万古霉素鞘内给药的药代动力学研究

徐伟光 钟德泉 赵 展 王文涛 贺龙双

广东药科大学附属第一医院神经外科，广东广州 510080

万古霉素鞘内给药的药代动力学研究

徐伟光 钟德泉 赵 展 王文涛 贺龙双

广东药科大学附属第一医院神经外科，广东广州 510080

目的探讨万古霉素鞘内注射给药的药物代谢特点，对万古霉素鞘内给药的安全性进行初步评价。方法建立新西兰家兔鞘内置管动物模型，先行万古霉素药物半衰期测定，按不同剂量分三组，鞘内注入万古霉素后定时抽取脑脊液测定药物浓度，直至48h。间断给药实验动物按照注入万古霉素药物剂量分三组，每组均每日鞘内注入万古霉素一次，连续3日，每隔4h测定药物浓度，得出药物浓度曲线。结果鞘内注射高剂量组在给药4h左右浓度最高，之后逐渐下降，在16h浓度为4h最高的一半，48h已基本测不到；中低剂量组药物代谢曲线类似于高剂量组，除药物浓度峰值低于髙剤量组外，药物代谢速度似乎更快，代谢半衰期似乎更短。连续三日间断给药时，在每次给药后药物浓度呈迅速上升趋势；随着时间延长又再次下降，三组均不能维持在一个较稳定的药物浓度。结论药代动力学研究发现鞘内注射万古霉素半衰期在16h左右，釆用鞘内注射1天1次的方法，难以在脑脊液内形成稳定的药物浓度。

万古霉素；鞘内注射；药代动力学

万古霉素鞘内注射治疗颅内感染，临床应用逐渐普及，但缺乏相关基础性研究，因此国内外不少专家对万古霉素鞘内用药的安全性存在质疑，对药物的安全剂量、用药间隔时间，疗程没有统一的标准，本研究通过观察鞘内注射不同浓度万古霉素，测定脑脊液中万古霉素的药物浓度，得出鞘内注射万古霉素的药代动力学数据，为临床应用提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 实验动物分组

新西兰家兔共60只（中山大学动物实验中心提供），随机分为半衰期测定组30只，间断给药实验30只，每组再随机分为高、中、低三个剂量组，每组各10只。在环境温度25℃，空气湿度50%的环境中饲养，自由进食及饮水。

1.2 药物配置

盐酸万古霉素[稳可信，意大利VIANEX S.A.（PLANT C）H20140174]，分别用无菌注射用水配成0.5mg/200μL，1mg/200μL，2mg/200μL备用。

1.3 建立实验动物模型

实验动物采用3%戊巴比妥静脉注射1mL/kg耳缘静脉注射全身麻醉，手术部位备皮消毒铺巾，首先行经第三荐椎腰大池置管法置入微导管于椎管内，用于鞘内注射内给药。然后再行经枕骨下缘置管法将准备好的的微导管小心置入小脑延髓池，用于采集脑脊液，手术成功后均单笼饲养，防止导管意外脱出。

1.4 给药及取样

置管成功后1d进行药代动力学研究。高剂量组：注射器抽取2mg/200μL万古霉素并与腰大池留置管连接，连接好后缓慢（10min）注入，注射后 分 别 于0.5，1，2，4h，6，8，12，16，20，24，28，32，36，48h用微量取样器经小脑延髓池导管取脑脊液50μL注入1.5mL EP管，保存于-20℃冰箱。中剂量组：注射器抽取1mg/200μL万古霉素并与腰大池留置管连接，连接好后缓慢（10min）注入，注射后分别于0.5，1，2，4，6，8，12，16，20，24，28，32，36，48h用微量取样器经小脑延髓池导管取脑脊液50μL注入1.5mL EP管，保存于-20℃冰箱。低剂量组：注射器抽取0.5mg/200μL万古霉素并与腰大池留置管连接，连接好后缓慢（10min）注入，注射后分别于 0.5，1，2，4，6，8，12，16，20，24，28，32，36，48h用微量取样器经小脑延髓池导管取脑脊液50μL注入1.5mL EP管，保存于-20℃冰箱。间断给药实验动物按照注入万古霉素药物剂量分三组，高剂量组每日注入2mg/200u万古霉素，中剂量组每日注入1mg/200μL万古霉素，低剂量组每日注入0.5mg/200μL万古霉素，每次注射时间为10min，连续3日，每隔4h用微量取样器经小脑延髓池导管脑脊液50μL注入1.5mL EP管，保存于-20℃冰箱。测定药物浓度。

