大剂量口服白消安在异基因造血干细胞移植预处理患者体内的药代动力.docx

基金项目：安徽高校省级自然科学研究项目（KJ2007B317ZC）
作者简介：张善堂，男，硕士，副主任药师。Email：zhangshantang@
大剂量口服白消安在异基因造血干细胞移植预处理患者体内的药代动力学研究
张善堂a，孙自敏b，刘会兰b，方焱a，耿良权b，唐丽琴a，吴云b，谯川南b，屈建a
（安徽医科大学附属省立医院 a. 药剂科； b. 血液科，合肥 230001）

摘要：目的 研究口服大剂量白消安在异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）预处理患者体内的药代动力学特征。方法 allo-HSCT预处理患者口服白消安1mg/kg，q6h，共16剂。在首剂和第9剂给药时，分别于给药前及给药后不同时间点采集血样，用高效液相色谱法测定血浆白消安浓度；用DAS软件进行药动学房室模型拟合，计算药动学参数。结果 首剂和第9剂给药后白消安在allo-HSCT预处理患者体内血药浓度-时间曲线均符合一室模型，其主要药动学参数分别为：t1/2 （133.03±30.62）与（131.39±28.15）min、Ke （0.005±0.001）与（0.006±0.001）min-1、Vd/F（0.562±0.119）与（0.459±0.077）L/kg、CL/F（0.003±0.001）与（0.003±0.001）L/min/kg、AUC(0-t)（910.3±146.9）与（1158.5±139.0）μmol/L*min、AUC(0-∞) （1401.9±243.2）与（1689.0±312.4）μmol/L*min；白消安平均稳态血浆浓度为（3.29±0.39）μmol/L。结论 口服大剂量白消安在allo-HSCT预处理患者体内过程符合一室药动学模型，主要药动学参数个体差异大，多次给药后药物清除率发生改变。
关键词：白消安；异基因造血干细胞移植；预处理方案；药代动力学

Pharmacokinetics of oral busulfan in patients undergoing allogeneic hematopoietic stem cell transplantation
ZHANG Shan-tanga，SUN Zi-minb，LIU Hui-lanb，FANG Yana，GENG Liang-quanb，TANG Li-qina，WU Yunb，QIAO Chuan-nanb，QU Jiana
（ a. Department of Pharmacy，b. Department of Hematology，The Affiliated Provincial Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230001，China ）
ABSTRACT OBJECTIVE To study the pharmacokinetic profiles of oral busulfan in Chinese patients undergoing allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. METHODS Blood samples of 9 adult patients were collected following the first and the ninth dose of a standard 16 dose oral busulfan，4-day regimen. The plasma concentration of busulfan were determined by HPLC, and the pharmacokinetic parameters of busulfan were calculated by DAS statistical softwere. RESULTS The plasma concentration- time curves after dose 1 and dose 9 oral busulfan 1mg/kg in 9 patients were fit to one-compartment model，respectively；The main pharmacokinetic parameters were as follow：t1/2 （133.03±30.62）and（131.39±28.15）min、Ke（ 0.005±0.001）and（0.006±0.001）min-1、Vd/F（0.562±0.119）and（0.459±0.077）L/kg、CL/F（0.003±0.001）and（0.003±0.001）L/min/kg、AUC(0-t)（910.3±146.9）and（1158.5±139.0）μmol/L*min、AUC(0-∞)（1401.9±243.2）and（1689.0±312.4）μmol/L*min，respectively. Busulfan average steady plasma concentration were （3.29±0.39）μmol/L. CONCLUSION The pharmacokinetic profiles of oral busulfan are fit to one-compartment model ，and the main pharmacokinetic parameters（ such as Vd/F、CL/F AUC(0-t)、AUC(0-∞)）are significant difference between dose 1 and dose 9.
KEY WORDS： busulfan；allogeneic hematopoietic stem cell transplantation；preparative regimen；pharmacokinetics

