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目的:拉莫三嗪(Lamotrigine,LTG)是目前育龄期及围生期癫痫妇女推荐治疗的抗癫痫药物(Antiepileptic drugs,AEDs)之一,安全性较好。妊娠状态下孕妇体质量增加、血流动力学改变及高雌激素状态等一系列生理变化,使LTG体内药代动力学行为发生显著改变。妊娠期清除率的快速增加可使LTG血药浓度降低至目标浓度以下,癫痫发作风险增加。本研究旨在表征LTG从孕前到产后晚期的药代动力学变化,确定妊娠期癫痫发作频率增加的预测因子,并基于群体药代动力学模型探究影响妊娠期LTG清除率改变的因素,结合贝叶斯反馈法估算患者的个体药动学参数,建立妊娠期癫痫患者LTG给药剂量预测模型,以实现该特殊人群个体化用药。方法:1.妊娠期LTG药代动力学变化及治疗药物监测应用回顾性收集2016年1月~2019年11月就诊于中国医科大学附属盛京医院神经内科门诊单用LTG并定期进行血药浓度监测的妊娠期癫痫患者临床病历资料,计算不同妊娠分期LTG的表观清除率(CL/F)以及LTG血药浓度与孕前靶浓度的比值(The ratio to target concentration,RTC),比较有或无癫痫发作频率增加的患者RTC值的差异,评价妊娠期LTG血药浓度与发作频率间的相关性,并通过受试者工作特性曲线(ROC曲线)确定可预测妊娠期癫痫发作频率增加的RTC阈值。使用SPSS 22.0软件进行统计分析。计量资料用sx±表示,对符合正态分布及方差齐性的数据或经对数转换后符合要求的数据选用参数检验,两样本均数比较采用t检验,多组间均数比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA),事后比较采用LSD法。计数资料用率(%)表示,组间比较采用2c检验。本研究设检验水平α=0.05,P<0.05被认为差异有统计学意义。2.基于基因多态性和雌激素谱的妊娠期癫痫患者LTG剂量预测模型构建回顾性收集2016年1月~2019年11月就诊于中国医科大学附属盛京医院神经内科门诊并接受LTG血药浓度监测的妊娠期癫痫患者临床病历资料。利用LTG常规治疗药物监测的剩余全血样本,应用MALDI-TOF/MS技术测定研究对象29个SNP位点(UGT1A4(rs3732218,rs3732219,rs2011425,rs8330,rs1042640),UGT2B7(rs7668258,rs7438135,rs7439366,rs28365063,rs4356975),ABCB1(rs1128503,rs1045642,rs2032582),ABCG2(rs2231142,rs2231137),SLC22A1(rs628031,rs2282143),SLCO1B1(rs4149056),ZNF423(rs9940645),CYP19A1(rs10046,rs4646,rs700519),ESR1(rs2234693,rs9340799,rs728524,rs3798577),ESR2(rs1256030,rs1256065,rs1255998)基因型,利用Haploview 4.2软件对上述各位点基因型频率进行Hardy-Weinberg平衡检验,以判断所选取人群是否具有群体代表性。采用电喷雾-四级杆-飞行时间质谱(ESI-Q-TOF/MS)法测定样本血清中雌酮(E1),雌二醇(E2),雌三醇(E3)三种雌激素浓度。采用非线性混合效应模型(NONMEM)法建立妊娠期癫痫患者LTG群体药代动力学模型,综合考察患者生理病理指标、合并用药、LTG代谢酶、转运体及雌激素代谢通路关键基因多态性、三种血清雌激素浓度等因素对LTG药代动力学参数的影响。应用拟合优度法、正态化预测分布误差(Normalized prediction distribution error,NPDE)检验和自举法(Bootstrap)对最终模型的稳定性和可信度进行评价。最后,基于建立的妊娠期癫痫患者LTG群体药代动力学模型,利用Java PK for Desktop软件(JPKD,version3.1)的自定义模块(User-defined Bayesian mode,UDBM)建立JPKD—LTG剂量预测模型,通过计算预测浓度(ρ预测)与实测浓度(ρ实测)之间的权重偏差(WRES),考察建立的JPKD—LTG剂量模型的预测能力。结果:1.妊娠期LTG药代动力学变化及治疗药物监测应用本研究筛查了49例妊娠期癫痫妇女的临床资料,共有26例患者因不满足纳入标准被剔除。对23例单用LTG治疗的妊娠期癫痫患者282次血药浓度监测的回顾性分析表明,与孕前基线值相比,LTG表观清除率在妊娠早期(P=0.0014)、妊娠中期(P<0.0001)及妊娠晚期(P<0.0001)分别增加了105.23%、202.85%及201.11%,峰值约在妊娠中、晚期出现。