铁载体头孢菌素HRS-8427注射液在中国健康受试者体内的肺内分布及药代动力学研究

《Antimicrobial Agents and Chemotherapy》：Intrapulmonary penetration and pharmacokinetics of siderophore cephalosporin HRS-8427 injection in Chinese healthy subjects

HRS-8427单次和多次剂量给药后肺内渗透及药代动力学特征良好，安全性可接受，多次给药使肺泡上皮衬液浓度显著提高，超过革兰氏阴性菌MIC90值。

　　HRS-8427是一种新型的铁载体头孢菌素类抗生素，旨在用于治疗革兰氏阴性菌感染。本研究评估了该药物在健康中国受试者中单次和多次静脉给药后的肺部渗透情况以及其药代动力学（PK）特征。研究采用了单中心、随机、开放标签的I期临床试验设计，共纳入38名受试者，其中35名完成了研究。单次给药组的受试者接受了1500 mg的HRS-8427静脉输注，持续时间为2小时。而多次给药组则每8小时接受2000 mg的HRS-8427静脉注射，连续进行四次给药，每次输注时间也为2小时。通过支气管肺泡灌洗（BAL）收集了肺泡上皮衬液（ELF）和肺泡巨噬细胞（AM）样本，以评估药物在肺部的分布情况。PK分析显示，单次1500 mg剂量后，HRS-8427在血浆中的最大浓度（Cmax）为176 μg/mL，而血浆中AUC0–∞（从时间零到无穷大的曲线下面积）为942 h·μg/mL。在多次给药后，Cmax上升至262 μg/mL，对应的AUC0–∞为1640 h·μg/mL。ELF与血浆浓度比（CELFT/Cplasma）随时间增加而上升，最终在第8次给药后达到12.2%。然而，AM中的药物浓度保持在较低水平（<1%）。多次给药显著提高了ELF的暴露水平，表明HRS-8427在肺部的浓度随时间增加而提高，这可能对肺部感染的治疗具有积极意义。安全性评估结果显示，总体耐受性良好，大多数不良事件为轻度，未发现严重不良反应。基于PK数据和微生物学数据，2000 mg的给药方案达到了多种革兰氏阴性病原体的MIC90值，支持进一步开发HRS-8427用于呼吸道及其他革兰氏阴性菌感染的临床研究。

本研究的临床试验已在“中国临床试验注册平台”注册，编号为ChiCTR2300072350。HRS-8427作为由江苏恒瑞医药股份有限公司自主研发的新型铁载体头孢菌素，通过其独特的铁载体介导的主动转运机制，能够靶向革兰氏阴性菌，尤其是碳青霉烯类耐药菌株。其结构与头孢他啶和头孢吡肟类似，且对多种β-内酰胺酶具有高稳定性。铁载体部分可以与铁离子螯合，并模仿天然铁载体分子，从而通过细菌外膜上的特定铁转运蛋白被主动转运进入细菌细胞，达到有效的杀菌浓度。非临床研究显示，HRS-8427对多种革兰氏阴性病原体表现出显著的抗菌活性，包括肠杆菌科细菌、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌等。在小鼠尿路感染模型中，HRS-8427显著降低了膀胱和肾脏中的细菌载量。此外，预临床结果还表明，HRS-8427的杀菌活性随着给药频率的增加而提高，提示其可能具有时间依赖性的杀菌特性。

目前，HRS-8427已经完成了多个临床研究，包括一项评估其安全性、耐受性和PK特征的I期研究（Study HRS-8427-101），一项评估肾功能不全受试者PK特征的研究（ClinicalTrials.gov标识符NCT07070375），以及一项在复杂尿路感染患者中进行剂量递增研究（ClinicalTrials.gov标识符NCT06144060）。当前正在进行一项III期临床试验，用于评估其在复杂尿路感染患者中的疗效（ClinicalTrials.gov标识符NCT06569056）。所有数据目前尚未公开。

本研究的主要目标是评估HRS-8427在健康中国受试者中单次和多次静脉给药后的肺部渗透情况和PK特征。研究设计包括两个部分：第一部分是单次给药研究，第二部分是多次给药研究。单次给药组的20名受试者被随机分配到A至D组（1:1:1:1），接受1500 mg的HRS-8427静脉输注，持续时间为2小时。BAL在给药后2、3、5和8小时进行，以收集ELF样本。多次给药组的15名受试者被分配到E、F和G组（每组5名），接受2000 mg的HRS-8427静脉注射，每8小时一次，共进行四次给药。BAL在给药后2、4和8小时进行，以收集BAL液。选择这些时间点是基于单次给药数据，发现ELF浓度在3和5小时时相似，因此在多次给药组中合并这些时间点，以减少BAL操作次数和受试者负担。研究的启动和设计由研究者和赞助商共同决定，并采用了平行组设计。

