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治疗药物监测Therapeutic Drug Monitoring TDM 瑞金医院检验科顾志冬

治疗药物监测的临床意义 一．治疗药物检测的概念 1.什么是治疗药物药物的概念：它是治疗疾病的主要手段之一，是通过调整疾病过程中失调的内源性活性物质或生理生化过程，杀灭抑制病原体等达到治疗作用。它作用于靶组织、器官、细胞，是否有效取决于靶组织、器官细胞上的浓度。过低无效，过高有毒。影响个体体内药物浓度的因素众多。（个体差异）

治疗药物监测的临床意义 一．治疗药物检测的概念 2.怎样检测以临床药理学（药物的性质和作用机理）、药代动力学（药物的体内代谢）、临床化学（分析原理）为基础，辅以现代分析检测技术。 3.目的为临床制定和调整个体化的合理用药方案。

治疗药物监测的临床意义 一．治疗药物检测的概念治疗药物监测是指临床生化实验室通过测定病人体液中药物浓度，对病人施行个体化的治疗方法以保证较好的治疗效果和较高的安全性的一种措施。　　是在药动学理论的指导下，通过测定血液或其它体液中的药物浓度，获取有关药动学参数，指导临床合理用药方案的制定和调整，药物中毒的诊断和治疗，以提高药物的疗效和安全性。

治疗药物监测的临床意义 • 二、治疗药物监测的发展 • 国际上开始于上世纪60年代，国内开始于上世纪80年代。 • 国内外使用频率、认知程度差距明显的是使用的意识而不是监测技术本身！

概述 • TDM主要任务 • 药物分析技术 • 临床药理学理论基础 • 临床应用

治疗药物监测的临床意义 • 三、药物在体内的基本过程 • 药物在体内的基本过程包括吸收、分布、生物转化、排泄。过程中均包含了生物膜对药物的影响（帮助或阻碍）。

治疗药物监测的临床意义 （一）生物膜对药物的转运根据是否耗能，分 1.主动转运（1）可逆浓度差进行(2)消耗能量(3)经同一载体转运药物间存在竞争抑制(4)对象一般是内源性活性物质或与内源性活性物质相似。 2.被动转运分扩散、滤过、易化扩散三种，共同特点是（1）不消耗能量(2)顺浓度差进行。

治疗药物监测的临床意义 （一）生物膜对药物的转运扩散是指穿过生物膜的双层类脂质分子进行的药物跨膜被动转运，影响因素为浓度差大小和药物脂溶性高低。滤过是指自由通过毛细血管内皮细胞进出血管的过程，在体内滤过形式是药物转运的主要形式，主要受药物分子大小的影响。易化扩散是指通过细胞膜上的特殊载体进行转运，但不耗能，它也存在竞争抑制现象。

治疗药物监测的临床意义 • （二）药物的吸收 • 吸收是指药物从给药部位进入体循环的过程。与给药方式密切相关，静脉注射、肌肉注射、口服给药是主要给药方式。 • 血管内给药不存在吸收 • 血管外注射给药——以滤过方式迅速进入血液，受注射部位血管丰富程度和药物分子大小影响 • 口服药物——以扩散方式吸收，受药物本身的脂溶性、分子大小等理化性质，药物制剂的崩解速度及溶解度，胃排空速度，肠蠕动等胃肠功能状态以及胃肠血流动力等状况等影响。

治疗药物监测的临床意义 （二）药物的吸收首过消除或第一关卡效应：某些药物口服后吸收过程中，在通过胃肠道黏膜及第一次随肝门静脉血流经肝脏时，可有部分被胃肠黏膜，更主要是被肝细胞中酶代谢失活，从而使进入体循环的量减少。对首过消除强的药物，个体代谢程度不同，则药物浓度相差较大

治疗药物监测的临床意义 • （三）药物的分布 • 是指药物随血液循环输送至各器官、组织并通过转运进入细胞间液、细胞及细胞器内的过程。主要受下列因素影响： • 药物的分子大小、pKa、脂溶性等理化性质 • 药物与血浆蛋白的结合 • 特殊的膜屏障 • 生理性体液PH差异 • 主动转运或特殊亲和力

治疗药物监测的临床意义 • （三）药物的分布 • 药物与血浆蛋白的结合 • 弱酸性药物——白蛋白 • 弱碱性药物——α1酸性糖蛋白或脂蛋白 • 结合态药物因不能到达靶位而不能发挥药效作用 • 结合态药物是药物在体内的重要储存方式，与血浆蛋白同一位点结合的药物间存在竞争性抑制，影响游离药物浓度