白消安（Busulfan, Bu）是一种双功能烷化剂，对造血祖细胞和多能干细胞具有细胞毒作用,通常与环磷酰胺（Cyclophosphamide, Cy）、氟达拉滨（fludarabine，Flu）等组成联合方案用于造血干细胞移植（ hematopoietic stem cell transplantation, HSCT）治疗恶性血液病的移植前预处理[1,2]。国外对白消安的药物动力学特性进行了广泛的研究，证实预处理方案的疗效和毒副作用与白消安血浆浓度-时间曲线下面积（AUC）或稳态血药浓度有密切关系，且白消安的药动学性质具有显著的个体差异 [3,4]；国内尚未见有白消安药动学研究文献报道。本文对异基因造血干细胞移植预处理患者口服大剂量白消安的药代动力学特征进行了初步研究，现报道如下。
1 材料与方法
1.1 仪器与试药
1.1.1仪器 Waters高效液相色谱仪，包括 515泵、2487双波长紫外检测器；AT-130色谱柱恒温箱，天津鑫洲科技有限公司；HS色谱数据工作站4.0+ ，杭州英谱科技开发有限公司；U32R台式冷冻离心机，德国Hettich公司；BT25S电子天平（Max 21g、d=0.01mg），北京赛多利斯仪器系统有限公司。
1.1.2试药 白消安片（马利兰，2mg/片），葛兰素史克公司生产，批号PY005；二乙基二硫代氨基甲酸钠（Sodium diethyldithiocarbamate，DDTC）， Sigma-Aldrich公司生产，批号112K2606；甲醇、乙酸乙酯等均为色谱纯。
1.2研究对象
本院血液科收治进行异基因造血干细胞移植的患者9例，男8例、女1例，年龄32.67±9.58岁（17~45岁），体重62.0±9.89kg；原患疾病分别为慢性粒细胞白血病（CML）6例、急性粒细胞白血病（AML）1例、骨髓增生异常综合征（MDS）1例、嗜酸性粒细胞白血病1例；8例患者接受 HLA配型6/6位点全合的亲缘供体外周血造血干细胞联合骨髓移植、1例接受双份无亲缘关系供体的脐血造血干细胞移植（1份HLA6/6位点全合、1份HLA5/6位点相合）。患者基本情况见表1。
表1 患者基本资料
Tab1. patient characteristics
患者
性别
民族
年龄
（岁）
身高
（cm）
体重
（kg）
临床诊断
预处理方案
ZHL
男
汉
45
170
62
CML
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg
ZL
男
汉
28
178
65
CML
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg＋Ara-C2g/m2
QAM
男
汉
36
168
54
EoL
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg
JXF
男
汉
30
172
76
CML
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg
ZNY
男
汉
41
163
72
CML
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg
YJX
男
汉
21
175
65
AML
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg＋BCNU250mg/m2＋ATG7.69 mg/kg
ZZH
男
汉
38
170
60
CML
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg
HBC
男
汉
39
168
63
CML
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg＋Ara-C2g/m2
HYL
女
汉
18
162
41
MDS
Bu16mg/kg＋Cy120mg/kg＋ATG7.69 mg/kg
注：CML，chronic myeloid leukemia（慢性粒细胞白血病）；EoL，eosinophilic leukemia（嗜酸性粒细胞白血病）；AML，acute myeloid leukemia（急性粒细胞白血病）；MDS，myelodysplastic syndrome（骨髓增生异常综合征）；Ara-C，cytarabine(阿糖胞苷)；BCNU，carmustine（卡莫司汀）；ATG，antihymocyte globulin（抗T淋巴细胞球蛋白）

1.3给药方案与血样采集
9例患者接受的预处理方案见表1所示，其中BuCy的给药方案是：移植前第7天起口服白消安（Bu） 1mg/ kg，q6h，连续4天（-7～-4d），接着静脉滴注环磷酰胺（Cy）60mg/kg·d，共2天（-3～-2d）。口服白消安前及用药期间，服用苯妥英钠预防癫痫发作；使用环磷酰胺同时给予美司那、水化碱化尿液、强迫利尿等预防出血性膀胱炎；根据病情适时给予成分输血及其他辅助治疗。
分别在口服白消安的第1、第9剂量的服药前及服药后15、30、60、90、120、180、240、300、360min抽取静脉血2ml，肝素抗凝，置冰箱冷藏30min后，离心分离血浆，血浆置-20℃冷冻保存待测。
1.4 白消安血药浓度测定方法
以DDTC为衍生试剂，采用柱前衍生高效液相色谱法测定白消安血药浓度[5]。色谱条件：NovaPak C18色谱柱（4μm，3.9×150mm）,柱温30℃；流动相为甲醇-水（74：26，v/v），流速0.9ml·min-1；检测波长280nm。每个批次血样测定时随行1条标准曲线，并平行测定3个浓度的质控样品。质控样品均匀分布在样品测试序列中。质控样品的测定浓度偏差控制在15%以内，最低浓度点附近控制在20%以内。
1.5 数据处理及统计学方法
将患者用药后各时间点的血药浓度数据用DAS软件（ver2.1.1）中药代动力学模块的智能化分析方法进行房室模型拟合和药动学参数计算， tmax、Cmax为实测值，平均浓度Cav＝AUC(0-t)/τ（τ为给药间隔），结果以±s 表示。首次给药与第9次给药的主要药动学参数的比较采用Excel进行成对t检验，显著性量值定为P＜0.05。
2 结果
2.1 血药浓度
8例患者完成第1和第9剂量各时间点的采样、1例患者完成第9剂量各时间点的采样。由各时间点血药浓度均值绘制的白消安血药浓度-时间曲线见图1（dose1表示第1剂量、dose9表示第9剂量,下同）。