分娩当日CL/F迅速下降,于产后6周可逐渐恢复至孕前水平。60%的妇女妊娠期癫痫发作频率均高于未孕基线,40%的妇女癫痫发作减少或没有变化。通过t检验比较有或无癫痫发作频率增加的患者组间RTC值,发现两组间RTC均值存在显著差异(P<0.0001),提示癫痫发作频率增加与较低的RTC值有关。RTC值可作为妊娠期癫痫发作恶化的重要预测因子。利用ROC曲线确定可预测妊娠期癫痫发作频率增加的RTC阈值为0.62,敏感性为65.79%,特异性为81.40%,当RTC值降低至阈值以下被视为癫痫发作易感性增加。2.基于基因多态性和雌激素谱的妊娠期癫痫患者LTG剂量预测模型构建本研究共纳入49例服用LTG治疗的妊娠期癫痫患者,收集317个血药浓度监测数据(0.42~6.24 mg/L),LTG血药浓度监测时点为给药后9.97(1.63~15.47)h,平均采样点数为6(1~25)个。对样本血清中雌酮(E1),雌二醇(E2),雌三醇(E3)三种雌激素浓度测定后发现,母体血清中所有雌激素水平均随孕周增加而升高,在足月时达到峰值,分娩后迅速下降。妊娠早期E2的分泌占主导地位,E3水平于妊娠中、晚期显著增多,逐渐成为妊娠期的主要雌激素。本研究共检测了LTG体内代谢酶、转运体及雌激素代谢通路关键基因共29个位点(UGT1A4 rs3732218,rs3732219,rs2011425,rs8330,rs1042640,UGT2B7rs7668258,rs7438135,rs7439366,rs28365063,rs4356975,ABCB1 rs1128503,rs1045642,rs2032582,ABCG2 rs2231142,rs2231137,SLC22A1 rs628031,rs2282143,SLCO1B1 rs4149056,ZNF423 rs9940645,CYP19A1 rs10046,rs4646,rs700519,ESR1rs2234693,rs9340799,rs728524,rs3798577,ESR2 rs1256030,rs1256065,rs1255998)基因多态性,纳入研究的49例妊娠期癫痫妇女各SNP位点基因型分布均符合HardWeinberg平衡(P>0.05),证明样本具有群体代表性,且各位点最小等位基因频率与既往报道的中国人群数据相符。应用NONMEM软件进行数据拟合,结构模型采用一级吸收和一级消除的一房室模型,将吸收速率常数(Ka)固定为1.93 h-1,各参数个体间变异和残差变异分别采用指数模型和结合型模型进行估算。采用逐步法逐一考察各因素对药代动力学参数的影响,建立最终模型:CL/F(L/h)=1.78×EXP(E2/1.80×0.226)×1.14Trimester=2×1.24Trimester=3×EXP(E3/3.472×(-0.0488))×EXP((E1/0.591-1)×(-0.0589))×(TAMT/150)0.357×1.12ABCB1 rs1128503AG×0.326ABCB1 rs1128503 GG×1.51ZNF423 rs9940645AG/GG;V/F(L)=90×(TBIL/9.37)0.993。妊娠期LTG CL/F的群体典型值为1.78 L/h,V/F的群体典型值为90 L。雌二醇(E2)浓度每增加1 ng/m L,可使LTG CL/F增加0.238 L/h,而雌三醇(E3)和雌酮(E1)浓度每增加1 ng/m L,妊娠期LTG CL/F分别下降0.025 L/h和0.005 L/h。ABCB1 rs1128503纯合突变型(GG基因型)可使LTG CL/F显著降低,仅为野生纯合型(AA基因型)和杂合突变型(AG基因型)LTG CL/F的32.6%和29.1%;携带ZNF423 rs9940645突变型(AG/GG基因型)的患者CL/F为2.69 L/h,比野生纯合型(AA基因型)高51%。经建模组外50份稳态血样验证,预测浓度与实测浓度之间的权重偏差(WRES)为9.54±5.29%,28例(78%)血药浓度样本的WRES在±10%以内,48例(96%)血药浓度样本的WRES在±20%以内,表明本研究建立的LTG剂量模型预测准确度和精密度均较高,可基本满足临床制定个体化给药方案的需要。结论:妊娠期LTG药代动力学特征变化显著,妊娠分期、雌酮、雌二醇、雌三醇水平及ABCB1 rs1128503、ZNF423 rs9940645基因多态性为影响妊娠期LTG CL/F的显著协变量,妊娠期雌激素谱的改变是导致LTG CL/F变化的主要原因。妊娠期癫痫发作频率增加与较低的RTC值有关,RTC<0.62是妊娠期癫痫发作恶化的重要预测因子。治疗药物监测可为妊娠期LTG的治疗方案调整提供依据,建议定期监测孕早期至产后的LTG血药浓度。