治疗药物监测的临床意义 • （三）药物的分布 • 特殊的膜屏障 • 血脑屏障、血眼屏障由于该部位毛细血管内皮细胞间联结紧密、孔隙小，并有一层神经胶质细胞膜形成的脂质膜屏障，只有高脂溶性的药物才能以被动扩散的方式进入。 • 胎盘屏障可自由通过各种药物，孕妇用药必须考虑对胎儿影响。

治疗药物监测的临床意义 • （三）药物的分布 • 生理性体液PH差异 • 细胞外液为7.4，细胞内液为7，乳汁为6.7，弱酸性药物将主要分布于血液等细胞外液中，而弱碱性药物则在细胞内液和乳汁中分布高。 • 主动转运或特殊亲和力 • 特殊部位组织的主动摄取和特殊的亲和力可产生药物的部位高分布，如甲状腺滤泡上皮细胞对碘的主动摄取。

治疗药物监测的临床意义 • （四）药物的生物转化 • 机体对药物进行的化学转化、代谢称生物转化。生物转化一方面使药物的极性升高，药理活性灭活，另一方面也使一些药物通过转化具有药理活性。 • 生物转化主要在肝细胞微粒体混合功能氧化酶（肝药酶）的催化下进行。多种常用药物可影响其的活性，可为诱导剂（增加代谢功能，使药物浓度下降）或抑制剂（抑制代谢功能，使药物浓度上升） • 同时，肝细胞微粒体混合功能氧化酶存在饱和性，可影响药物消除动力学方式的转化。

治疗药物监测的临床意义 • （五）药物的排泄 • 排泄是药物及其代谢物排出体外的过程。药物的生物转化和排泄统称为消除。 • 药物排泄的主要途径为经肾脏随尿排出。尿液的PH值可明显改变药物被重吸收的量。尿中药物的代谢物可随原尿逐渐浓缩，这种浓集现象可治疗泌尿道疾病或引起肾毒性。 • 药物排泄的另一途径为经肝细胞生物转化后随胆汁经胆道系统排入十二指肠。某些药物可形成肠肝循环。挥发性药物可通过肺排泄。 • 某些弱碱性药物可通过乳汁排泄。

治疗药物监测的临床意义

治疗药物监测的临床意义 四、血药浓度与药物效应与药物效应相一致的血药浓度是指靶器官、组织、细胞上的浓度，但由于靶器官、组织、细胞上的浓度直接测定有一定的困难，则用与靶器官、组织、细胞上的药物浓度有恒定关系的血浆或血清浓度来替代。

治疗药物监测与给药方案个体化 • 需要进行血药浓度监测的情况 • 治疗指数低、安全范围窄，毒性反应强的药物 • 药动学的个体差异大 • 具有非线性动力学特性的药物 • 有重要脏器疾患患者 • 用于防治慢性病发作，需要长期使用的药物 • 治疗浓度范围和中毒浓度很接近，症状相似 • 合并用药产生不良相互作用，影响药物疗效 • 药物常规剂量下出现毒性反应 • 用药过量中毒及提供法律依据时

分类 药　　　品强心甙地高辛、洋地黄毒苷抗心律失常药利多卡因、普鲁卡因胺、奎尼丁、乙胺碘呋酮、因卡胺、异丙吡胺等抗癫痫药苯妥因铵、苯巴比妥、乙琥胺、卡马西平、丙戊酸钠 β受体阻断剂普萘洛尔、美托洛尔、阿替洛尔平喘药氨茶碱抗抑郁药丙咪嗪、阿米替林、去甲替林等抗躁狂症药碳酸锂解热镇痛药阿司匹林、对乙酰氨基酚抗生素庆大霉素、链霉素、卡那霉素、丁胺卡那霉素、氯霉素等抗恶性肿瘤药甲氯蝶呤等免疫抑制剂环孢素、FK506、MPA、雷帕酶素利尿药呋塞米（速尿）需进行监测的常见药物

治疗药物监测与给药方案个体化 • 不需要进行血药浓度监测的情况 • 有客观而简便的观察药物作用的指标 • 有效血药浓度范围大、毒性小 • 短期服用 • 局部使用或不易吸收进入体内

