荷瘤小鼠静脉注射洛铂和顺铂后药物浓度的变化规律

1、? 临床研究? 荷瘤小鼠静脉注射洛铂和顺铂后药物浓度 的变化规律 孙明霞 1 ? 高献书 2 ? 赵玉亮 1 ? 秦尚彬 2? 刘朝兴2? 张敏2 ? 李晓梅 2 ( 1 . 北京大学第一医院肿瘤化疗科, 北京?100034 ; ? 2. 北京大学第一医院放射治疗科, 北京?100034) ? ? ?摘要? 目的? 研究洛铂和顺铂在小鼠血浆、 肾脏和肿瘤内的药物浓度随时间变化的规律, 为 放疗增敏提供实验数据。方法 ? 70只 C57BL /6近交系 Le w is肺癌荷瘤小鼠随机分组, 按 10mg药物 / kg体重经尾静脉分别给小鼠注射药物 (洛铂或顺铂 ), 给药后在 0?5 、2、 4

2、、 24、 48 、72、 96 h分别将小鼠 处死获取血液和组织标本 (肿瘤和肾脏 ), 应用 ICP? MS方法测定标本铂含量。结果? 洛铂和顺铂的 血浆药时曲线均符合三室模型, 半衰期分别为 51?139h和 35?583h, 洛铂在血浆中的清除速率大于顺 铂 0?532L /( h? kg)对 0?192 L /( h? kg) ; 洛铂和顺铂在肿瘤组织的浓度均在给药后迅速达到最大 ( 2?79? 0?35)?g/g对 ( 4?78? 1?11)?g/g, 然后迅速下降, 在 4 h后分别降至 0?99? 0?21 ?g/g和 3?39? 0?55?g/g , 在 96 h肿瘤中仍有药

3、物存在, 浓度分别为 0?23? 0?05 ?g/g和 1?41? 0?71 ?g/g。 肿瘤药物浓度与血浆药物浓度呈对数相关, Rsq分别为 0?948和 0?837。结论? 洛铂和顺铂在小鼠体 内静脉给药后半衰期长, 肿瘤内药物浓度在给药后很快达到最大, 在 4 h降至平台期, 96 h仍有药物 存在, 顺铂在肿瘤内的浓度高于洛铂; 洛铂在小鼠体内的清除速率快于顺铂; 可以通过检测血浆中的 洛铂和顺铂浓度来估算肿瘤内的药物浓度。 ?关键词? 洛铂; ? 顺铂; ? 药代动力学; ? 组织药物浓度; ? 放疗增敏; ? 放化疗; ? 小鼠 ?中图分类号? R730 . 53 ; R73?36

4、? ?文献标识码? A? ?文章编号? 1005?8664( 2011) 03?0212?06 收稿日期: 2011?01?20 作者简介: 孙明霞, 女, 主治医师, 从事肿瘤内科专业。 通信作者: 高献书, Emai: l xsgao777 hot mai. l com The concentration changes of lobaplatin and cisplatin injected intravenously in m ice bearing lewis lung carcinom a SU N M ing?xia, GAO X ian?shu, ZHAO Yu?liang,

5、et al ( Department ofRadiation Oncology , Depart mentofOncology Chemopherapy , Peking University FirstHospi? ta,l Beijing 100034, China) ?Abstract ?Objective?To provide experi mental data for radiosensitization by deter m ining the con? centration change of lobaplatin and cisplatin in plas ma ,tumor

6、 and kidney ofmice bearing LewisLung Carci? no ma . M ethods?After adm inistering a 10mg/kg single intravenous bolus injection of either lobaplatin or cisplatin, blood and tissues( tumor and kidney) ofm ice were collected at the indicated ti me pionts( 0?5, 2, 4, 24, 48 , 72 , and 96 h). The platinu

7、m levelswere deter m ined by inductively coupled plasma? mass spectro m? etry . Results? The plas ma concentration?ti me curves of both lobaplatin and cisplatinwere fitted to a three? compartmentmodelw ith the half life of 51?139 h and 35?583 h,respectively . Lobaplatin was cleared fro m the circula

8、tionmore quickly than cisplatin 0?532 L /( h? kg) vs 0?192 L /( h? kg) . The concentrations of both lobaplatin and cisplatin in tumors rapidly reached the maxi mum ( 2?79? 0?35 ?g/g vs 4?78 ? 1?11 ?g/g),then declined rapidly to 0?99? 0?21?g /g and 3?39? 0?55 ?g/g at 4h,respectively . A t 96h,the con

