莫诺匹拉韦活性代谢物NHC在离体人胎盘灌注模型中的跨胎盘转运

《Canadian Journal of Physiology and Pharmacology》：The transplacental transfer of NHC, the active metabolite of molnupiravir, in the ex vivo human placental perfusion model

　　

患有COVID-19的孕妇发生不良分娩结局（如早产和低出生体重）的风险增加。莫诺匹拉韦（molnupiravir）是一种用于治疗COVID-19的抗病毒药物，其在妊娠期的数据有限。动物研究提示其具有胚胎毒性和致突变潜力，因此必须明确其胎盘转运特征以评估胎儿风险。当孕妇病情危重时，该药物可能是必要的。本研究旨在确定莫诺匹拉韦的胎盘转运速率和程度。研究人员采用离体人胎盘灌注模型（ex vivo human placental perfusion model），测定了莫诺匹拉韦活性代谢物β-d-N4-羟基胞苷（β-d-N4-hydroxycytidine，NHC）的跨胎盘药代动力学特征。将NHC以治疗浓度（2.97 μg/mL）（n = 4）或10倍治疗浓度（29.7 μg/mL）（n = 4）加入母体循环，观察3小时内的转运情况，并通过液相色谱-质谱联用（liquid chromatography mass spectrometry，LC-MS）进行定量。NHC在10分钟内即可在胎儿侧被检测到。浓度为2.97 μg/mL时，平均胎儿与母体浓度比（fetal:maternal concentration ratio，F:M）为0.48；浓度为29.7 μg/mL时，F:M为0.57。这些结果表明，莫诺匹拉韦的显著浓度将到达胎儿体内，考虑到其致畸风险，除非母体病情严重且无更安全替代方案，否则应避免在妊娠期使用该治疗药物。

**论文解读：莫诺匹拉韦活性代谢物NHC在离体人胎盘灌注模型中的跨胎盘转运研究**

**一、研究背景与目的**

COVID-19疫情暴发以来，妊娠期感染与不良围产结局之间的关联逐渐受到关注。与未妊娠患者相比，妊娠期感染COVID-19的孕妇进入重症监护病房、发生急性呼吸窘迫综合征、接受机械通气、早产及死产的风险显著升高。孕产妇病情的重症化使得抗病毒治疗成为临床必要选项，但现有抗病毒药物在妊娠期的安全性和胎盘转运数据往往匮乏。

莫诺匹拉韦（molnupiravir）是一种核苷类似物抗病毒药物，临床试验证实其能将COVID-19患者的住院和死亡风险降低约50%。该药物进入血浆后迅速代谢为其活性代谢物β-d-N4-羟基胞苷（NHC），后者在细胞内进一步磷酸化为NHC三磷酸（NHC-TP），通过诱导病毒RNA基因组中G至A或C至U的突变积累，使病毒复制失活。然而，该致突变机制也引发了对其在妊娠期使用时可能对胎儿产生致畸或胚胎毒性的担忧。动物生殖毒性研究显示，妊娠大鼠在器官发生期给予8倍人推荐剂量NHC可导致胚胎致死和致畸，3倍剂量则观察到胎儿生长受限。此外，大鼠模型中的研究证实NHC和莫诺匹拉韦均能快速穿越血-胎盘屏障。然而，人类胎盘的转运数据此前尚属空白。基于以上背景，本研究利用离体人胎盘灌注模型，系统表征NHC在人类胎盘的转运速率和程度，为妊娠期COVID-19患者的临床用药决策提供循证依据。

**二、研究设计与关键方法**

研究人员采用离体闭合循环人胎盘灌注模型（ex vivo closed human placental perfusion model）开展实验。足月（>37周）无并发症孕妇行择期剖宫产后，胎盘组织在冷肝素化磷酸盐缓冲液中转运至实验室，将匹配的胎儿静脉-动脉对插管后置于有机玻璃腔室中，分别建立母体循环和胎儿循环。母体循环流速维持在11–12 mL/min，胎儿循环为3–4 mL/min。母体侧使用95% O₂/5% CO₂平衡，胎儿侧使用95% N₂/5% CO₂平衡。实验分为1小时对照期和3小时药物暴露期，均采用闭合循环设置。研究共从23个胎盘中成功完成8例灌注实验，其中4例以治疗浓度2.97 μg/mL、4例以10倍治疗浓度29.7 μg/mL在母体储液池中加入NHC，在0-180分钟内多个时间点采集母体和胎儿侧样本。NHC定量采用液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术完成。胎盘活性通过多项参数监测，包括胎儿动脉流入压、人绒毛膜促性腺激素（hCG）分泌、葡萄糖消耗、乳酸生成、氧消耗及抗吡啉（antipyrine）转移速率等，以确认灌注期间胎盘的组织完整性和代谢活性。