药物剂量的选择基于之前的PK/PD建模和新兴的PK数据。1500 mg的单次剂量是基于未公开的预临床PK/PD模拟，建议采用每日三次的给药方案以达到临床相关的暴露水平。然而，初步的单次给药研究发现，HRS-8427的肺部渗透率低于预期，ELF中的浓度可能不足以治疗肺炎。因此，基于这些发现和之前多次递增剂量研究中良好的安全性，选择了2000 mg的每8小时一次的给药方案，以进一步评估其在肺部的暴露情况。研究的剂量选择旨在探讨HRS-8427在肺部感染治疗中的潜在效果。

受试者在研究开始前一天被纳入研究中心，进行筛选和基线评估。单次给药组的受试者在给药前后进行PK血样采集和安全性评估，并在给药后第2天和第4天进行随访安全性评估。多次给药组的受试者在完成所有程序和安全性评估后，于第3天出院。研究结束后，进行了电话随访。

受试者均为健康成人，年龄在18至45岁之间，BMI在19.0至26.0 kg/m2之间。所有受试者均充分理解研究内容，并自愿参与。男性受试者体重需≥50.0 kg，女性受试者体重需≥45.0 kg，并且在研究结束后3个月内无怀孕计划。排除标准包括可能干扰PK评估或增加程序风险的疾病或手术史，以及在筛选前特定时间内使用任何处方药、非处方药、草药或维生素。此外，受试者不得吸烟、过量饮酒或摄入大量含咖啡因的饮料，且不能参与其他临床试验、接种疫苗或献血。有哮喘或食物/药物过敏史的受试者，以及有药物滥用或非法药物使用史的受试者也被排除。无法耐受或接受BAL的受试者，以及无法遵循控制饮食的受试者也被排除。此外，怀孕或哺乳的女性受试者，以及有临床显著实验室异常的受试者也被排除。

在单次给药组中，静脉血样在给药前1小时内采集，并在给药后1、2（立即输注后）、2.5、3、4、5、6、8、10、12和24小时采集。在多次给药组中，除了上述时间点外，还在最后一次给药前5分钟采集血样，并在最后一次给药后1、2（立即输注后）、2.5、3、4、5、6、8、10、12和24小时采集。每次采集3 mL静脉血样，用于PK分析和尿素浓度测定。采集的血样在30分钟内离心，以获得血浆，然后转移至低温容器中保存。此外，还保留了备份样本供后续分析使用。

在BAL过程中，每位受试者在研究期间进行一次BAL。单次给药组的受试者在给药后2、3、5和8小时进行BAL，而多次给药组的受试者在最后一次给药后2、4和8小时进行BAL。每次BAL操作进行三次，每次灌洗50 mL无菌生理盐水，并立即吸出。收集的第二次至第三次灌洗液进行混合，然后进行后续分析。所有BAL液在采集后立即置于冰上，并在2小时内进行处理。通过尿素氮稀释法估算ELF的表观体积，利用尿素浓度计算HRS-8427在ELF中的浓度。AM样本的浓度则通过细胞悬液中的浓度和AM的总体积进行计算。

尿素浓度的测定采用了一种经过验证的LC-MS/MS方法。血浆尿素浓度在30.0至900 μg/mL范围内表现出良好的线性关系，所有QC样本的精密度均低于7.8%。在LLOQ（30.0 μg/mL）时，精密度也低于7.7%。矩阵效应评估显示，低浓度QC样本的平均相对偏差为3.5%，高浓度QC样本的平均相对偏差为0.3%。尿素的提取回收率在92.8%至95.6%之间，而内部标准的提取回收率为94.9%。BAL液中的尿素浓度同样通过LC-MS/MS方法测定，其线性范围为0.500至20.0 μg/mL，所有QC样本的精密度均低于13.0%。在LLOQ（0.500 μg/mL）时，精密度低于15.0%。低浓度QC样本的平均相对偏差为-1.2%，高浓度QC样本的平均相对偏差为-2.7%。尿素的提取回收率在98.6%至106.1%之间，而内部标准的提取回收率为99.2%。

HRS-8427在血浆、BAL液和AM中的浓度计算采用了不同的方法。对于ELF中的浓度，通过尿素氮稀释法估算表观体积，再利用BAL液中的HRS-8427浓度和尿素浓度进行计算。AM中的浓度则通过细胞悬液中的HRS-8427浓度和AM的总体积进行计算。AM总体积的估算基于每10?个细胞的平均巨噬细胞体积为2.42 μL的参考数据。

PK参数的统计分析采用CPhaMAS平台进行，该平台版本为1.0，网址为https://www.cphamas.cn/。计算了HRS-8427在血浆、ELF和AM中的PK参数，包括达峰时间（Tmax）、最大血浆浓度（Cmax）、从时间零到时间t的曲线下面积（AUC0–t）、从时间零到时间无穷大的曲线下面积（AUC0–∞）、消除半衰期（T1/2）、末端消除清除率（CLz）以及末端分布容积（Vz）。ELF和AM的PK参数以与血浆浓度的比值形式计算。所有统计分析使用SAS（版本9.4）进行，包括PK浓度数据、c-t曲线绘制和安全性评估。