1.5 万古霉素药代动力学分析

2 结果

2.1 动物模型构建成功率

测定药物半衰期的30只中，有6只死亡，24只成功，用于实验，高中低剂量各8只。间断给药组的30只中术后死亡5只，用于实验的有25只，高剂量组8只，中剂量组8只，低剂量组9只。总体建模成功率81.67%。

2.2 万古霉素单次鞘内注射药代动力学分析

根据实验结果绘制万古霉素代谢曲线，横坐标轴为标本采集时间，纵坐标轴为万古霉素浓度，高剂量组在给药4h左右浓度最高，之后逐渐下降，至16h左右下降至最高浓度的一半，即万古霉素在脑脊液中的半衰期为16h左右，48h已基本测不到；中低剂量组药物代谢曲线类似于高剂量组，除药物浓度峰值低于髙剤量组外，药物代谢速度似乎更快，代谢半衰期似乎更短。见图1。

图1 单次鞘内注射万古霉素药物浓度-时间曲线

2.3 间断万古霉素鞘内注射药代动力学分析

根据实验结果绘制万古霉素代谢曲线，横坐标轴为标本采集时间，纵坐标轴为万古霉素浓度，高剂量组在药物浓度达到峰值后开始下降，至24降至一个较低水平，在第二次给药后药物浓度又迅速上升，然后下降，第三次给药后再次上升后下降，成波浪式波动，达不到一个恒定的浓度，但每次给药后药物浓度较24h前有上升趋势，中低剂量组同样呈波浪式波动，峰值和谷值更低。见图2。

图2 间断鞘内注射万古霉素药物浓度-时间曲线

3 讨论

颅内感染在神经外科较常见，治疗棘手，万古霉素是糖肽类抗生素，可抑制细菌细胞壁的生物合成，改变细胞膜的通透性，阻碍细菌RNA的合成，从而达到杀菌的作用。其抗菌谱较窄，但可以覆盖神经外科术后感染最常见的金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌及部分革兰氏阴性菌[1-3]，随着多重耐药菌的不断增多，耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染率在颅内感染的比例迅速上升，这两种菌对万古霉素保持较高敏感性[4-6]，因此万古霉素成为治疗神经外科术后感染的主要抗生素[7]。常规治疗是静脉应用大剂量万古霉素，但万古霉素穿透血脑屏障的能力较弱，常达不到有效的杀菌浓度[8]。某些严重颅内感染需结合非静脉途径给药，目前多采用脑室内给药或鞘内给药的方式治疗颅内感染[9-10]。鞘内注射安全性相对较高，操作简便， 其临床应用比较普及，但其药代动力学研究相对较少。

3.1 药代动力学动物模型探讨

鞘内注射药物治疗疾病在动物实验前已经应用于临床，我们以临床给药剂量以及给药部位为依据，结合解剖学知识对新西兰家兔鞘内注射给药剂量、速度、容积进行设定。人脑脊液总量约为125～150mL。每次鞘内给药药物容积为10 ～20mL，每次给药量在10 ～ 40mg之间[10-13]，体重为2.5kg左右的新西兰兔脑脊液总量约为2mL，根据人与兔的体重比及脑脊液含量比，推算每次给药体积为200μL左右，每次给药量设定在0.5 ～ 2mg之间。我们的动物模型釆用经小脑延髓池取脑脊液检测药物浓度，能更全面的反映万古霉素在脑脊液中的分布情况，采用腰大池置管给药，与临床实际操作部位相似，同时考虑到了药物的注射容积及速度，实验结果对临床工作更有参考价值。