**三、主要研究结果**

**胎盘活性参数：** 8例胎盘灌注中，胎儿动脉流入压、hCG分泌、葡萄糖消耗及乳酸生成在对照期和实验期之间无显著差异（p > 0.05），氧消耗维持稳定，表明胎盘在3小时药物暴露期间保持良好的代谢活性和组织完整性。hCG主要分泌至母体循环，与体内生理状态一致。

**抗吡啉转移验证胎盘完整性和循环重叠：** 抗吡啉是一种小分子亲水性物质，通过被动扩散穿过胎盘屏障，作为胎盘完整性的阳性对照。实验期间，母体与胎儿侧的抗吡啉浓度在120分钟时达到平衡，150分钟时胎儿-母体浓度比（F:M）为0.95，高于预先设定的质量检查阈值（0.75），证实胎儿与母体循环存在功能性重叠，插管成功且灌注系统可靠。

**NHC快速跨胎盘转运：** 在治疗浓度组，NHC在灌注后10分钟内即可在胎儿侧被检出。治疗浓度组的母体循环中NHC浓度在最初10分钟内显著下降，但胎儿侧未见相应的浓度升高，提示NHC被胎盘组织大量摄取并结合。随着时间推移，母体侧NHC浓度持续下降，胎儿侧浓度显著增加。在治疗浓度组中，10倍治疗浓度组同样在10分钟内检测到NHC，且胎侧浓度持续上升。180分钟灌注结束时，治疗浓度组的平均胎儿侧浓度为0.23 μg/mL，10倍治疗浓度组为4.51 μg/mL。治疗浓度组的平均F:M比为0.48，10倍治疗浓度组为0.57。

**四、讨论与结论**

本研究的核心发现是，NHC在临床相关浓度下能够快速通过足月人类胎盘，胎儿侧浓度可达母体浓度的约50%，提示妊娠期使用莫诺匹拉韦将导致显著的胎儿药物暴露。该转运程度高于此前在大鼠模型中观察到的结果（大鼠NHC胎儿-母体AUC比为0.29），这可能与物种间胎盘屏障结构差异有关——大鼠胎盘由三层细胞构成（一层细胞滋养层和两层合体滋养层），而人类仅有一层合体滋养层，人类足月胎盘屏障更薄，转运阻力更低。

在转运机制方面，体外研究显示NHC是平衡型核苷转运蛋白（ENT）1和2的底物，人类胎盘滋养层顶侧在妊娠早期和晚期均表达ENT。本研究中，NHC在治疗浓度组表现出早期母体循环浓度骤降而胎儿侧未同步升高，提示胎盘组织对NHC存在显著的组织结合与驻留作用。亲水性分子（LogP为-2.2）的特性可能延缓其跨膜速率，但同时胎盘组织作为储库可能延长胎儿侧的暴露时间。关于转运蛋白是否主动参与NHC跨胎盘转运，本研究尚不能得出结论，需要未来研究进一步验证。

在临床意义层面，莫诺匹拉韦活性代谢物的致突变风险已在多项细胞实验得到证实：NHC能剂量依赖性地诱导CHO-K1细胞HPRT基因突变，并在小鼠淋巴瘤L5178Y和人淋巴母细胞TK6细胞中增加突变频率。尽管感染SARS-CoV-2的仓鼠经莫诺匹拉韦治疗后肺部未检测到突变，但发育中胎儿的细胞具有更高的增殖和更替速率，致突变风险不可忽视。

本研究的局限性包括：样本量相对较小（每组4例）、实验仅针对足月胎盘、未能直接验证人类体内的实际转运情况，且无法区分主动转运与被动扩散的相对贡献。此外，药物在灌注系统中的总损失（治疗浓度组损失46.8%，高浓度组损失28.2%）可能源于胎盘组织快速摄取和细胞内磷酸化代谢，这与NHC的作用机制一致。

综合以上结果，研究人员认为，妊娠期使用莫诺匹拉韦将导致显著胎儿药物暴露，鉴于其基于作用机制的致畸风险和动物研究中的胚胎-胎儿毒性证据，除非母体病情严重或缺乏更安全的替代方案，该药物在妊娠期应予以避免。本研究首次提供了NHC在离体人胎盘灌注模型中的跨胎盘转运定量数据，为妊娠期COVID-19抗病毒治疗的药物选择与风险评估提供了重要的药理学依据。