构建临床药学技术体系， 促进个体化药物治疗 第二军医大学长征医院 陈万生 2014 年 10 月 24 日

公众 健康 法律 意识 提升 公众 对医 疗质 量要 求 ↑ 就医 量 ↑ 新医 改 医疗 管理 难度 ↑ 管理部门 用药 安全 医疗 资源 ↑ 期待 药师为合理用药把关 为临床医生 提供用药合 理建议 为病患提 供用药安 全保障 专业知识、信息 搜集处理、创新 能力与研究技能 支撑技术平台、药学监护 工作模式 新形势下的临床药学 临床药学 人才队伍学科体系 2

医学模式 : 反复尝试，不断摸索 -“ 试误医学 ” （ Trial and Error Medicine ） 循证医学 循证医学以群体数据为依据，个体用药仍为反复尝试和摸索达到 理想治疗的过程 - 把 “ 试误医学 ” 当做标准医疗模式是不完善的 病人 A 药 不良反应治疗失败 循证医学 疗效不同 - 浪费资源和时间 常见和不可预知的药物不良反应 B 药 3

 药物治疗方案的选择  药物疗效的早期预测  药物治疗的安全性问题 临床医生最为关注的问题 4

病人 分子诊断TDM 不良反应 目标药物治疗方案 个体化用药 健康体系 循证医学 个体化用药 量体裁衣治疗 提高疗效，减少不良反应 循证医学 个体化医学 5

药物代谢动力学药物效应动力学 药物效应和毒性 药 物 药物靶点 药物转运体 药物代谢酶 药物反应 6

1 、药物基因组学的临床实践 7 N Engl J Med 359;17 October 23, 2008 A:Mutation KRAS B:Wild-type KRAS Overall Survival(%) Months after Randomization Overall Survival(%)  西妥昔单抗仅改善 KRAS 基因野生型患者总生存率

增殖 K-ras 带有 K-ras 突变的结肠 癌患者对西妥昔单抗的 疗效降低 K-ras 变异和恶性肿瘤的抗 -EGFR 治疗 12, 13 外显子 (96%) and 外显子 35G>A( 甘  天门冬）为主 G CTGATGCCG TK G 细胞膜 突变 K-ras K-ras 的功能突变不受 上游信号控制 EGFR EGF Cetuximab ( 西妥昔单抗, 爱必妥 ) 8

结肠直肠癌化疗患者的 2 年生存率与 Ile105/ Val 的关系 Cancer Res 2000 Oct; 60 (20): Val/Val Ile/Val Ile/Ile GSTP1 基因 Val/Val 对于结肠直肠癌患者的 2 年生存率高出 70 ％ 75% 5% 9

80 余种药物经美国 FDA 批准贴上了遗传标签，用于指示不 同基因型的患者在应用该药物时对疗效和毒性的指示作用 表. 美国 FDA 已批准药物标签的有效基因组生物标志物信息表（节选） 生物标记功能意义药物 CYP2C19 基因变异毒性预测伏立康唑 CYP2C9 基因变异毒性预测塞来昔布 CYP2C9 基因变异毒性预测华法林 CYP2D6 基因变异毒性预测托莫西汀 CYP2D6 基因变异毒性预测盐酸氟西汀 5q(del(5q)) 染色体缺失毒性预测雷利度胺 DPD 缺乏毒性预测卡培他滨 EGFR 表达疗效预测埃罗替尼 EGFR 表达疗效预测西妥昔单抗 家族性高胆固醇血症基因疗效预测阿托伐他汀 G6PD 缺失毒性预测拉布立酶 10

临床诊断 基因检测和诊断 CYP2D6 CYP2C9  -receptor AT1-receptor ACE “ 一病一药 ” 传 统治疗 个体化药物 治疗方案  基于遗传多态性的个体化药物治疗 个体化药物 治疗分子诊 断实验室 SNP 分析 11

 关键技术：  焦磷酸测序技术  荧光定量 PCR 技术  DNA 甲基化检测技术  基因扩增实验室：  试剂贮存和准备区  标本接收、制备区  扩增区（及产物分析区） 长征医院分子诊断实验室 12  抗肿瘤、免疫抑制剂、抗凝血等 6 大类 33 种药物  CYP450 、 UGT1 、 MDR1 及 EGFR 等 30 余项