9、centrations of both drugs in tumors were 0?23? 0?05 ?g/g and 1?41 ? 0?71 ?g /g ,respectively . The drug concentrations in tumors were logarithmically correlated with the concentrations in plasma . Conclusion ? The half lifes of lobaplatin and cisplatin inm ice were long . The concentrations in tumor

10、s rapidly reached ?212?中国肿瘤临床与康复 2011年 6月第 18卷第 3期? Chin J Clin OncolR ehabi, l June 2011, V ol18, No. 3 the maxi mum and declined to a plateau at4 h. The drugs could be detected in tumor at96 h . The concentra? tion of cisplatin in tumorwashigher than lobaplatin. Lobaplatinwas cleared from the circ

11、ulationmore quick? ly than cisplatin. ?Keywords? Lobaplatin; ? Cisplatin; ?Phar macokinetics; ? T issue concentration; ? Radiosensitiza? tion ; ? Che moradiotherapy ; ? M ice ? 顺铂作为一种有效的抗肿瘤药物, 已广泛地应 用于多种肿瘤的治疗。在许多研究中, 顺铂诱导的 放射增敏作用被证实, 以食管癌同步放化疗为例, 多 项临床试验采用了以顺铂为基础的化疗方案, 对放 疗进行化疗增敏 1?4。顺铂的用法用量各有不同, 有

12、的每日一次, 有的每周一次, 也有每三周一次的用 法。这主要是基于临床经验而来, 尚未见从药代动 力学角度分析顺铂给药时间、 肿瘤组织药物浓度对 放化疗疗效的影响。顺铂有较严重的肾脏、 神经及 胃肠道毒性, 在随后发展的铂类药物中, 洛铂具有与 顺铂类似的作用机制, 对多种肿瘤具有强于顺铂的 抗癌活性 5?7, 对耐顺铂的细胞株仍有一定的细胞毒 作用 6。而且, 洛铂的肾毒性明显低于顺铂, 因此 洛铂在给药后不需要水化, 减少了输液时间, 提高患 者依从性, 为化疗后尽快安排放疗也创造了便利条 件。目前, 洛铂与顺铂在组织分布、 药物浓度随时间 变化等方面的比较未见研究。 我们对洛铂和顺铂经静

13、脉注射后在小鼠血浆、 肾脏和肿瘤内的分布情况及其与时间的关系进行研 究, 为进一步探讨这两种药物参与同步放化疗时的 给药方式方法提供实验室基础数据。 材料与方法 1?药品和试剂: 洛铂注射液由海南长安国际制 药有限公司惠赠, 批号 A201003121 , 使用时用 5 %葡 萄糖注射液配制成浓度为 1 mg /m l的溶液。顺铂注 射液: 齐鲁制药有限公司产品, 批号 0020031DB , 使 用时用 0?9 %氯化钠注射液配制成浓度为 1 mg/m l 的溶液。细胞冻存液: 南京凯基生物科技发展有限 公司产品, 货号 KGY0063 。 2?仪器设备: 质谱仪: 美国 PE公司 DRC?

14、型。 离心机: 北京医用离心机厂, 型号 LD4? 2 。低温离心 机: Eppendorf Centrifuge 5417R。洁净工作台: 苏州 安泰空气技术有限公司, 规格型号 S W? CJ?IFD。光 学显微镜: Olympus Optical CO. LTD, 型号 CHS No. 100278 。不锈钢手提式压力蒸汽灭菌器: 合肥华泰 医疗设备有限公司 YX?280A 型。天平: ( 1) 德国 Sartorius电子天平, 型号 BS110S ; ( 2)上海民桥精密 科学仪器有限公司, 型号 SL2001N。 3?动物: 小鼠 Lew is肺癌瘤株 ( LLT): 购自北京 协

15、和细胞资源中心,资源编号 3111C0001CCC000325 。C57BL /6 近交系 小鼠, 雄 性, 鼠龄约 4 6周, 通过北京大学第一医院实验动 物中心购买及饲养, 饲养条件为无特异性病原体 ( SPF)三级。 4?建立 C57BL 小鼠 Lew is肺癌模型: 将小鼠 Lew is肺癌瘤株 ( LLT )在无菌条件下制备成单细胞 悬液, 用生理盐水将细胞悬液调整至 5 ? 10 7 /m,l 在 C57BL /6近交系小鼠右后肢皮下接种瘤细胞悬液, 0?2 m l/只。 5?小鼠体内给药及获取标本: 在肿瘤直径长到 1?0 c m 左右时, 将 70只 C57BL /6近交系小鼠