治疗药物监测与给药方案个体化 • 给药方案个体化的实施

药代动力学基础及有关参数的应用 一、药动力学模型药动力学模型是为了定量研究药物体内代谢过程的速度规律而建立的模拟数学模型。药代动力学简称药动学，泛指研究药物的体内过程即机体对药物的吸收、分布、生物转化和排泄过程及其量变规律。也指以数学模型和公式，研究体内药物随时间的量变规律。其在TDM工作中主要应用于：1.建立监测个体的体内药量或药物浓度随时间变化的数学表达式，并求算出有关药动学参数；2.应用上述动力学模型、表达式和药动学参数，制定和调整个体化的用药方案，保证药物治疗的有效性和安全性

药代动力学基础及有关参数的应用 一、药动力学模型（一）房室模型房室是由具有相近的药物转运速率的器官、组织组合而成，同一房室内各部分的药物处于动态平衡。同一器官的不同结构或组织可能分属不同的房室，同一房室可由不同的器官或组织组成。单房室模型：某些药物在体内各部位间均有较高及相近的转运速率，可在体内迅速达到分布平衡。这些药物在体内达到分布平衡后，其血药浓度将只受吸收和消除的影响。

药代动力学基础及有关参数的应用 一、药动力学模型（一）房室模型多房室模型：某些药物在体内各部位间的转运速率存在较大差异，则将血液及其他血液供应丰富、并具有较高转运速率的部分称中央室，把其余部分划归周边室，并可依次再分作第一周边室等，构成多室模型。属于多室模型的药物，其首先在中央室范围内达到分布平衡，然后再和周边室达到分布平衡，这些药物浓度除受吸收和消除的影响外，在室间未达到平衡前还受到分布的影响。

药代动力学基础及有关参数的应用 多房室模型图：

药代动力学基础及有关参数的应用 一、药动力学模型（二）消除动力学模型消除动力学研究体内药物浓度变化速率的规律 dC/dt=-kCn C:药物浓度、t:为时间、k:为消除速率常数、n:为消除动力学基数

药代动力学基础及有关参数的应用 • 一、药动力学模型 • （二）消除动力学模型 • 一级消除动力学 • dC/dt=-kC积分得：Ct=Coe-kt • 主要特点是药物浓度按恒定的比值减少，即恒比消除 • 零级消除动力学 • dC/dt=-k积分得：Ct=Co-kt • 主要特点是药物浓度按恒量减少，即恒量消除

药代动力学基础及有关参数的应用 一、药动力学模型（二）消除动力学模型并不是某药固定按一级或零级动力学消除。任何药物当其在体内量较少，未达到机体最大消除能力时，都将按一级动力学方式消除；而当其量超过机体最大消除能力时，将只能按最大消除能力这一恒量进行消除，变为零级消除动力学方式，即出现消除动力学模型转换。

药代动力学基础及有关参数的应用 二、单室模型一级消除动力学

药代动力学基础及有关参数的应用 • 二、单室模型一级消除动力学 • （一）单剂静脉注射 • 药-时关系表达式为 • lgC=lgCo-kt/2.303 • 消除速率常数：表示单位时间内机体能消除药物的固定分数或百分比，单位为时间的倒数，即是恒比消除特点。一个药物的消除速率常数在不同个体间存在差异，对同一个体，若无明显的影响药物体内过程的生理性、病理性变化，则是恒定的，并与该药的剂型、给药途径、剂量无关。

药代动力学基础及有关参数的应用 • 二、单室模型一级消除动力学 • （一）单剂静脉注射 • 半衰期：血浆中药物浓度下降一半所需要的时间。t1/2=0.693/k,半衰期在一级消除动力学中恒定不变。 • 表观分布容积：假设体内药物按血药浓度均匀分布所需要的容积。根据公式Xt=Ct*V来得知任意时间时体内的总药量。还可用于评估药物在体内的分布特点，判断标准为0.6L/kg。 • 药物清除率：指单位时间内机体从血浆中消除某种药物的总能力，也是衡量体内药物消除快慢的一个药动力学参数。Cl=Vk

药代动力学基础及有关参数的应用 • 二、单室模型一级消除动力学 • （二）恒速静脉注射 • 药-时关系表达式为 • C=R0/Vk*(1-e-kt) R0为恒定滴速 • 稳态血药浓度：指单位时间内自体内消除的药量与进入体内的药量相等时的血药浓度。临床上通常视恒速静脉滴注经过5~6个半衰期后，才达到稳态血药浓度。

