癌光啉在兔体内的药代动力学及生物利用度

郑立卿，阴慧娟，李迎新，陈洪丽

(1.中国医学科学院·北京协和医学院生物医学工程研究所激光医学实验室，天津 300192;2.河北北方学院药理学教研室，河北 张 家口 075000)

光动力疗法(photodynamic therapy，PDT)是20世纪70年代末问世而在近几年来迅速发展起来的一种针对(血管)增生性病变组织的选择性治疗新技术，已成为世界肿瘤防治科学中最活跃的研究领域之一［1－3］。光动力疗法是以光、光敏剂和氧的相互作用为基础的一种新的疾病治疗手段，光敏剂(光动力治疗药物)的研究是影响光动力治疗前景的关键所在。癌光啉(代号:PSD-007)是我国独立研制的一种新的卟啉类光敏剂。由血卟啉Ⅸ(HP)、3(8)-(1-甲氧乙基)-8(3)-(1-羟乙基)-次卟啉Ⅸ(MHD)、3(8)-0-乙酰基-8(3)-(1-羟乙基)－次卟啉Ⅸ(AHD)、3(8)-(1-羟乙基)-8(3)-乙酰基－次卟啉Ⅸ(HVD)、3，8-二(1-甲氧乙基)－ 次卟啉 Ⅸ(DMD)、3，8-(1-甲氧乙基)-8(3)-乙酰基－次卟啉Ⅸ(MVD)和原卟啉Ⅸ(Pp)7种卟啉组成［4］。实验证明，PSD-007对人骨肉瘤MG-63细胞具有光动力杀伤效应［5］，可诱导鼻炎癌细胞凋亡［6］，治疗白血病［7］等。于1983年6月由总后勤部过渡临床试验，临床上癌光啉放射增敏治疗食管癌［8］。本实验采用荧光法研究兔血浆中PSD-007，首次研究了ip、iv两种给药途径的药代动力学特点，阐明癌光啉在动物体内的药代动力学规律，为药物进一步研究提供依据。

1 材料

1.1 动物 新西兰白兔，体质量(1.7±0.2)kg，♂，中国医学科学院放射所动物中心提供，给药前禁食12 h，自由饮水。

1.2 仪器 D-37520超速低温离心机(德国Heraeus公司)，全波长多功能酶标仪(Thermo)，XW-80型漩涡混合器。

1.3 药品和试剂 癌光啉(PSD-007)注射液，上海红绿光敏剂研究所有限公司提供;NaCl、NaOH分析纯(BBI)，其他试剂均为分析纯，实验用水全部为三重蒸馏水。

2 方法与结果

2.1 荧光检测方法的建立 取癌光啉稀释到10 mg·L－1，于200 ～400 nm 紫外扫描，在395 nm 处有最大吸收峰。以395 nm为激发波长，于400～700 nm作荧光扫描，623 nm处有最大吸收。因此选取检测方法为激发波长395 nm，吸收波长623 nm。见Fig 1。

2.2 生物样品中癌光啉测定方法的确认

2.2.1 样品处理 血液经肝素抗凝，3 000 r·min－1离心15 min 后收集血浆，取 150 μl加入 2.4 ml 9%NaCl－1 mol·L－1HCl［9］充分混匀后震荡提取 30 min，3 000 r·min－1离心 15 min 后取上清 100 μl置96空板中，平行4个复孔，用5%NaOH稀释到线性范围。

Fig 1 UV and fluorescence absorption spectrum of PSD-007

2.2.2 标准曲线的制备 取癌光啉注射液用PBS稀释到 100 mg·L－1，取 200 μl置 96 孔板，倍比稀释得到 100、50、25、12.5、6.25、3.13、1.56、0.78、0.39、0.20、0.10、0.05 mg·L－112 个系列浓度，3 个复孔，测定荧光值，结果癌光啉在浓度小于1.56 mg·L－1时，浓度与荧光值为线形关系，大于1.56 mg·L－1时，浓度与荧光值没有线形关系。同法稀释得到浓度为1.0、0.5、0.3、0.2、0.1 mg·L－15 个系列浓度癌光啉样品，按“3.2.1样品处理”以荧光值平均值对浓度进行回归，得到回归方程为Y=40.692X+2.4429(r=0.999 9，n=4;Y荧光值，X浓度 mg·L－1)，标准曲线见Fig 2。最低定量限为0.05 mg·L－1。

Fig 2Standard curve of PSD-007(±s，n=4)

2.3 药代动力学研究

2.3.1 腹腔给药 5只新西兰白兔ip 10 mg·kg－1癌光啉，于给药后的 10 min、30 min、1 h、2 h、4 h、8 h、24 h、48 h、72 h 耳缘静脉采血 1 ml，按“2.2.1 样品处理”制备血浆样品并测定药物含量，绘制药－时曲线，见Fig 3。

Fig 3 Average plasma concentration-time curve of rabbits after a single ip administration of 10 mg·kg－1PSD-007(±s，n=5)

Fig 3表明:ip癌光啉10 mg·kg－1后，药物吸收较快，吸收相短，消除相较长，消除较快，8 h前血浆药物浓度下降较快，8 h后血浆药物浓度下降较慢，48 h后仍可以检测到药物。在给药后50 h时血药浓度可降到0.2 mg·L－1以下。

