更昔洛韦在中枢神经系统的分布研究：探寻优化治疗策略

《Antimicrobial Agents and Chemotherapy》：Distribution of ganciclovir in the porcine central nervous system

本文通过猪模型研究更昔洛韦（GCV）在中枢神经系统（CNS）的浓度分布，为 CMV 和 HHV-6b 脑炎治疗提供依据。

　　

研究背景

更昔洛韦（Ganciclovir）作为一种病毒 DNA 聚合酶抑制剂，常用于治疗由巨细胞病毒（CMV）和人类疱疹病毒 6b（HHV-6b）引发的脑炎及其他严重感染，高危人群包括新生儿、实体器官移植受者、艾滋病患者和血液系统恶性肿瘤患者。然而，其在 CMV 或 HHV-6b 脑炎患者中的临床疗效存在争议，幸存者常遗留严重神经后遗症。而且，更昔洛韦在患者间药代动力学（PK）差异大，还伴有骨髓和肾毒性风险。

当前 CMV 感染治疗指南推荐静脉注射更昔洛韦，初始剂量为 5mg/kg，每 12 小时一次，持续 14 - 21 天；HIV 患者后续需维持剂量 5mg/kg，每 24 小时一次，直至 CD4⁺计数恢复至 > 100 cells/mm³并维持 3 - 6 个月。CMV 对更昔洛韦的抗病毒敏感性可通过体外空斑减少试验确定，常用 50% 抑制浓度（IC₅₀）或 90% 抑制浓度（IC₉₀）表示。但更昔洛韦对人类造血祖细胞的 IC₅₀较低，抗病毒治疗时存在骨髓抑制风险。

以往针对中枢神经系统（CNS）感染的更昔洛韦 PK 研究多依赖脑脊液（CSF）单次测量或脑组织匀浆采样，这些方法存在局限性，而脑细胞外液（ECF）的连续采样可能更能代表细胞内药物浓度。因此，本研究旨在通过猪模型，利用微透析技术在 24 小时内测定并比较更昔洛韦在脑 ECF、血浆和 CSF 中的浓度。

材料和方法

本研究在丹麦奥尔堡大学医院进行，经丹麦动物实验监察局伦理批准。选用 6 只 4 月龄、体重 31 - 37kg 的丹麦长白母猪，均接受两次 5mg/kg 体重调整的更昔洛韦静脉推注，分别在 0 小时和 12 小时给药，模拟当前临床用药方案。

采用微透析技术在 5 个部位（CSF 的侧脑室、枕大池、腰椎部位以及脑 ECF 的皮质和皮质下部位）连续 24 小时测定药物浓度，同时测量血浆药物浓度作为参考。微透析时，将带有半透膜的探针插入目标组织，以 0.9% NaCl 作为灌注液，以 1μL/min 的恒定流速灌注，防止膜两侧达到平衡，收集透析液。通过体内校准确定相对回收率（RR），进而计算实际组织浓度。

实验过程中，动物经肌肉注射咪达唑仑和氯胺酮麻醉后插管机械通气，插入多条导管用于采血、给药和监测生理指标，维持体温在 36.5°C - 39°C，血液 pH 在 7.45 - 7.59。通过前颅骨切除术和后切口分别插入微透析导管至相应部位，插入前需抽取 CSF 以确认导管位置正确。

在给药前，等待 40 分钟使组织达到平衡。给药后按不同时间间隔采集样本，静脉血样在每个间隔中点采集。实验结束后对微透析导管进行体内反向透析校准。样本采集后，血浆样本经离心处理，透析液和血浆等分试样在干冰保存后置于 - 80°C 储存待分析。

采用高压液相色谱质谱法分析未结合更昔洛韦浓度，检测下限为 0.01μg/mL，对分析模型的灵敏度、线性、准确性和精密度进行验证，相关系数（R²）>0.99，变异系数 < 5%。

本研究依据文献确定 IC₅₀为 1.6μg/mL，IC₉₀为 8.3μg/mL。由于缺乏更昔洛韦治疗 CMV 的标准化 PK/PD 模型，评估药物浓度大于 IC₅₀和 IC₉₀的时间（t > IC₅₀、t > IC₉₀）以及药时曲线下面积（AUC）。