安全性评估通过全面的体检、生命体征监测、12导联心电图（ECG）以及一系列实验室检查，包括血常规、生化检查、尿常规、凝血功能和妊娠测试（针对女性受试者）进行。所有不良事件（AEs）和严重不良事件（SAEs）均被密切监测。在本研究中，共有37名受试者接受了HRS-8427，其中29名受试者（78.4%）出现了66例治疗相关的不良事件（TEAEs），其中5名受试者（13.5%）出现了9例治疗相关的不良事件（TRAEs）。单次给药组的21名受试者中有16名（76.2%）出现了35例TEAEs，3名受试者（14.4%）出现了4例TRAEs。TEAEs中出现频率较高的包括舒张压升高（14.3%）、细菌检测阳性（9.5%）以及咽部不适（47.6%）。在多次给药组中，16名受试者中有13名（81.3%）出现了31例TEAEs，2名受试者（12.5%）出现了5例TRAEs。TEAEs中出现频率较高的包括舒张压升高（25.0%）、血糖降低（12.5%）以及咽部不适（25.0%）等。值得注意的是，所有不良事件中，绝大多数为轻度，仅有3例为中度，其中淋巴结炎被认为与研究药物无关。两名受试者因发热和窦性心动过缓提前退出研究，这些事件均被归类为轻度，其中窦性心动过缓与研究药物无关，而发热被归类为TRAE。

研究结果表明，HRS-8427在健康受试者中表现出良好的安全性和耐受性。总体的TEAE发生率为78.3%（29/37），与之前在健康受试者中进行的cefiderocol临床试验数据（70%，14/20）相似。值得注意的是，89.7%（26/29）的TEAE为轻度，仅有3例为中度，其中淋巴结炎被认为与研究药物无关。PK监测显示，无论是单次还是多次给药，血浆中的肌酐水平均无显著变化，表明HRS-8427具有良好的肾安全性。

在单次给药研究中，HRS-8427的ELF浓度在给药后2小时达到峰值，随后逐渐下降。然而，该浓度水平不足以覆盖主要革兰氏阴性病原体的MIC90范围，表明单次给药可能不足以治疗肺炎。相比之下，多次给药显著提高了ELF中的浓度，并且ELF与血浆浓度比（CELFT/Cplasma）随时间增加而上升，这表明HRS-8427在肺部的浓度可能随着时间的推移而增加，从而提高其对肺部感染的治疗潜力。然而，肺部暴露的整体程度仍低于其他常用于治疗肺炎的抗生素，且AM中的药物浓度保持在较低水平，这表明HRS-8427在肺部的渗透能力仍有待进一步验证。尽管如此，其良好的系统暴露水平和在复杂尿路感染中的临床评估表明，HRS-8427可能具有替代治疗应用的潜力。

本研究的局限性在于，虽然获得了健康受试者中HRS-8427的血浆PK数据及其肺部渗透情况，但健康受试者与肺炎患者之间存在显著的生理和病理差异，这可能影响药物在肺泡中的渗透效率。因此，进一步的临床试验是必要的，以确认HRS-8427在肺炎患者中的肺部渗透情况。此外，BAL采样点相对较少，单次给药组仅有4个采样点，多次给药组仅有3个采样点，这可能影响对肺部浓度-时间曲线的精确描述，提示需要进一步发展HRS-8427的肺部PK模型以更准确地描述其在肺部组织中的PK特征。虽然之前的体外研究显示HRS-8427的血浆蛋白结合率为55.6%，未结合部分为44.4%，但本研究并未直接测量血浆中未结合药物的浓度，因此虽然体外数据可以作为ELF-血浆渗透率的参考，但实际的未结合药物浓度可能与体外结果有所不同。此外，本研究未测量ELF中的未结合药物浓度，这限制了对HRS-8427 PK/PD关系的评估。未来的研究应考虑直接测量血浆中未结合药物的浓度，以更准确地评估其PK/PD关系。

值得注意的是，多次给药后，HRS-8427在肺部的药物积累增加，表现为ELF浓度的升高和ELF/血浆浓度比的增加，这表明其肺部渗透可能具有时间依赖性，从而提高对肺部感染的治疗效果。然而，肺部暴露的整体程度仍低于其他常用肺炎治疗药物，且AM中的药物浓度保持在较低水平，这表明HRS-8427在肺部感染中的应用仍需进一步的临床试验数据支持。尽管如此，其良好的系统暴露水平和在复杂尿路感染中的临床评估结果表明，HRS-8427可能在其他感染治疗领域具有应用潜力。

总之，HRS-8427在健康中国成人中以2小时静脉输注1500 mg作为单次剂量，以及2000 mg每8小时作为多次剂量，均表现出良好的耐受性和安全性。多次给药后，HRS-8427在ELF中的浓度显著提高，且肺部渗透率有所增强，这提示其可能在肺部感染的治疗中具有潜在优势。此外，2000 mg剂量的HRS-8427能够达到主要革兰氏阴性病原体的MIC90值，可能成为治疗肺部感染的有效方案。本研究的结果支持进一步开展HRS-8427在革兰氏阴性菌感染患者中的临床试验，包括肺部以外的感染类型。