3.2 鞘内注射万古霉素药代动力学分析

鞘内注射与静脉给药相比，优势在于药物不经过血脑屏障直接进入脑脊液，能快速达到较高的药物浓度，本研究中，单次注射万古霉素后通过测定家兔脑脊液中不同时间点万古霉素的药物浓度，得出在给药后4h万古霉素药物浓度达峰值，随给药时间延长药物浓度逐渐下降，至16h左右下降至最高浓度的一半，即万古霉素在脑脊液中的半衰期为16h左右，药物约在给药后第48h基本代谢完全；而万古霉素在肾功能正常的患者血液中的半衰期为4～6h，说明鞘内给药的半衰期较静脉给药明显延长，这可能与脑脊液循环速度明显慢于血液循环有关。我们研究发现中低剂量组药物代谢曲线类似于高剂量组，除药物浓度峰值低于髙剤量组外，药物代谢速度似乎更快，代谢半衰期似乎更短。推测万古霉素在鞘内给药后已经开始被吸收。因此在鞘内给药时，为使药物在整个蛛网膜下腔都保持一个有效的杀菌浓度，适当加大药物的剂量是合适的。

3.3 间断鞘内注射万古霉素药代动力学分析

临床釆用鞘内注射方法给药时，给药间期一般为1天，通过本研究发现在注射药物后药物浓度达到峰值后开始下降，至24降至一个较低水平，在第二次给药后药物浓度又迅速上升，然后下降，第三次给药后再次上升后下降，成波浪式波动，达不到一个恒定的浓度，但随着给药次数的增加，脑脊液中药物浓度也在不断增加，Rybak等[14]做了脑脊液中万古霉素浓度的测定，向脑室内注射10mg/d× 9d，脑脊液中浓度可达606mg/L，因此，已有学者开始尝试应用微量泵持续鞘内给药，用药剂量不大，但药物浓度较恒定，达到了应有的治疗效果[11]。

我们的研究中有部分实验动物在注射高剂量万古霉素时会出现下肢抽动，鞘内给药时药物直接进入蛛网膜下腔，蛛网膜下腔内有神经根和脊髓，鞘内注射万古霉素是否对神经系统产生损害，有待更为详细的病理学评价，将来可进一步完善。

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Pharmacokinetics study of vancomycin in intrathecal administration

XU Weiguang ZHONG Dequan ZHAO Zhan WANG Wentao HE Longshuang
Department of Neurosurgery,the First Affiliated Hospital of Guangdong University,Guangzhou 510080,China

ObjectiveTo investigate the pharmacokinetics of vancomyc in intrathecal administration, and to evaluate the safety of intrathecal administration of vancomycin.MethodsAnimal model of intrathecal catheterization rabbit was established. Vancomycin half-life determination was given on them. According to different doses, they were divided into three groups. After intrathecal administration of vancomycin, the drug concentration was determined by timed cerebrospinal fluid extraction until the end of 48 hours. Intermittent administration animals were divided into three groups according to the dose of vancomycin. Each group was injected vancomycin once daily for 3 days, and drug concentration was measured every 4H.ResultsIn the high dose group, the concentration of the vancomyc reached the peak value at 4h, then decreased gradually, and the concentration of vancomyc fell to half its peak at 16h.The vancomyc almost metabolism completely after 48h. The vancomyc concentration-time curve of middle-dose group was basically similar to the high-dose group, but the peak was much lower than that of high-dose group, the time ofmetabolism faster. The low-dose group measured lower peak, metabolic half-life shorter. The drug concentration showed a rapid upward trend after each administration in the intermittent administration group. As time prolonged, The drug concentration decreased again, the three groups were not maintained at a more stable drug concentration.ConclusionThe half-life of intrathecal injection is about 16 hours, and it is difficult to form a stable drug concentration in the cerebrospinal fluid by intermittent intrathecal injection.

Vancomycin;Intrathecal administration;Pharmacokinetics

R969.1

B

2095-0616（2016）21-71-04

2016-06-06）

广东药学院附属第一医院联合基金（GYFYLH201325）。