西他沙星为氟喹诺酮类抗菌药,具有广谱抗菌作用,对需氧及厌氧的革兰氏阳性及阴性菌、肺炎支原体及衣原体等均具有抗菌活性,与左氧氟沙星、莫西沙星及环丙沙星相比,该药对呼吸道感染的主要病原菌肺炎链球菌、流感嗜血杆菌,卡他莫拉菌及肺炎克雷伯菌等显示出更强的抗菌活性。另外,其对嗜肺军团菌、肺炎支原体及衣原体的抗菌活性也强于左氧氟沙星、环丙沙星以及莫西沙星等。该药的作用机制为抑制DNA旋转酶和拓扑异构酶Ⅳ的活性,且抑制作用强于其他氟喹诺酮品种(如左氧氟沙星、环丙沙星、莫西沙星等),同时其对喹诺酮耐药决定域(QRDR)变异酶活性也有较强抑制作用,因此对其他氟喹诺酮耐药的菌株也有较强的抗菌作用。该药在日本的临床研究结果显示日本健康成人口服25～200 mg西他沙星片,血清浓度按给药量呈比例上升,耐受性好。2008年6月开始在日本用于临床。适应症为肺炎、慢性呼吸系统疾病的继发感染、膀胱炎、肾盂肾炎等,用法用量为成人50mg/次或100mg/次,一日2次。但该目标适应证和给药方案是否适合于我们中国感染患者人群?此有必要阐明该药在中国人体内吸收、分布、代谢和排泄的药代动力学(Pharmacokinetics, PK,以下简称药动学)特点,了解该药对国内目标病原菌的体外药效学(Pharmacodynamics,PD,以下简称药效学),即药敏情况,并通过PK/PD研究优选适合于目标适应证感染患者的给药方案,据此在该类患者中开展临床试验,为该药在中国申请上市和今后临床合理应用提供科学的依据。因此本研究将首先开展中国健康受试者单次和多次口服西他沙星片的药代动力学研究和安全性评价,根据日本临床常规给药方案,设计了西他沙星单次给药的3个剂量组分别为50mg、100mg和200mg,以及多次给药的给药方案：每次100mg,一日2次,连续给药10日,考察西他沙星在中国健康人群中的药动学和安全性；然后基于西他沙星片单次及多次给药药代动力学研究结果,结合前期国内进行的该药的体外药效学研究资料,进行PK/PD研究,为西他沙星在中国患者中临床试验方案的有关适应证及给药方案制定提供参考。本研究包括以下四个部分：第一部分 西他沙星血清、尿液浓度检测方法的建立及验证为进行西他沙星在中国健康受试者中单次及多次给药药动学研究,本部分建立了超高效液相串联质谱(UPLC-MS/MS)方法测定血清及尿液中的西他沙星药物浓度。采用Waters公司UPLC仪及AB SCIEX公司API 4000QTRAP串联质谱仪,色谱柱：Waters ACQUITY HSS T3柱(100 mm×2.1 mm I.D.,1.8μm),流动相：A(乙腈)/B (10mmol甲酸铵溶液,甲酸调至pH 3.0),梯度洗脱,0-1.6 min时A相为30%,1.6-2.6 min时A相为30%-90%,2.6～2.7 min时A相为90%-30%,2.7～3.5 min时A相为30%,流速：0.4 mL/min,柱温：30℃。质谱离子化法：ESI源正离子多反应监测模式(multiple reaction monitoring, MRM),检测离子对：西他沙星：m/z410.1→m/z 392.2,内标(DV-7751a):m/z 388.2→m/z 370.5。血、尿样品的预处理方法均为固相萃取法(Solid Phase Extraction,SPE)。本方法学验证结果：①测定血清和尿液中西他沙星浓度的标准曲线范围分别为(0.00500～1.00)μg/mL和(0. 100～10.0～g/mL,定量下限分别为0.00500 μg/mL和0.100μg/mL;②空白血清和空白尿液对西他沙星的基质效应因子分别为(97.1～98.4)%和(98.8-107.0)%,RSD分别为(1.8～5.6)%和(2.3-5.9)%；③西他沙星在血清和尿液中的提取回收率分别为(88.9～103.3)%和(90.0～92.8)%,RSD分别为(3.5～7.8)%和(3.6～8.9)%；④西他沙星血样日内准确度为(107.9～116.4)%,精密度RSD为(1.2～3.9)%,日间准确度为(105.0～115.3)%,精密度RSD为(1.1～4.1)%；尿样日内准确度为(99.7～111.0)%,精密度RSD为(2.2～4.1)%,日间准确度为(105.3-112.6)%,精密度RSD为(1.8-4.7)%；⑤稀释稳定性考察结果显示,血清1：10稀释后准确度为101.3%,RSD为2.7%；尿液1：10、1：20、1：100稀释后准确度为(96.7～111.5)%,RSD为(1.5～2.6)%；⑥血清和尿液质控样本预处理前室温放置6h和8h稳定,预处理后样品在自动进样器(10℃)放置48 h稳定；⑦血清和尿液质控样本经3和4次冻融(-40℃～室温)后稳定；血清在(-40℃±5℃)下保存102天稳定,尿液86天稳定。