《British Journal of Clinical Pharmacology》:Development of a population pharmacokinetic model using combined paediatric and adult data for four pulmonary arterial hypertension drugs
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目的 肺动脉高压(PAH)是一种以肺动脉压力升高为特征的综合征。本研究利用日本儿科(<15岁)与成人(≥15岁)PAH患者的联合血浆药物浓度数据,建立群体药代动力学(PPK)模型,以阐明PAH治疗药物西地那非(sildenafil)、他达拉非(tadalafi
目的 肺动脉高压(PAH)是一种以肺动脉压力升高为特征的综合征。本研究利用日本儿科(<15岁)与成人(≥15岁)PAH患者的联合血浆药物浓度数据,建立群体药代动力学(PPK)模型,以阐明PAH治疗药物西地那非(sildenafil)、他达拉非(tadalafil)、波生坦(bosentan)及安贝生坦(ambrisentan)的药代动力学特征。
方法 PPK分析采用非线性混合效应模型方法。以一房室模型作为结构模型,并以指数误差模型描述个体间变异。基于PPK模型通过贝叶斯估计法(Bayesian estimation)获得个体患者的表观清除率(CL/F),并据此估算临床剂量下儿科与成人患者达到稳态时的血浆药物浓度(Css)。
结果 研究纳入35例儿科及16例成人受试者的血浆药物浓度数据进行PPK参数估算。西地那非、他达拉非、波生坦和安贝生坦的群体平均CL/F分别估计为60.6、1.76、8.85和0.594 L/h。可改善模型性能并被纳入最终模型的协变量包括体重对各药物CL/F的影响。在所有药物中,儿科患者的估计Css较成人患者低26.0%–72.2%。
结论 本研究利用日本PAH儿科与成人患者的联合数据,阐明了西地那非、他达拉非、波生坦和安贝生坦的药代动力学参数及其变异。贝叶斯估计结果表明,按照当前临床剂量给药时,儿科患者的上述药物血浆浓度可能低于成人患者。
肺动脉高压(PAH)是一种以肺动脉压力及肺血管阻力持续升高、最终进展为右心衰竭和死亡为特征的慢性、进行性疾病。其发病年龄跨度极大,从儿童至老年均可受累,病因复杂,涉及一氧化氮-可溶性鸟苷酸环化酶-环磷酸鸟苷(NO-sGC-cGMP)通路、内皮素通路及前列环素通路等多种血管信号调控紊乱。当前PAH治疗药物主要包括5型磷酸二酯酶(PDE-5)抑制剂、内皮素受体拮抗剂(ERA)等,其中PDE-5抑制剂联合ERA的初始联合治疗已被广泛推荐,并显著改善了患者预后。然而,由于PAH属于罕见病,且儿科患者难以频繁采血,现有药代动力学研究多基于临床试验数据,或仅聚焦成人单药治疗,缺乏整合儿科与成人真实世界数据的系统分析。
为了弥补这一空白,研究人员开展了一项真实世界研究,在日本两个医疗中心纳入使用西地那非、他达拉非、波生坦或安贝生坦的PAH患者,对儿科与成人血浆药物浓度数据进行PPK建模,并采用贝叶斯估计预测不同人群的稳态血浆药物浓度。
研究所采用的关键技术方法如下:利用NONMEM 7.4.3软件,以一级条件估计法(FOCE-I)进行非线性混合效应建模;结构模型选用一房室模型,并采用一级吸收和一级消除;以指数误差模型描述个体间变异,比例误差模型描述个体内残差变异;通过逐步协变量建模、预测校正目视预测检查(pc-VPC)和Bootstrap法进行模型构建与验证;以贝叶斯估计获得个体CL/F后,按公式Css=Dose/CL/F计算稳态血浆浓度;最终采用Mann-Whitney U检验比较儿科与成人的Css差异。
分析数据特征:研究共纳入35例儿科和16例成人患者,西地那非、他达拉非、波生坦和安贝生坦的血浆浓度数据点分别为297、157、189和177个。
PPK模型构建与验证:
PDE-5抑制剂(西地那非与他达拉非):西地那非和他达拉非的吸收速率常数(Ka)无法从本数据集可靠估算,分别采用文献报道的4.51 h
-1和0.84 h
-1。西地那非CL/F的显著协变量为体重和联用波生坦;他达拉非CL/F的显著协变量为体重和联用螺内酯。最终模型拟合优度图显示条件加权残差(CWRES)绝对值多小于3,无明显偏倚;Bootstrap收敛率分别为99.95%和99.7%;pc-VPC显示模拟结果与观测数据分布一致。
内皮素受体拮抗剂(波生坦与安贝生坦):波生坦的Ka估计为2.47 h
-1,安贝生坦为1.03 h
-1。波生坦CL/F的显著协变量为体重和丙氨酸氨基转移酶(ALT),安贝生坦仅为体重。最终模型的拟合优度图、Bootstrap分析(收敛率96.3%和99.9%)及pc-VPC均证实模型稳定且具有良好的预测能力。
临床剂量下儿科与成人Css预测:在按药品说明书及指南折算的临床剂量下,西地那非儿科患者Css中位数为25.4 ng/mL,较成人34.3 ng/mL低26.0%,差异未达统计学显著性;他达拉非儿科患者Css中位数为461 ng/mL,较成人768 ng/mL显著降低40.0%;波生坦儿科患者Css中位数为339 ng/mL,较成人1221 ng/mL大幅降低约72.2%,具有统计学意义;安贝生坦儿科患者Css中位数为164 ng/mL,较成人298 ng/mL降低45.0%,差异显著。
讨论部分指出,本研究首次同时构建四种PAH药物的PPK模型并整合儿科与成人真实世界数据。模型协变量分析结果与既往报道一致:西地那非与波生坦联用导致CL/F升高,这与波生坦通过孕烷X受体诱导CYP3A4表达有关;他达拉非与螺内酯联用导致CL/F降低,可能与右心衰竭进展所致肝灌注减少和淤血性肝病有关;波生坦和安贝生坦CL/F均受体重影响。本研究估算的CL/F与既往非日本人群数据相近,提示日本与非日本患者在这些药物的药代动力学特征上差异有限。研究同时指出模型局限性:未纳入严重肝肾功能障碍和严重肥胖患者;由于真实世界采样多集中于消除相,吸收和分布相数据有限,导致表观分布容积(Vd/F)个体间变异收缩较大,Ka及其个体间变异估计困难。此外,研究未评估血浆药物浓度与疗效或不良反应的关系。
研究结论:本研究利用日本PAH儿科与成人患者的联合数据,阐明了西地那非、他达拉非、波生坦和安贝生坦的药代动力学参数及其变异。贝叶斯估计结果表明,按照当前临床剂量给药时,儿科患者的上述药物血浆浓度倾向于低于成人患者。这些发现有望为优化PAH患者药物治疗策略提供依据。该论文发表于《British Journal of Clinical Pharmacology》。