个体化药物治疗临床服务体系 增加剂量 减少剂量 换药 遗传变异 分子诊断 临床药师提 出方案建议 检测报告 不同遗传背景患者 个体化给药分子诊断实验室 临床诊断 医生开基因检测申请单 患者签署知情同意书 采取检测样本 临床医生优化 治疗方案 个体化治疗 确定患者遗传背景 13

See ref ： Katrin KW et al. / Clin Biochem 2013, 46 (6) 、生物标志物的发现、评价 14

 X- 组学的研究往往只能实现小样本的分析，有的 研究对象为实验动物  是否真的为特异性生物标志物？  多种生物标志物的选择和组合？  生物标志物对药物反应的预测、疾病早期诊断及 疾病转归的确切临床意义如何 ?  …… 生物标志物的发现与应用 15

CRC 患者进行手术切除 预测 CRC 复发 预后较好 手术根治 治疗抵抗者 更换治疗药物或方案 治疗敏感者 选择合适的化疗方案 毒性反应风险高 调整给药剂量 毒性反应中度风险 标准剂量 治疗药物选择 预后较差 辅助化疗 毒副反应预测 CRC 理想的辅助化疗临床路径 生物标志物的发现和评价生物标志物的发现和评价 治疗药物监测 16 实施例 1

17  renal transplantation, metabonomics/metabolomics  问题： 1. 病理情况不同，临床表征不同 2. 动物模型不同，结果有出入；有的已经在人身上得到验证 3. 检测技术不同（ NMR, GC-MS, LC-MS ），结果有所不同 4. 生物样品不同（尿液、血液），结果有所不同 肾移植术后相关标志物的发现与应用 17 实施例 2

早期肾损伤生物标志物  传统的诊断生物标志物：血清肌酐 专属性 差 迟发性 研究中的生物标志物：胱抑（ Cys C ）、白介素 -18 （ IL-18 ）、肾损伤 分子 -1 （ KIM-1 ）、中性粒细胞白明胶酶相关的脂钙蛋白（ NGAL ） Crit Care,2007,11(6):173 Clin Chem Lab Med, 2009,47(1)79-82  经典的诊断方法 ：组织活检（成功率高，但伤害性强） 需要全面、无伤害性、专属性强的生物标志物 对他克莫司等免疫抑制剂肾毒性进行早期预警 18

3 、治疗药物监测的创新与完善  TDM 方案：完善、优化、创新  TDM 对象：扩展或补充 常规 TDM 方案 药物原型 药物代谢产物 (DM) 有效性 VS. 毒性 体内过程 机体转化（代谢酶等） 合并用药 PK 方法研究 药物相互作用 (DDI) 科学 TDM 方案 转运体 19

 有效治疗浓度为 50 ～ 100 μg ／ mL ，个体差异很大  在体内， 50 ％通过 UGT 代谢 (UGT1A6) ， 10 ％左右 CYP450 代谢（ CYP2C9 )  CYP2C9 代谢产生有肝毒性的代谢产物为 4-ene-VPA  CYP2C9 多态性， 4-ene-VPA 水平差异 肝毒性？  UGT1A6 多态性, 疗效差异 有效或无效？ Tony KL et.al, TOXICOLOGICAL SCIENCES 94(2), 261–271 (2006) 丙戊酸（ VPA ）的 TDM 与临床应用  同时测定人体内 VPA 及 其 3 个代谢产物  国家自然科学基金、上 海市自然科学基金资助 Gao S,…. Chen W *. J Chromatogr B 2011, 879:

大多数抗肿瘤药具有治疗指数低、毒性大、药动学参数个 体差异大的特性，临床需进行治疗药物监测，以达到个体 化给药，增加疗效，减少毒副作用 以准确、灵敏、高通量的 LC-MS/MS 技术为检测手段，建 立一种通用的血药浓度监测方法 常用的 11 种细胞毒类抗肿瘤药物（紫杉醇、多西紫杉醇、 长春花碱、异长春花碱、培美曲塞二钠、伊立替康、卡 铂、依托泊苷、环磷酰胺、异环磷酰胺、吉西他滨） 抗肿瘤药物的 TDM 与临床应用 21