数据统计分析时，因样本量小，以中位数和范围表示更昔洛韦浓度。进行非房室分析计算 PK 参数，包括最大浓度（C_max）、AUC、半衰期（T_1/2）、组织渗透比和蓄积比（R_ac）。采用非参数 Wilcoxon 符号秩检验进行成对比较，并使用 Bonferroni 校正，缺失数据通过插值处理，相关分析在 Stata 18 和 GraphPad Prism 10 软件中完成。

研究结果

微透析过程中，排除异常值后更昔洛韦平均 RR 为 29%，用于计算绝对浓度。部分样本因导管故障和动物死亡无法获取数据，影响了脑室部分参数计算。

浓度时间曲线和 PK 参数显示，腰段 CSF 的 C_max和 AUC 在中枢神经系统中最大，但各部位均未达到完全组织渗透。脑室、枕大池 CSF 以及脑 ECF 部位的 R_ac>1，提示有药物蓄积。

不同部位 C_max、AUC 和渗透比存在差异。腰段 CSF 的 C_max高于皮质、皮质下和脑室部位；第一剂时，脑室 C_max低于枕大池、皮质和皮质下部位，皮质下 C_max高于皮质 ECF 和枕大池 CSF；第二剂时，枕大池 C_max高于皮质 ECF。第一剂时，腰段 AUC 高于其他多个部位，脑室 AUC 低于枕大池和皮质部位；第二剂时，脑室 AUC 低于皮质和皮质下部位。第一剂时，腰段渗透比高于多个部位，枕大池渗透比高于部分部位；第二剂时，皮质下渗透比高于皮质和脑室部位。

比较两剂的 PK 参数，枕大池、皮质和脑室部位第二剂 C_max显著升高，脑室、皮质和皮质下部位第二剂 AUC 更高，脑室和皮质下部位第二剂渗透比更高。

在 PK/PD 目标方面，所有部位药物浓度均能达到 > IC₅₀，从第一剂到第二剂，脑室 CSF、枕大池 CSF、皮质 ECF 和皮质下 ECF 的 t > IC₅₀有增加趋势，但腰段 CSF 未增加，且两剂间 t > IC₅₀无显著差异。而浓度 > IC₉₀仅在血浆和腰段 CSF 中出现。

讨论

本研究是首次在体内通过 CNS 微透析连续测量更昔洛韦在 CSF、脑 ECF 和血浆中的浓度。与以往动物和人体研究相比，本研究结果与其他研究既有相似之处，也存在差异。动物脑组织匀浆研究结果与本研究单位不同，且可能因组织内血管影响高估药物浓度；人体微透析研究采样时血脑屏障（BBB）可能受损，且以往人体研究多未在稳态下进行。

腰段 CSF 中更昔洛韦浓度高可能与 CSF 的产生和流动有关，但猪脊髓 CSF 的流动特性对药物 PK 的影响尚不明确。同时，本研究给药方式为静脉推注，与临床静脉滴注不同，且脑炎患者 BBB 可能炎症性改变影响药物渗透，这些都提示需要更多人体 PK 研究。

研究中 R_ac>1 以及第二剂 AUC 和 t > IC₅₀增加表明更昔洛韦在 ECF 和 CSF 有蓄积，但与其他人体研究结果不同，可能与样本量和采样方式有关。由于缺乏有效 PD/PK 模型，难以确定 > IC₅₀或 IC₉₀的临床疗效。提高首剂剂量可能快速达到有效浓度，降低耐药风险，但目前缺乏 > IC₉₀优于 > IC₅₀的证据，且需考虑副作用。

本研究的优势在于采用连续测量，能全面反映 CNS 药物暴露情况，且 ECF 测量更接近药物作用位点。然而，研究也存在局限性，如选择 IC₅₀上限可能低估疗效，动物剂量转换可能不准确，猪和人存在生理差异影响结果外推，部分数据缺失等。未来可通过建立生理药代动力学（PBPK）模型等方法改进。

研究结论

本研究通过猪模型比较了更昔洛韦在 CNS 的 CSF 和 ECF 中的浓度和分布，发现各部位分布不均，ECF 有蓄积模式，提示长期治疗可能达到治疗水平。提高负荷剂量可能有助于更快达到治疗水平，改善 CMV 和 HHV-6b 脑炎患者临床结局，但这些仍需进一步研究验证。