药代动力学基础及有关参数的应用 • 二、单室模型一级消除动力学 • （二）恒速静脉注射 • 负荷剂量：临床在抢救工作中为迅速或立即达到稳态浓度而首先使用的增大剂量。该浓度可查得。 • 先静脉注射一负荷剂量，立即达到稳态浓度，继之以恒速滴注维持。 • 先快速滴注t时间，迅速达到稳态浓度，继之以恒速滴注维持。适用于毒性大的药物，但时间稍晚于上者。

药代动力学基础及有关参数的应用 二、单室模型一级消除动力学（三）血管外单剂用药生物利用度：每人通过第一关卡效应使药物进入血循环的比率不同，此现象称生物利用度。血管外给药时，存在药物从给药部位吸收进入血液的过程，也存在药物自体内消除的影响，是反映药物被机体吸收利用程度的参数。每人通过第一关卡效应使药物进入血循环的比率不同，此现象称生物利用度。

药代动力学基础及有关参数的应用 二、单室模型一级消除动力学（四）多次用药

药代动力学基础及有关参数的应用 三、二室模型一级消除动力学多室模型存在着包括血液在内的中央室向周边室分布达到平衡的过程，影响血药浓度的因素更为复杂。它是以单室模型为基础的消除动力学，在临床实际运用中较少应用。

药代动力学基础及有关参数的应用 四、非线性动力学任何药物当其在体内量较少，未达到机体最大消除能力时，都将按一级动力学方式消除；而当其量超过机体最大消除能力时，将只能按最大消除能力这一恒量进行消除，变为零级消除动力学方式，即出现消除动力学模型转换。药物的消除不能用一种统一简单的线性过程描述，故称非线性动力学。

药代动力学基础及有关参数的应用 四、AUC 指以血浆药物浓度为纵坐标，时间为横坐标，绘出的曲线所围成的面积，与治疗效果明显相关。测定血药浓度的时间选择的主要目的之一就是使单个时间获得的浓度与AUC间有高度相关关系。　可分梯形法和积分法计算两种。

药代动力学基础及有关参数的应用 四、AUC

治疗药物检测的临床应用 • 一、获取个体药动力学参数 • 二、制定用药方案 • 三、指导调整剂量（临床应用的最主要目的） • 四、肝肾功能损伤时剂量的调整 • 五、其他原因

治疗药物检测常用标本及预处理 • 一、常见标本及收集 • （一）血清/血浆 • TDM中通常以血清为监测标本，但表观分布容积远远大于0.6L/kg的药物应检测全血。 • 要考虑血清中蛋白对游离药物浓度的影响 • 采血时要远离用药部位

治疗药物检测常用标本及预处理 • 一、常见标本及收集 • （二）唾液 • 已知唾液药物浓度与血浆药物浓度比值较恒定的药物 • 在唾液与血浆间能较快达到分布平衡的药物 • 本身或同时用药不能有抑制唾液分泌的情况发生

治疗药物检测常用标本及预处理 • 一、常见标本及收集 • （三）尿 • 饮食、尿液PH值应严格控制 • 可适用于泌尿道感染治疗或肾毒性较大药物的监测（四）其它体液 • 能正确反应血浆药物浓度，或与血浆药物浓度有明确比率关系的体液均可作为检测标本

治疗药物检测常用标本及预处理 • 二、取样时间 • 按目的可分三种 • （一）供计算个体药动力学模型及参数 • 在有关血药浓度随时间变化的指数方程中，每一指数项取样不得少于3点，有关相转折点附近至少有两个点 • 消除相取样时间尽量长，时间跨度至少超过两个半衰期。

治疗药物检测常用标本及预处理 • 二、取样时间 • 按目的可分三种 • （二）监测、调整用药方案 • 了解是否达到有效浓度水平（谷值）为服药前采集标本。 • 确定是否会致慢性中毒（峰值）为服药后数小时后采集标本。 • （三）急性药物中毒的诊断及处理 • 必要时随时检测

治疗药物检测常用标本及预处理 • 三、样品预处理 • 测得浓度为以游离药物浓度形式存在的总浓度。 • 去蛋白 • 提取 • 化学衍生化反应

1、强心甙类（地高辛） （1）药理作用和应用药理作用：增加心脏收缩力。应用：各种伴有心力衰竭的心脏病。

（2）药动学 10%肝脏吸收生物转化转运分布排泄口服静脉 10~30%蛋白结合率

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