然發(fā)熒光物質(zhì)，熒光檢測奎尼丁簡便、干擾少,靈敏度較高。

臨床監(jiān)測中注意事項消化道不良反應(yīng)包括惡心、嘔吐、痛性痙攣及腹瀉，可能為直接刺激作用所致金雞鈉中毒綜合癥產(chǎn)生耳鳴、心悸、驚厥、頭疼及面紅；視