Fig 1 concentration-time curve of oral buselfan in

2.2 房室模型拟合及药动学参数
9例异基因遭血干细胞移植预处理患者口服大剂量白消安后各时间点的血浆浓度数据经DAS软件（ver2.1.1）按拟合精度判据（AIC）最小的原则自动进行房室模型拟合，结果最佳房室模型均为一室，权重系数均为1/cc。首剂量的AIC=-14.33±8.54，一级参数为A=（21.94±15.87）μmol·L-1、k=（23.67±14.33）min-1；第9剂量的AIC=-17.54±7.46，一级参数为A=（41.24±36.28）μmol·L-1、k=（39.57±36.31）min-1。药代动力学参数见表2。
表2 allo-HSCT预处理患者口服白消安1mg/kg后的药动学参数
Tab. Pharmacokinetic parameters after oral administrating busulfan 1mh/kg in allo-HSCT patients（n=8）
参数名称
单位
dose1
dose9
P值
±s
RSD%
±s
RSD%
t1/2
(min)
133.03±30.62
23.02
131.39±28.15
21.44
0.9005
Ke
(1/min)
0.005±0.001
20.00
0.006±0.001
16.67
0.6491
Vd/F
(L/kg)
0.562±0.119
21.17
0.459±0.077
16.77
0.0204
CL/F
(L/min/kg)
0.0030±0.0005
16.67
0.0025±0.0005
20.00
0.0331
AUC(0-t)
μmol/L*min
910.3±146.9
16.14
1158.5±139.0
11.99
0.0127
AUC(0-∞)
μmol/L*min
1401.9±243.2
17.34
1689.0±312.4
18.49
0.0304
Ka
(1/min)
0.022±0.022
100.00
0.014±0.007
50.00
0.2113
t1/2ka
(min)
58.82±34.34
58.38
64.50±36.49
56.57
0.5524
tmax
(min)
97.50±21.21
21.75
86.67±23.45
27.06
0.0331
Cmax
μmol/L
4.28±0.70
16.36
5.23±0.83
15.87
0.0160
MRT(0-t)
(min)
172.56±11.79
6.83
161.98±14.39
8.88
0.0034
MRT(0-∞)
(min)
330.62±68.28
20.65
311.50±72.71
23.34
0.2567
首剂量的平均浓度为（2.52±0.39）μmol/L，第9剂量的平均浓度为（3.25±0.39）μmol/L，二者有显著差异（P=0.0087）。
2.3 预处理相关毒性及移植物植入情况
预处理期间，除1例患者出现出血性膀胱炎外，其他8例患者仅出现轻度的胃肠道反应，表现为食欲减退、恶心，偶有呕吐发生，未出现HVOD等严重预处理相关毒性反应。
8例患者移植物植入良好，中性粒细胞恢复至＞0.5×109/L的时间为11～14天(中位数12天)、血小板恢复至＞50×109/L的时间为14～53天(中位数17天)；另1例患者中性粒细胞恢复至＞0.5×109/L的时间为12天，但血小板植入不良，一直＜20×109/L。
3 讨论
大剂量白消安口服给药的药物动力学是十分复杂的体内过程，影响因素很多。首先是口服剂量较大，而目前市场销售的白消安口服剂型只有2mg/粒的规格，一个60kg体重的患者单次用量将达30粒之多，通常要分次服完，这样在体内就会形成多相吸收特征[6]；其次是白消安的生物利用度个体差异很大，成人有2倍的差异，儿童有5倍之差[7]；另外，年龄、疾病状况、肝脏功能等情况不同，会导致白消安药动学特征的显著差异，如Grochow等[8]对成人和儿童口服白消安后的药代动力学特征进行了比较，发现代谢速率与年龄有关，儿童代谢较快，清除率（CL/F）约是成人的2倍；Bertholle-Bonnet等[9]分析了基础疾病对白消安药动学的影响，在入院诊断分别为代谢性疾病、血红蛋白病、恶性血液病和免疫功能低下等四组患者中，吸收速率常数（Ka）和表观分布容积（Vd/F）基本一致，而CL/F和AUC有显著的差异，其中血红蛋白病组患者口服白消安的CL/F较快（7.78L/h），而免疫功能低下组患者的CL/F最低（3.59L/h）。Kusama等[10]报道了谷胱苷肽S转移酶A1（GSTA1）多态性对白消安药动学的影响，在12例日本患者中，9例GSTA1为野生型（GSTA1*A/*A），3例GSTA1为杂合子型（GSTA1*A/*B），结果显示GSTA1*A/*B患者的白消安消除速率常数显著低于GSTA1*A/*A型，其平均稳态血浆浓度明显高于后者，证明GSTA1多态性是造成口服白消安药动学个体差异的重要影响因素。
