重磅发现!药物代谢组学揭示美托洛尔(Metoprolol)新代谢产物,助力精准治疗

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Clinical Pharmacokinetics 4.6

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  美托洛尔(Metoprolol)代谢存在个体差异,现有代谢数据有局限性。研究人员对肾移植受者(KTRs)和潜在活体肾供者(PLKDs)开展研究。发现多种未报道代谢产物,且两组代谢物模式相似。这为优化美托洛尔治疗提供依据。

  在医疗领域不断追求精准化的当下,个性化治疗成为了医学发展的重要方向。其中,药物治疗的精准化尤为关键,它能让患者在获得最佳治疗效果的同时,减少不良反应的发生。美托洛尔(Metoprolol)作为一种广泛使用的抗高血压药物,在心血管疾病治疗中发挥着重要作用。然而,它的疗效和安全性却存在着个体差异。这是因为美托洛尔主要通过细胞色素 P450-2D6(CYP2D6)酶进行代谢,而编码 CYP2D6 的基因具有高度多态性,不同个体的基因变异会导致药物转换率不同。例如,欧洲血统人群中,高达 15% 的个体是 CYP2D6 弱代谢者或超快代谢者,他们对美托洛尔的代谢速度与药物研发时设定的标准不同,这就可能引发各种问题,像弱代谢者可能因药物过量而增加心动过缓的风险,超快代谢者则可能需要更高剂量才能达到治疗效果。
此外,目前关于美托洛尔代谢的数据大多来源于早期临床试验,这些试验往往是对少量健康志愿者进行单剂量给药研究。这样的数据存在局限性,无法完全代表真实世界中不同人群、不同疾病状态下美托洛尔的代谢情况。为了解决这些问题,来自荷兰格罗宁根大学(University of Groningen)等机构的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《Clinical Pharmacokinetics》上。

研究人员利用移植线食物和营养生物样本库及队列研究(NCT02811835)中的现有数据,对 18 名潜在活体肾供者(PLKDs)和 374 名肾移植受者(KTRs)进行了美托洛尔的真实世界药物代谢研究。他们采用的关键技术方法主要有:一是利用液相色谱 - 高分辨率质谱(liquid chromatography–high resolution mass spectrometry)的药物代谢组学技术,对 24 小时尿液样本进行分析;二是通过主成分分析(principal component analysis,PCA)来观察代谢物谱的变异性和模式。

研究结果


  1. 研究对象特征:在 283 名 PLKDs 中,18 人(6%)有美托洛尔暴露的分子证据;688 名 KTRs 中,374 人(54%)有美托洛尔暴露证据。KTRs 中美托洛尔使用者与非使用者相比,体重指数略高、估计肾小球滤过率略低,且更常使用钙调神经磷酸酶抑制剂、钙拮抗剂或他汀类药物23
  2. 特征选择:PLKDs 子研究从 102,106 个特征中筛选出 12 个与美托洛尔使用显著相关的特征,KTRs 子研究从 70,131 个特征中筛选出 13 个。两个子研究有 11 个特征重叠4
  3. 代谢物鉴定:研究人员确认了 7 种预期代谢物,如美托洛尔酸(metoprolol acid)和羟基美托洛尔(hydroxymetoprolol)。同时,未检测到去异丙基美托洛尔(deisopropylmetoprolol)和 “H 119/68” 代谢物,但发现了一些新的代谢物,包括去异丙基美托洛尔的进一步氧化形式 “H 104/83”、美托洛尔苯甲酸(metoprolol benzoic acid),以及 9 种之前未知的代谢物,如 N - 葡萄糖醛酸化美托洛尔、4 种羟基美托洛尔的葡萄糖醛酸化形式、美托洛尔酸的甲酰化和葡萄糖醛酸化形式等1
  4. 代谢物谱模式和变异性:PCA 分析显示,KTRs 和 PLKDs 之间,以及 PLKDs 中捐赠和未捐赠肾脏的个体之间,代谢物谱没有明显差异。PC1 主要反映给药物质与其主要氧化产物的差异,PC2 反映单氧化与双氧化主要代谢物的差异,PC3 反映非结合与结合代谢物的差异。此外,CYP2D6 抑制剂使用者的 I 相代谢物比例似乎较低,美托洛尔 O - 葡萄糖醛酸化物的比例与肾功能相关,肾功能受损者葡萄糖醛酸化增加56

研究结论与讨论


该研究发现了比以往报道更多的美托洛尔代谢产物,且 KTRs 和 PLKDs 的代谢物模式相似。代谢物模式的最大差异来自美托洛尔与其主要氧化产物的相对水平,其次是单氧化与双氧化代谢物、非结合与结合代谢物的差异。虽然研究存在一定局限性,如无法控制所有变异性、样本地理局限性等,但它为未来研究指明了方向。后续研究应纳入遗传和非遗传数据,以明确美托洛尔代谢的关键决定因素,评估代谢变异性对治疗效果和安全性的影响,以及确定是否需要进行药物遗传学监测。这对于优化美托洛尔治疗,实现更安全、有效的个性化用药具有重要意义。

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