背景和目的据世界卫生组织(WHO)统计,结核病是单一传染病中仅次于艾滋病的第二大杀手。我国的结核病疫情十分严重,而结核性脑膜炎是所有类型结核病中最为严重的一种,无论是诊断还是治疗都存在诸多困难,并且具有很高的致死率和致残率。早期诊断和及时有效的治疗对结核病的控制,以及降低致死率和致残率都至关重要。异烟肼、利福平、乙胺丁醇和吡嗪酰胺等是WHO推荐的一线抗结核药物,共同组成了初治敏感结核病的治疗方案。异烟肼是目前已知的具有最强早期杀菌活性的抗结核药物,是肺结核治疗中最基本和最重要的药物之一。不仅如此,常用的抗结核药物如利福平和乙胺丁醇透过血脑屏障的能力欠佳,异烟肼由于其强大的杀菌活性和良好的脑膜通透性,也是结核性脑膜炎化疗的首选药物,如何确保异烟肼在结核性脑膜炎的治疗中发挥最佳的治疗效果,对疾病治疗至关重要。在临床实践中,服用标准剂量5 mg/kg.day异烟肼治疗的患者血药浓度相差3-7倍,主要原因是不同个体异烟肼代谢速度存在明显差异。我们在前期预实验中发现,不同肺结核和脑膜炎患者血液和(或)脑脊液中的药物浓度存在明显差异。大量的文献报道和我们的前期研究工作都证实:造成不同患者异烟肼血药浓度和脑脊液药物浓度差异的主要原因是参与异烟肼代谢的N-乙酰基转移酶2(N-acetyltransferase2,NAT2)的编码基因存在多态性。患者异烟肼血药浓度过低可导致治疗失败和耐药的产生,而血药浓度太高有可能导致肝毒性等副作用的发生。因此,进行异烟肼血药浓度和脑脊液药物浓度的检测以及NAT2基因型的测定,可能对治疗效果和不良反应发生的监测至关重要。本研究对异烟肼在肺结核和结核性脑膜炎患者的群体药代动力学特征进行分析,评估NAT2基因多态性等不同因素对异烟肼代谢的影响,为异烟肼个体化给药剂量的选择提供依据。方法首先以对乙酰氨基酚为内标,以甲醇沉淀的方法进行样本前处理,建立异烟肼及其主要代谢产物乙酰异烟肼的高效液相色谱-质谱联用的定量方法并从方法的特异性、标准曲线和定量范围、准确度、稳定性、精密度及提取回收率等方面进行方法学验证。2017年-2018年间,在北京胸科医院和遵义医科大学附属医院纳入100例肺结核患者和46例结核性脑膜炎患者,采集服用异烟肼后的血液标本、脑脊液标本和患者相关临床数据,经过数据筛选后对89例肺结核患者的血浆样本和38例结核性脑膜炎患者的血浆及脑脊液样本采用非线性混合效应模型建立异烟肼在肺结核和结核性脑膜炎患者中的群体药代动力学模型并对模型进行验证,分析性别、体重和NAT2基因型等因素对肺结核和结核性脑膜炎患者群体药代动力学特征的影响。根据模型和文献报道,以有效血药浓度为3-6 μg/mL等标准对不同NAT2基因型的肺结核和结核性脑膜炎患者服用异烟肼的个体化剂量进行模拟。结果我们建立了血浆和脑脊液中异烟肼和乙酰异烟肼的高效液相色谱-质谱联用的定量方法,该方法只需100 μL的血浆或脑脊液;异烟肼和乙酰异烟肼标准曲线的范围为0.1-10 μg/mL,最低定量下限为0.1 μg/mL,可基本涵盖异烟肼和乙酰异烟胼的血药浓度和脑脊液浓度范围;经过方法学验证,日间和日内准确度的相对误差均在±15%以内(0.3%～10.0%),精密度也均小于±15%(1.3%～7.9%),室温放置、冻融和稀释的稳定性误差也均在±15%之内,提取回收率和基质效应分别为82.9%～88.3%和88.9%～90.3%,说明本方法准确度高、特异度好,可以用于本研究中异烟肼和乙酰异烟肼在肺结核和结核性脑膜炎患者的血药浓度和脑脊液药物浓度的测定。肺结核患者的研究共纳入了 89例肺结核患者的195个血浆样本,经过测定异烟肼浓度范围为0.1-7.2 μg/mL,乙酰异烟胼的浓度范围为0.2-16.6μg/mL。其中快乙酰化型、中间乙酰化型和慢乙酰化型的患者例数分别为32例(36.0%)、38例(42.7%)和19例(21.3%)。结核性脑膜炎患者的研究共纳入38例结核性脑膜炎患者的83个血浆样本和81个脑脊液样本,异烟肼血药浓度和脑脊液浓度的范围分别为0.1-9.7 μg/mL和0.1-7.8μg/mL。其中快乙酰化型、中间乙酰化型和慢乙酰化型的患者例数分别为14例(36.8%)、18例(47.4%)和6例(15.8%)。采用一级吸收和消除的二室模型作为结构模型,建立了异烟肼在肺结核和结核性脑膜炎患者的群体药代动力学模型。经过协变量分析显示体重和NAT2基因型对肺结核患者异烟肼清除率有显著影响,尤其是NAT2基因型,肺结核患者中快乙酰化型的清除率为47.5 L/h,中间乙酰化型的清除率为32.0 L/h,慢乙酰化型的清除率为12.6L/h。异烟肼在结核性脑膜炎患者的群体药代动力学模型显示,只有NAT2基因型对结核性脑膜炎患者异烟肼清除率有显著影响,而结核性脑膜炎患者中快型的清除率为47.5 L/h,中间型的清除率为28.8 L/h,慢型的清除率为5.8 L/h。通过对模型的验证,显示这两个模型均稳定可靠。在服用常规300 mg/day剂量的47名肺结核患者中,所有快型患者(16/16)2 h异烟肼浓度均低于3 μg/mL,95%(19/20)的中间型患者2h异烟肼浓度低于3 μg/mL,慢型患者中有27.3%(3/11)低于这一标准。以有效血药浓度为3-6 μg/mL等标准通过模型对肺结核患者群体进行剂量模拟,我们建议对快乙酰化型、中间型和慢型肺结核患者异烟肼的剂量分别为700、500和300 mg/day时,可以使大部分患者达到有效血药浓度标准且不良反应发生率较低。本研究首次模拟评估了 NAT2基因型对异烟肼在中国成年肺结核患者的群体药代动力学特征的影响,结果显示NAT2基因型是影响清除率的最重要的因素。我们建议对快乙酰化型、中间型和慢型肺结核患者异烟肼的个体化剂量分别为700、500和300 mg/day。本研究首次建立了异烟肼在中国结核性脑膜炎患者的群体药代动力学模型,NAT2基因型是影响异烟肼清除率的显著因素。本研究为结核性脑膜炎患者根据NAT2基因型临床应用异烟肼的个体化剂量提供了理论依据。