群体药代动力学研究进展_李新刚

时间:2025-05-08

ChinJClinPharmacol

Vol.29No.1January2013(SerialNo.159

73

群体药代动力学研究进展

Progressinsearchforpopulationpharmacokinetics

李新刚,赵志刚

(首都医科大学附属北京天坛医院药剂科,北京100050)

LIXin-gang,ZHAOZhi-gang

(DepartmentofPharmacy,BeijingTiantanHospitalAffiliatedtoCapitalMedicalUniversity,Beijing100050,China)

收稿日期:2012-07-30

修回日期:2012-11-05

作者简介:李新刚(1983-),男,博士,主要从

事群体药代动力学及治疗药物监测研究

通信作者:赵志刚,主任药师

Tel:(010)67098036

E-mail:1022zzg@http://

摘要:群体药代动力学(PK)用统计学和动力学原理,对不同的人群定量计算其PK参数,并描述其个体间和个体内变异的特征以及来源。近年来其受到越来越多的重视,本文对群体PK的原理及应用进行了综述。

关键词:群体药代动力学;非线性混合效应模型;治疗药物监测中图分类号:R969.1;R969.3

文献标识码:A

文章编号:1001-6821(2013)01-0073-03

Abstract:Populationpharmacokinetics(PK),basedontheprincipleofstatisticsandPK,estimatesagivenpopulation'spharmacokineticcharac-teristicsandtheirvariability,describesthesourceofinter/intra-indi-

vidualvariability,evaluatestheimpactsofcovariables,andhelpsustounderstandtheinvivobehaviorofdrugprofoundly.ThereisanincreasingfocusonthepopulationPK,becauseofits'powerfulanalysisability.ThisarticlereviewedtheprincipleandapplicationofpopulationPK.Keywords:populationpharmacokinetics:nonlinearmixed-effectsmodel:therapeuticdrugmonitoring

Dr.Sheiner等将经典的药代动力学(pharmacokinetics,PK)模型

与群体统计学模型相结合,提出了群体PK理论,其强有力的分析能力,在新药的研发决策及临床应用中日益得到重视。美国食品药品监督管理局提倡在新药申请中,报告群体PK参数,以便及时对研究过程作出规范和指导[1]

1群体PK原理

药物进入血液后,部分药物与血浆蛋白结合,其中游离药物在血

液、

作用部位、组织、细胞内液和外液之间形成动态分布。部分游离药物被药物代谢酶代谢后,形成代谢物重新进入血液。最终,游离药

物和代谢物经肾脏排泄进入尿液排出体外[2]

。不同的PK行为可能会导致最终治疗效果产生巨大的差异,所以,根据个人的具体情况,进行群体PK分析是非常必要的。

群体PK模型由两部分组成:固定效应和随机效应[3]

。其中,固定效应是一类相对稳定的、可测量的因素,如生理学因素和环境因

素,固定效应又由结构模型和回归模型组成。随机效应难以测量(但符合某种分布特征),如未知的生理病理状态、无法测定的病理或遗传学差异、不易察觉的环境变化、无法避免的测量误差以及模型偏差

等。以单次静注的一室开放模型为例[2]

,固定效应为剂量和时间,固定效应参数为清除率和表观分布容积;结构模型中的清除率和表观

分布容积,又可依据病人的肌酐清除率和年龄进一步被分化,

此时肌酐清除率和年龄即为回归模型的固定效应。随机效应是由未知

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中国临床药理学杂志

第29卷

第1期2013年1月(总第159期)

因素导致的模型误差,它由个体内随机效应(intraindi-vidualrandomeffects,ε)和个体间的随机效应(interin-dividualrandomeffects,η)组成,相应的效应参数分别

为σ2(ε的方差)和ω2

(η的方差)。

群体PK应用最为广泛的就是非线性混合效应模

型法(nonlinearmixedeffectmodel),

又称一步法,其核心算法是用扩展最小二乘法改进目标函数。用扩

展非线性最小二乘法,对最大似然函数进行对数转换,

然后以其的-2倍作目标函数值进行迭代计算,求算出一组动力学参数,使之达到最小化[3]

2群体PK的应用2.1

在新药研发中的应用Ⅰ期

目的是确定新药的安全有效剂量与合理

给药方案[4]

。群体PK方法可定量评估相关因素对PK行为的影响,为Ⅱ期临床试验提供合理的给药方

案。Matuzumab是一种用于治疗癌症的人源化单克隆抗体,收集3个I期临床90个受试者的1256个血药

浓度-时间数据[5]

,建立群体PK模型,协变量分析

结果表明,体重的增加使得中心室表观分布容积和清

除率变大,表明在Ⅱ期的临床试验的剂量选择时,应考虑体重因素对PK的影响。

Ⅱ期

目的在于通过随机对照临床试验,对新药的安全有效性作出确切评价。对Lpilimumab的Ⅱ期

临床试验结果进行群体PK分析后发现:随着体重和

乳酸脱氢酶的浓度增加,

可显著增加其清除率,且表观分布容积也随着体重的增加而增大。基于模型的

仿真结果表明,对10mg·kg-1

Lpilimumab,95%的患者体内药物浓度超出了目标谷浓度20μg·mL-1

的上

限,提示后续试验不应再加大给药剂量

[6]

。收集西妥

昔单抗的I和Ⅱ期临床试验数据并进行群体PK分析[7],发现药物的体内行为符合非线性消除的二室开放模型,消除行为可用米氏方程进行描述。在长期给

药过程中(43周),

PK参数并未发生变化。理想体重和白细胞计数的增加,使Vmax和Km显著性增加,

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