用3P97软件对癌光啉在兔体内的血药浓度曲线分别按一室、二室、三室进行Marquard拟合，对3种模型利用F检验进行方差分析。当权重为1/C/C，r2=0.947 668 4，AIC=－2.943 897，符合一室模型。结果表明，癌光啉ip在家兔体内的动力学行为符合一级消除一室模型，药代动力学参数见Tab 1(A:经验常数;Ka:分布速度常数;Ke:消除速度常数:分布半衰期:消除半衰期;Vc，中央室表观分布容积;CL:清除率;AUC:血药浓度－时间曲线下面积。)

Tab 1 Pharmacokinetic parameters

2.3.2 静脉给药 白兔5只，iv癌光啉10 mg·kg－1，于给药后的 10 min、30 min、1 h、2 h、4 h、8 h、24 h、48 h、72 h 耳缘静脉采血 1 ml，肝素抗凝。测定血浆药物浓度，绘制药－时曲线，见Fig 4。药物体内消除缓慢，8 h前血浆药物浓度下降较快，8 h后血浆药物浓度下降较慢，72 h后仍可以检测到药物。

Fig 4 Average plasma concentration-time curve of rabbits after a single iv administration of 10 mg·kg－1PSD-007(±s，n=5)

iv给药后的平均血浆药物浓度－时间数据，代入3P97，根据AIC最小的原则，评价房室模型。计算药动学参数。按Marquardt计算方法，当权重为1/C/C，r2=0.999 747 3，AIC=－26.093 21，符合三室模型。药代动力学参数见Tab 2(P、A、B:经验常数;α:分布速度常数;β:消除速度常数:分布半衰期:消除半衰期;K12:中央室向浅外室的转运速度常数;K21:浅外室向中央室的转运速度常数;K13:中央室向深外室的转运速度常数;K31:深外室向中央室的转运速度常数;K10:中央室的消除速度常数)。

2.4 生物利用度 腹腔注射生物利用度关系式［10］如下

［AUC］IP，［AUC］IV是腹腔、静脉注射剂量曲线下的面积 ， DIP、DIV是腹腔、静脉注射剂量。

由Tab 1，2计算腹腔注射血药浓度与时间的关系式［11］如下:

Ka、K:吸收、消除速度常数生物利用度;X0:给药剂量;C:浓度(mg·L－1);t:时间(h)。

静脉注射血药浓度与时间的关系式［12］如下:

3 讨论

灵敏度高特异性好的分析方法是药代动力学研究的基础，荧光检测方法灵敏度高，选择性高。癌光啉是混合卟啉制剂，多种成分有效，各成分均具有卟啉母环，荧光特性相似，因此，本研究采用酶标仪测定药物总的荧光特性来定量，在一定程度上可以检测癌光啉在体内的动态变化过程，最低定量限为0.05 mg·L－1，比分光光度法高2～4个数量级。本实验用盐酸盐缓冲液裂解血浆蛋白提取样品，可直接用于荧光检测，相比有机溶剂如乙腈、甲醇沉淀蛋白，操作简单并且可以避免有机溶剂的背景干扰。

本实验结果表明腹腔给药时，兔对癌光啉吸收较快，1.74 h达到峰浓度2.31 g·L－1，体内维持时间较长，消除半衰期11.63 h，体内药代动力学特征符合一室模型。静脉给药时，癌光啉消除半衰期达40.6 h，药动学特征符合三室模型，与文献报道一致［9］，由第一分布相和第二分布相的药代动力学参数来看，癌光啉静脉注射后，在家兔体内迅速由中央室向周边室分布，同时浅外室向中央室的转运，且K12＞K21＞K13，该给药方式体内滞留时间长，应用时可减少给药次数或降低给药剂量。给药方式不同，体内的药动学特征符合不同模型与文献报道相似［14］。在分布相时药物实际上已开始消除，到达消除相时可能已有相当分量的药物已被消除。三室模型的前两相在腹腔注射时被吸收相掩盖。这些时相的划分仅靠血药浓度的测定。如果早期(此时血药浓度变化较快)取样间隔过疏，很难据此准确划分时相，此为房室模型法的局限。

Tab 2 Pharmacokinetic parameters(±s，n=5)

Tab 2 Pharmacokinetic parameters(±s，n=5)

Parameter Value P/mg·L－19.37 γ/h －1 4.03 A/mg·L －1 3.05 α/h－1 0.246 B/mg·L －1 0.860 β/h－1 0.017 Vc/L·kg－1 0.753 T 12α/h 2.82 T 12β/h 40.6 K12/h －1 2.28 K21/h －1 1.33 K13/h －1 0.417 K31/h －1 0.062 K10/h －1 0.204 AUC/mg·L －1·h 65.2 CL(s)L·kg－1·h－1 0.153 MRT/h 43.3

腹腔给药后绝对生物利用度是66.2%，表明吸收尚可。两种给药途径说明癌光啉吸收迅速，消除相较长，8 h前消除较快。ip给药体内清除速度相对iv较快，后者72 h仍可监测到微量的药物，建议给药后至少3 d才能2次给药，两种给药方式均不易积蓄，现开始用于治疗鲜红斑痣［13］、皮肤肿瘤、激光美容等领域，有望广泛应用于临床。考虑到药物在体内见光出现的光毒性现象，应选择消除方式更快的腹腔给药方式，但此给药方式需根据血药浓度调节给药剂量。腹腔注射经肠系膜静脉吸收，吸收迅速，肝代谢率低，因此进一步研究PSD-007的口服和肠靶向制剂是一个新药开发的新方向，也符合老药新用的药物开发新模式。

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