16、随机 分为 14组, 每组 5只。在给药前, 小鼠禁食 16 h, 可 自由饮水。小鼠称重, 按 10 mg药物 /kg体重经尾 静脉给小鼠注射药物 (洛铂或顺铂 ), 在给药后 0?5 、 2 、 4 、 24 、 48 、 72 、 96 h分别将小鼠处死获取血液和组 织标本 (肿瘤和肾脏 )。血液收集于肝素抗凝管, 在 4? 离心 4000 rcf ? 20 m in , 获取血浆。标本冷冻于 - 20? 冰箱保存。 6?组织铂含量检测: 血浆吸取 200 ?, l 组织样 本称重, 经过湿法消解后通过电感耦合等离子体质 谱法 ( I CP? MS inductively coupled

17、 plasma? mass spec? trom etry) 测定铂含量, 结果分别以 ? ng铂 /m l血 浆?、 ? ?g铂 /g组织?表示。通过以下公式将铂含量 换算为药物含量, 结果表示为 ? ng药物 /m l血浆 ?、 ? ?g药物 /g组织 ?: 顺铂含量 = 检测的铂含量 ? 300?05/195?08 洛铂含量 = 检测的铂含量 ? 397?34/195?08 ICP? MS检测小鼠血浆、 肿瘤、 肾脏组织铂含量 的加标回收率分别为 99?70 % 、 97?3 %和 95?5 %。 7?统计分析: 应用 SPSS12?1软件对数据进行 处理, 药物浓度以? ? x ? s

18、?表示, 统计方法采用方差分 析, P 0?05为差异有统计学意义。应用 DAS2?0 软件进行药代动力学分析。 结 ? ? 果 1?血浆药物动力学结果: 在经尾静脉给小鼠注 ?213?中国肿瘤临床与康复 2011年 6月第 18卷第 3期? Chin J Clin Onco lRehabi, lJune 2011 , Vol 18 , No. 3 射药物 10 mg/kg后, 洛铂和顺铂均迅速达到最高血 药浓 度, 分 别 为 ( 5827?71 ? 1431?54) ng/m l 和 ( 4181?44 ? 25?96) ng/m , l 洛铂高于顺铂 ( P 值 0?05 ; 顺 铂也在

19、静脉注射药物 0?5 h后达到最大浓度 ( 4?78 ? 1?11) ?g/g , 明显高于洛铂, 二者具有统计学差异 (P = 0?005), 此后, 顺铂浓度随时间下降, 但在实验 观察的每一个时间点, 其浓度均高于洛铂, P 值均 0?05 ; 顺铂也在静脉注射药物 0?5 h后达到最大浓度 ( 14?50 ? 2?98) ?g/g , 较洛铂 稍低, 但二者无统计学差异 (P = 0?548), 此后, 顺铂 在肾脏中的浓度逐渐下降, 但其下降的速度和程度 明显低于洛铂。将同一种药物在小鼠肾脏和肿瘤组 织中的浓度进行比较发现, 在静脉注射后的每一个 时间点, 洛铂和顺铂在肾脏中的浓度均

20、明显高于在 肿瘤中的浓度, P 值均 0?05 , 说明洛铂与顺铂同样 具有组织分布的差异。 图 1? 小鼠静脉注射洛铂和顺铂的血浆 药物时间拟合曲线图 表 2? 小鼠静脉注射洛铂和顺铂后药物在肿瘤和肾脏中的浓度 时间点 肿瘤肾脏 顺铂 ( ?g /g)洛铂 ( ?g /g)P值顺铂 (?g /g)洛铂 ( ?g /g)P 值 0?5 h4?78 ? 1?112?79? 0?350?00514 ?50 ? 2?9816?90? 8?040?548 2 h3?69 ? 0?491?67? 0?130?00011 ?39 ? 2?737?09? 2?670?036 4 h3?39 ? 0?550?