第二部分健康受试者单次空腹口服西他沙星片50mg、100mg、200mg的药代动力学特征本研究为单中心、开放、3个剂量组(50mg、100mg和200mg)平行试验,研究36例中国健康受试者(男女各半)分别空腹单次给予西他沙星片50mg、100mg、200mg的药动学特征,并对其安全性进行观察。给药前和给药后48h内留取受试者的血清、尿液样本,采用UPLC-MS/MS方法测定血清、尿液标本中的西他沙星浓度,并根据受试者单次口服西他沙星片后测得的血清及尿液中原型药物浓度,采用WinNonlin 6.0软件(Pharsight, USA)计算房室和非房室模型的药动学参数,并作统计分析,评价西他沙星是否呈线性药动学特性,以及性别因素是否影响其药动学特性。此外,对西他沙星不同给药剂量组的安全性进行观察研究。研究结果：①非房室模型分析结果显示：50mg组、100mg组和200mg组的达峰浓度Cmax分别为(0.718±0.189)μg/mL、(1.39±0.36) μg/mL和(2.32±0.78)达峰时间Tmax分别为(0.92+0.47)h、(1.42+1.14)h和(1.21+0.94)h；从0时外推至无限时间点之间血药浓度-时间曲线下面积AUC0-∞分别为(3.67±0.66)μg·h/mL、(8.19±1.15) μg·h/mL和(14.22±3.21) μg·h/mL:经体重校正的表观分布容积Vdz/F_N分别为(2.24±0.34) L/kg、(2.14±0.33) L/kg和(2.99±1.28)L/kg；表观总清除率CLt/F分别为(14.03±2.51) L/h、(12.42±1.67) L/h和(14.87±4.05)L/h；半衰期T1/2分别为(6.67±0.72)h、(6.84±1.17)h和(8.39±2.00)h。②房室模型分析结果显示：西他沙星人体内药动学符合口服二房室模型,随着剂量增加,西他沙星的中央室分布容积随之上升,50mg组、100mg组和200mg组的V1/F分别为52.66 L、68.10 L和84.99 L(200mg与50mg相比,P<0.05)；分布相半衰期则随剂量增加而延长(无显著统计学意义),50mg组、100mg组和200mmg组的Ti/2,α分别为0.98h、1.26h和1.43h,其他参数随剂量增加无明显规律性变化。③西他沙星50mmg组、100mg组和200mg组中受试者给药后0-48h内的西他沙星原型药物累积尿排出率(Ae)分别为(69.95+11.31)%、(69.03+9.2)%和(61.36士15.71)%。④单剂PK参数统计分析结果显示健康受试者单剂空腹口服西他沙星片50mg、100mg和200mg剂量后的药动学呈现线性特征,性别差异对西他沙星药动学特性及尿排出率无显著影响。⑤健康受试者单剂空腹口服西他沙星片50mg、100mg和200mg剂量后,共有12例20例次不良事件,其中药物相关性不良事件3人4例次,均为轻度,且呈一过性,无严重不良事件发生,耐受性良好。第三部分健康受试者多次餐后口服西他沙星片100mg后的药代动力学特征和安全性本部分为单中心、开放、1个剂量组试验。入组12例中国健康受试者,男女各半。每位受试者连续给药10日,西他沙星片100mg,每12小时一次,与第二部分空腹服药不同的是,本部分为餐后服药。所有受试者在试验期间按时留取血、尿样本,并对其进行安全性观察。在给药第1天和第10天留7取受试者全程PK血、尿样本,在给药第4日至第9日留取早晨服药前的谷浓度血样,采用UPLC-MS/MS方法测定西他沙星在血清和尿液中的浓度,采用WinNonlin 6.0软件(Pharsight, CA USA)计算房室和非房室模型的药动学参数并进行分析,评价西他沙星多剂给药后的蓄积效应,以及性别因素是否影响其药动学特性。对西他沙星多次给药后的安全性进行评价。