本文在国内首次对异基因造血干细胞移植预处理患者口服大剂量白消安的药代动力学特征进行了初步研究，发现单剂量和多剂量口服白消安的体内过程均符合一级吸收的一室药动学模型，且主要药动学学参数如t1/2 、Ke 、Ka、Vd/F、CL/F、Ka 等有显著的个体差异，与国外文献报道相似[3,4]。Hassan等[11]最早开展白消安人体药动学研究，他们的研究结果表明，成人口服大剂量白消安（1mg/kg）后血浆药物峰浓度（Cmax）为（7.0±3.4）μmol/L、AUC为（2000±530）μmol/L*min，均明显超过本文的研究结果。Bostrom等[12]深入研究了不同年龄、不同疾病的患者口服大剂量白消安（1mg/kg）进行移植前预处理时的药代动力学性质，结果表明首剂量白消安的主要药动学参数如AUC、Cmax、Vd/F、CL/F等存在显著的个体差异，这种个体差异在不同年龄、不同原患疾病的患者中都存在；整组患者的AUC为（970±940）μmol/L*min，与本文研究结果相近（首剂量）；在不同疾病的患者中，只有白血病患者的AUC值与年龄相关，＜5岁、5~18岁和＞18岁三个亚组的AUC分别为（955±793）、（1370±1180）和（1980±1090）μmol/L*min，其中成年组的AUC值明显超过本文结果。Takamatsu等[13] 评价了7例进行造血干细胞移植预处理的日本患者口服白消安（1mg/kg）的药动学特性，结果患者口服第6剂量药动学参数中位值分别为CL/F0.15l/h/kg（0.07~0.21 l/h/kg）、Vd/F0.64l/kg（0.48~0.81l/kg）、t1/2 3.2h（2.1~6.0h）、平均稳态血浆浓度（Css）1146ng/ml（745~2422 ng/ml），与本文研究结果相近。
本文结果显示，与首剂量相比，第9剂量的tmax明显提前，Cmax显著高于首剂量，AUC(0-t)和AUC(0-∞) 也明显增加（P＜0.05），说明第9剂白消安口服吸收速度和吸收程度高于首剂给药，似乎表明白消安多次口服给药后，其生物利用度有增加的趋势，但Ka并没有显著的变化，同时药物消除速率常数（Ke）和消除半衰期也没有显著改变（P＞0.05）；与首剂量相比，第9剂量的Vd/F变小，CL/F减少（P＜0.05），说明大剂量白消安多次口服给药后，在体内存在一定程度的蓄积现象，Cmax和AUC的增加可能与药物蓄积有关。Lindley 等[14]研究表明，重复多次给药后，白消安的CL/F和AUC均发生改变，与首剂给药相比，口服第13剂白消安后其AUC减小、CL/F增加（少数患者CL/F增加、AUC减小）。 发生这种改变的机制尚不清楚，可能与药物相互作用有关，也可能系药物代谢改变有关。
为了确保移植物植入，减少预处理方案相关毒性，白消安的Css应维持在600~900ng/ml（2.44~3.65μmol/L，相当于AUC(0-6h)875~1315μmol/L*min）, Css＜600ng/ml时移植物排斥反应明显增加，而Css＞900ng/ml时预处理相关的严重不良反应的发生率将显著增加[4]。本文9例患者的Css均在有效浓度范围内，8例患者移植物植入良好，未发生VOD等严重预处理相关毒性反应；1例血小板恢复不良患者的Css为2.92μmol/L，稳态AUC(0-6h)为1051μmol/L*min，也在有效浓度范围内。
总之，本文研究结果初步表明异基因造血干细胞移植预处理患者口服大剂量白消安的体内过程符合药代动力学一室模型，主要药动学参数的个体差异较大，多次给药会引起药物清除率的改变。本院预处理用白消安已经改为静脉用剂型，因而本文样本量有限，研究结果难免以偏概全，但毕竟是国内首次研究报道，对于全面了解我国患者口服大剂量白消安的药动学特征有参考价值。关于静脉用白消安在异基因造血干细胞移植预处理患者体内的药动学特征，本项目组正在进行研究中。
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