21、99? 0?210?0009?33 ? 1?174?63? 0?800?0002 24 h2?79 ? 0?340?61? 0?050?0007?79 ? 0?853?10? 0?630?0004 48 h2?81 ? 0?860?36? 0?080?0008?30 ? 3?782?58? 0?390?010 72 h1?28 ? 0?390?30? 0?030?0014?70 ? 1?351?63? 0?370?001 96 h1?41 ? 0?710?23? 0?050?0065?50 ? 2?451?75? 0?340?009 ?214?中国肿瘤临床与康复 2011年 6月第 18卷第

22、3期? Chin J Clin OncolR ehabi, l June 2011, V ol18, No. 3 ? 3?肿瘤药物浓度和血浆药物浓度的回归分析: 应用 SPSS12?1软件对 C57BL /6小鼠静脉注射洛铂和 顺铂后的肿瘤药物浓度及血浆药物浓度进行回归分 析, 发现二者呈对数相关。拟合参数见表 3和图 4 , 5 。 图 2? 小鼠静脉注射洛铂和顺铂后肾脏中的药物浓度 图 3? 小鼠静脉注射洛铂和顺铂后肿瘤中的药物浓度 图 4? 小鼠静脉注射洛铂后肿瘤和血浆中的药物 浓度关系拟合曲线 图 5? 小鼠静脉注射顺铂后肿瘤和血浆中的药物 浓度关系拟合曲线 表 3? 小鼠静脉注射洛铂

23、和顺铂后肿瘤和血浆 药物浓度的回归分析参数 药物M thRsqP值b0b1 洛铂LOG0?9480?000- 0?95940?4166 顺铂LOG0?8370?000- 3?00090?9321 讨 ? ? 论 顺铂作为第一代铂类抗癌药物, 不仅具有良好 的细胞毒作用, 其放疗增敏作用也早已被证实。含 顺铂的同步放化疗已被推荐为鼻咽癌、 宫颈癌、 食管 癌、 头颈部鳞癌以及局部晚期非小细胞肺癌的标准 治疗方案之一。 在实际应用中, 顺铂与放疗的结合方式有多种 多样, 不同肿瘤之间存在差异, 即使对同一肿瘤的治 疗, 顺铂也有多种给药方式。例如美国 NCCN指南 虽然将以顺铂为基础的同步放化疗列

24、为宫颈癌的标 准治疗方案, 但对顺铂的用法并没有进行统一, 在被 其作为证据的临床试验中, 既有每 3周给药 1次 8, 也有每周给药 1次 9。到底哪种给药方式更好, 目 前并没有明确的结论。虽然有人做过不同给药方式 的比较, 但病例数较少, 也缺乏理论依据。为此, 我 们设计了本试验, 希望能从药代动力学角度对此作 出解释。 本研究结果显示, 给小鼠静脉注射顺铂后, 肿瘤 内的顺铂浓度很快达到最大, 然后迅速下降, 在 4 h 后降至平台期, 在 96 h组织中仍有药物存在, 顺铂 ?215?中国肿瘤临床与康复 2011年 6月第 18卷第 3期? Chin J Clin Onco lRe

25、habi, lJune 2011 , Vol 18 , No. 3 在体内的半衰期较长, 代谢慢, 提示每周给药 1次与 放疗结合, 在给药后 5 d内肿瘤内仍有药物能发挥 放疗增敏作用, 这与临床研究相吻合 10。顺铂的作 用具有浓度依赖性 11, 本研究发现药物的高浓度仅 存在于用药后 4 h内, 每天给药 1次以维持肿瘤内 的药物高浓度有可能会进一步提高同步放化疗的疗 效。M arcu等 12的实验模型显示, 在头颈部鳞癌顺 铂每天给药同步放疗较单纯放疗提高肿瘤控制率 35%, 而顺铂每周给药只提高了 6 %。 Schaake等 13 在非小细胞肺癌患者中随机比较了单纯放疗、 顺铂 每周

26、给药同步放疗以及顺铂每天给药同步放疗三种 方式的疗效, 顺铂每天给药组的有效率和生存率均 较每周给药组有所增加, 两组有效率 ( CR+ PR)分 别为 84?8 % ( 67/79)和 74?7 % ( 59/79), 1 , 2 , 3年的 生存率分别为 54 % 对 44%、26 % 对 19 % 、 16% 对 13%。廖小方等 14在局部晚期非小细胞肺癌患者 中对顺铂每日给药同步放疗和每 3周给药同步放疗 进行了比较, 发现每日给药组的有效率高于每 3周 给药组, 有效率 ( CR+ PR)分别为 91 % 和 68% (P = 0?016), 在生存率方面, 两组之间虽然无统计学差