研究结果：①非房室参数分析结果显示,健康受试者进餐后多剂口服西他沙星首剂(第1天)和末剂(第10天)给药后max分别为(1.01±0.19)和(1.26±0.20)μg/mL, Tmax分别为(1.75+0.62)h和(2.08±0.76)h；AUCo-12分别为(5.13±0.63) μg·h/mL和6.88±0.81) μg·h/mL; Vdz/F_N分别为(2.63+0.70)L/kg和(2.38±1.00)L/kg;CLt/F分别为(14.72±1.48)L/h和(10.65±1.69)L/h；T1/2分别为(7.53±1.63)h和(9.37±2.83)h,蓄积因子RCmax和RAUC分别为1.26±021和1.35±016,表明多剂口服西他沙星100mg连续10日后,体内仅有轻微蓄积。②房室模型分析结果显示,与单剂给药相比,多剂给药时西他沙星外周室分布容积(V2/F)明显增大(P<0.01),外周室向中央室转运速率k21(P<0.01)和吸收速率ka(P<0.05)均显著降低,分布相半衰期T1/2,α(P<0.01)和消除相半衰期T1/2,β(P<0.01)有明显延长。这表明,西他沙星多剂给药时,分布过程和消除过程均显著减缓,吸收过程也变慢。③健康受试者进餐后口服西他沙星,首剂(第1天)和末剂(第10天)给药后48h内累积尿排出率分别为(67.64±9.6)%和(99.11±17.5)%,第10天尿排出率高与第3-9天每日2次给药有关。④西他沙星100mg多次连续给药后,女性受试者的Tmax较男性受试者延长(2.58h±0.66hvs 1.58h±0.49h,P<0.05),女性受试者的稳态时总清除率CLss/FN和肾清除率CL,N高于男性(P<0.05),而RAUC则略低于男性受试者(P<0.05),表明女性受试者的药物清除率略高于男性,药物蓄积减少。尿排出动力学参数不存在性别差异。⑤西他沙星100mg连续10天给药后,共有6人11例次不良事件,其中药物相关性不良事件4人7例次,1例为中度,其余均为轻度,且呈一过性,无严重不良事件发生,耐受性良好。第四部分西他沙星片PK/PD研究及给药方案评价根据PK/PD概念,氟喹诺酮类药物为浓度依赖性抗菌药。其主要PK/PD参数为Cmax和MIC比值(Cmax/MIC)以及药时曲线下面积AUC与MIC之比值(AUC/MIC)。西他沙星为新型氟喹诺酮类抗菌药,与一般氟喹诺酮类药物的PK/PD特性相同,属浓度依赖性抗菌药,PK/PD参数为Cmax/MIC和AUC/MIC.本研究根据第三部分西他沙星药动学研究结果,结合西他沙星体外药效学结果,应用单点估算法和Monte Carlo模拟法,计算西他沙星100mg每日2次给药连续10日的PK/PD参数,药效学达标概率(probability of target attainment,PTA)及对肺炎链球菌的累积响应百分数(cumulative fraction of response, CFR)以Cmax/MIC值≥2以及AUC0-24/MIC值≥30作为预期可获满意临床和细菌学疗效的靶值。结果除MRSA外,西他沙星100mmg多次给药对受试菌种(肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、大肠埃希菌和鲍曼不动杆菌等)的Cmax/MIC值均大于8.1,AUC0-24/MIC值均大于89.0。对于青霉素敏感、中介和耐药的肺炎链球菌(PSSP、PISP、PRSP),当Cmax/MIC靶值为2,AUC0-24/MIC靶值为30时,CFR值接近100,对于MIC小于0.125μg/mL的肺炎链球菌,其药效学达标概率>99%。本研究结论1.健康受试者口服西他沙星后吸收迅速,组织分布广泛,消除半衰期较长,大部分以原型经尿排出。在给药剂量50mg～200mg范围内呈线性药代动力学特征。西他沙星100mg,一日2次,连续10日给药后蓄积轻微。西他沙星在中国健康受试者中的PK特性受性别因素影响较小；尿排出率不受性别因素影响。2.西他沙星50mg、100mg和200mg单次给药或西他沙星100mg,一日2次给药,连续10天,受试者耐受性良好。3.西他沙星100mg每日2次给药对肺部感染常见病原菌(如肺炎链球菌、流感嗜血杆菌和卡他莫拉菌)和尿路感染常见病原菌(如大肠埃希菌、鲍曼不动杆菌)均具有较高的PK/PD值,预期可取得良好的临床和微生物疗效。