维拉帕米肌肉注射治疗有机磷诱导癫痫持续状态的神经保护作用及药代动力学研究

《Neurotoxicity Research》：Assessment of Intramuscular Verapamil as Pharmacological Countermeasure in a Rat Model of Organophosphate DFP-induced Status Epilepticus

本刊推荐一项关于有机磷中毒治疗的重要研究。为解决神经毒剂中毒后标准疗法对神经保护不足的临床难题，研究团队系统评估了钙通道阻滞剂维拉帕米(VPM)经肌肉注射(i.m.)途径给药的药代动力学特征和神经保护功效。结果表明，i.m.给药相比口服(p.o.)能产生更高且更持久的血药浓度，显著降低DFP诱导的癫痫持续状态(SE)模型大鼠海马和皮层神经元损伤，且注射部位肌肉病理学评估显示良好的安全性。该研究为开发神经毒剂中毒的辅助治疗方案提供了重要实验依据。

　　

在化学战和农药中毒的阴影下，有机磷(OP)化合物构成了严重的全球健康威胁。这类物质通过不可逆抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)引发胆碱能危机，进而导致危及生命的癫痫持续状态(SE)。尽管当前标准疗法包括阿托品、肟类复能剂(如2-PAM)和苯二氮?类药物(如咪达唑仑)能够控制急性症状，但对SE引发的进行性神经元死亡和长期神经功能缺损却束手无策。这种神经保护需求的未满足，促使科学家们寻找能够弥补现有治疗方案空白的辅助疗法。

钙离子(Ca²⁺)在神经元兴奋性毒性死亡中扮演核心角色。研究表明，OP毒剂如氟磷酸二异丙酯(DFP)诱发SE后，神经元内会形成异常持久的钙平台，这为钙离子通道阻断剂的干预提供了理论依据。维拉帕米(VPM)作为一种L型钙通道阻滞剂，临床上广泛用于心血管疾病治疗，其安全性已知，且具有穿透血脑屏障(BBB)的潜力，使其成为神经保护策略的理想候选药物。

然而，在化学中毒应急救治场景下，口服给药往往不切实际。肌肉注射(i.m.)因其给药迅速、技术要求低而成为现场急救和战场救护的首选途径。但VPM能否通过i.m.途径实现有效的全身暴露和脑内分布，其反复注射的局部耐受性如何，以及最终能否减轻OP-SE后的脑损伤，这些关键问题尚未得到系统解答。

发表在《Neurotoxicity Research》上的这项研究，正是为了回答这些实际问题。研究团队构建了DFP诱导的SE大鼠模型，模拟临床救治时间窗：在SE发作1小时后给予咪达唑仑终止癫痫，并立即开始辅助性的VPM治疗。研究人员特别设计了肌肉注射给药方案，评估其药代动力学(PK)特征、局部肌肉安全性，以及对SE后脑神经元的保护效果。

研究采用了多项关键技术方法：通过液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术精确测定血液和脑组织中的VPM浓度，进行非房室模型药代动力学分析；利用Fluoro-Jade C(FJC)染色特异性标记变性神经元，量化评估神经保护效果；对注射部位的肌肉组织进行苏木精-伊红(H&E)染色，按标准化炎症评分系统评估肌肉病理变化；同时，按照美国药典(USP)标准对配制的VPM注射液进行稳定性测试，确保药物质量可控。

药代动力学分析揭示肌肉注射优势

研究人员首先比较了VPM经i.m.和p.o.给药在健康大鼠体内的PK特征。结果表明，i.m.给药能产生显著更高的生物利用度，血药浓度达峰时间适中，能够快速达到并维持有效治疗浓度。在DFP-SE模型大鼠中，i.m.给药的PK优势依然保持，且观察到脑内VPM浓度在SE状态下显著升高，这可能与SE导致的BBB通透性增加有关。值得注意的是，研究发现VPM在雌性大鼠脑内的清除较慢，提示可能存在性别相关的代谢差异，这为个性化用药提供了线索。

肌肉注射安全性良好

反复的i.m.注射常引起局部组织损伤顾虑。本研究对注射部位股四头肌进行了急性和慢性病理学评估。结果显示，VPM治疗组与生理盐水对照组在炎症评分上无显著差异，仅见轻微、可逆的炎症细胞浸润，且在给药结束3个月后肌肉组织基本恢复正常。这证实了该VPM制剂和给药方案的局部耐受性良好，具备临床转化的安全性基础。

显著减轻SE后神经退行性变

最为重要的是，研究通过FJC染色证实，i.m.给予VPM能显著减少SE后96小时多个易损脑区的变性神经元数量，包括海马CA1区、齿状回(DG)和梨状皮层(PC)。这表明VPM干预能有效遏制SE触发的神经元死亡进程。研究还发现，雄性大鼠对DFP-SE的原始损伤更敏感，但在VPM的神经保护效应上，未观察到显著的性别差异，提示VPM对不同性别个体均有潜在保护价值。

制剂稳定性符合要求

稳定性研究显示，配制的VPM注射液(10 mg/mL)在长达6个月的留样期内，主要质量属性符合USP标准，降解程度低，满足应急药品储备和使用的稳定性要求。

综合研究结果，可以得出以下结论：在DFP诱导的SE模型大鼠中，采用i.m.途径给予VPM，能够产生优于口服给药的PK特征，实现有效的脑内分布。辅助VPM治疗（在SE发作1小时后开始，连续3天）能显著减轻海马和皮层关键区域的神经元损伤，且该给药方案不会导致有临床意义的局部肌肉损伤，制剂稳定性良好。这些发现共同表明，将VPM作为现有OP中毒标准疗法的辅助神经保护药物，特别是通过i.m.途径早期给药，具有显著的转化潜力。它为解决OP中毒后长期神经功能后遗症这一未满足的临床需求开辟了一条新颖、实用且易于实施的策略。

该研究的讨论部分进一步强调了其重要意义。首先，i.m.给药的实用性使其非常适合于大规模暴露事件或战场前沿医疗救助的场景，这与口服给药相比具有明显的操作优势。其次，VPM的神经保护作用可能通过多种机制实现，包括阻断电压门控钙通道减轻钙超载、抑制P-糖蛋白(P-gp)外排泵功能以提高脑内浓度，以及潜在的抗神经炎症作用。最后，研究所用VPM剂量(10 mg/kg)接近人体等效剂量，且其本身是已上市药物，这些因素将大大加速其向临床应用的转化进程。当然，研究也指出了未来需要探索的方向，如VPM对长期神经炎症、癫痫发生和认知功能的影响，以及其神经保护作用的确切分子机制。