27、 异, 但每日给药组具有改善的趋势 ( 1年生存率分别 为 79 %和 71 % , 3年生存率分别为 38% 和 32 % )。 这些研究表明顺铂每日给药较其他方式更具有优 势, 与本实验的结果吻合。 顺铂给药与放疗的时间关系似乎对疗效也产生 影响。Gorodetsky等 11在体外研究了顺铂和放疗联 合对小鼠乳腺癌 ( EMT? 6) 细胞和人卵巢癌 ( OV? 1063)细胞的影响, 结果提示: 药物应该在放疗前或 放疗后立即给予, 此时, 可观察到联合治疗的 ?相 加 ?或? 超相加?效应。在给药后不同时间进行放疗 可能会有不同的治疗效果, 需要进一步的体内研究 探讨适宜的放化疗结合模

28、式。 洛铂 ( Lobaplatin)作为第 3代铂类抗癌药物, 其 抗肿瘤活性与顺铂相当, 但毒副反应较顺铂明显减 轻。治疗 P388白血病荷瘤小鼠, 洛铂较同样毒性剂 量的顺铂和卡铂产生了更长的生存期; 对顺铂耐药 的 P388白血病荷瘤小鼠, 顺铂和卡铂均不能抑制肿 瘤增殖, 而洛铂能明显延长动物的生存 7。临床研 究发现, 洛铂对多种肿瘤的治疗也表现出较好的疗 效 15 , 16。但本研究发现, 洛铂在小鼠肿瘤组织中的 浓度较顺铂低, 洛铂如何能以较低的组织浓度发挥 较高的抗肿瘤作用? 这提示洛铂可能具有更高的药 物活性。Saris等 17研究发现, 在体外将人卵巢癌细 胞系 A278

29、0与顺铂和洛铂孵育 48 h后, 洛铂的 Pt? GG平均恢复水平较顺铂低, 洛铂的 Pt? GG /Pt? AG高 于顺铂。洛铂是否与顺铂在 Pt? DNA产物的构成及 细胞对其损害的修复速度上存在不同, 值得深入研 究。本研究中洛铂在小鼠体内的清除较顺铂快, 在 肾脏中的浓度较顺铂低, 可降低药物的肾脏损害, 这 与临床观察到的结果相吻合。在采用不同给药方式 的两项洛铂 ?期临床试验中 18 , 19, 均未见到肾毒 性, 恶心、 呕吐仅为轻度, 这与顺铂明显不同, 由此明 显减少了输液量, 提高了患者的耐受性。 在人体, 静脉注射药物后很难获取肿瘤组织标 本用于药物浓度的检测, 但检测血

30、浆药物浓度则简 便易行, 如果能通过检测血浆药物浓度估算出肿瘤 药物浓度, 将更方便地指导顺铂和放疗的结合。本 研究发现, 小鼠静脉注射顺铂和洛铂后, 药物在肿瘤 内的浓度与血浆浓度呈良好的对数相关, 这提示可 以通过检测小鼠血浆中的顺铂和洛铂浓度来估算肿 瘤内的药物浓度。翁琳等 20 研究了顺铂在人体内 的药代动力学, 发现顺铂在静脉滴注 1 h后, 血药 浓度迅速下降,60 90 m in后下降变缓, 顺铂在人 体内清除缓慢, 至 96 h仍可测得, 消除相半衰期为 41?1782 h 。该结果与本研究中顺铂在小鼠体内的 药代动力学结果相似, 可以假设在人体内有可能通 过检测血浆顺铂浓度估

31、计肿瘤内的铂类药物的相对 浓度。 本组结果提示, 从洛铂和顺铂静脉给药后血浆、 肿瘤中的含量变化来看, 每周 1次给药用于放疗增 敏符合药物代谢的规律, 每天给药有可能会进一步 提高同步放化疗的疗效, 在给药后不同时间进行放 疗可能会有不同的治疗效果, 需要进一步体内研究 来探讨适宜的放化疗结合模式。 参考文献 1 ? K leinberg L, Knisely JP, Heit m illerR, et a. l M ature survival re? sultsw ith preoperative cisplatin ,protracted infusion 5?fluoroura? c

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