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本实验选择上海长征医院 2009 年 10 月至 2010 年 2 月进行化疗的肺癌患者病例 126 例，其中 男 60 例，女 66 例，年龄范围 岁。依据 《新编药物学》的分类标准，包括烷化剂抗 肿瘤药（ cyclophosphamide 6 例、 ifosfamide 15 例）、抗代谢类抗肿瘤药 （ pemetrexed 9 例、 gemcitabine 9 例）、天然来源抗肿瘤药 （ vinorelbine 8 例、 paclitaxel 51 例、 docetaxel 12 例、 irinotecan 6 例、 etoposide 10 例） 临床样本测定 Zhou J….. Chen W*. J Chromatogr B. 2012, 906, 1-8 Gao S….. Chen W*. Therapeutic Drug Monitoring. 2014, 36(3):

4 、药物相互作用体系建立 药物 相互作用 的临床结果 根据 Hanston, Science & Medicine,1998;5: 修改 病人因素 药物使用 遗传 疾病 饮食 / 营养 环境 吸烟 饮酒 剂量 持续时间 使用次数 使用频率 用药途径 剂型 高度可变性 25

Drug(TCM)-Drug interactions Lab Inhibition and induction of CYPs and P-glycoprotein CYPs inhibition P-gp induction P-gp inhibition CYPs induction Microsomes Probes + LC-MS/MS HepG2 、 Fa2N4 cell Primary Hepatocytes RT-PCR Caco-2 cell Clinical Trial Caco-2 cell Animal’s experiment Hospital Clinical data analysis suspected DDIs Rational drug use Avoid adverse DDIs Use of DDIs Probes + LC-MS/MS confirmed Western-blot 长征医院药物相互作用技术体系 RT-PCR Probes Western-blot 26

患者： XXX ，肾移植 10 年，抗排异药物：雷帕霉素和骁悉 RAP 血药浓度监测变化： 痰热清注射液与雷帕霉素（ Rapamycin, RAP ）的相互作用 27

检查药历： 雷帕霉素： 2mg/ 次， 1 次 / 日 骁悉 : 0.75g/ 次， 2 次 / 日 痰热清注射液 30mL+0.9%NaCl 注射液 250ml ，静 脉滴注， 1 次 / 日 查 RAP 浓度， 23.5ng/mL ，升高 1.16 倍 停用痰热清注射液 复查： RAP 浓度， 15.4 ng/mL ，基本正常 验证：雷帕霉素 + 痰热清注射液 相互作用 临床药师 血药浓度监测室 临床科室 痰热清注射液与雷帕霉素（ Rapamycin, RAP ）的相互作用 28

痰热清注射液各个部位对细胞色素 P450 酶的 抑制作用 0-5min 5-10min 10-20min 20-31min 31-45min 45-60min 1A2 2E1 1A2 2E1 2C9 2C19 2D6 3A4 1A2 2C9 2C19 2D6 3A4 胆酸类 黄酮类 氨基酸类氨基酸类 29

痰热清注射液的指纹图谱 30

指纹图谱研究：确认共有峰成分 31

痰热清注射液的药代动力学 鹅去氧胆酸 咖啡酸 黄芩苷 绿原酸 熊去氧胆酸 32

不同剂量的痰热清注射液给药后对西罗莫司 的药代动力学影响 药动学参数 2.5 mL·kg -1 组 5 mL·kg -1 组 10 mL·kg -1 组空白组 Tmax (h)6.50± ± ± ±2.56 Cmax (ng·mL -1 )15.55±4.24 * ±1.15 * ±1.44 ** 9.49±1.48 C 12h (ng·mL -1 )9.03±4.43 * 7.863±0.75 ** 10.78±3.26 ** 5.37±0.90 t 1/2 (h)107.22± ± ± ± AUC 0→t (ng·h·mL -1 )450.64±80.51 ** ±45.73 ** ±53.89 ** ±43.48 AUC 0→∞ (ng·h·mL -1 ) ± ± ± ± AUMC 0→t (ng·h 2 ·mL -1 ) ± ** ± * ± ** ± MRT 0→t (h)28.12± ± ±0.65 * 28.13±

不同时间注射痰热清注射液对西罗莫司的 药代动力学影响 药动学参数 5 min 组 2h 组 4h 组空白组 Tmax (h)5.17± ± ± ±2.56 Cmax (ng·mL -1 )12.20±1.15 * 11.64± ± ±1.48 C 12h (ng·mL -1 )7.86±0.75 ** 7.759±2.546 ** 7.513±1.969 * 5.37±0.90 t 1/2 (h)119.50± ± ± ± AUC 0→t (ng·h·mL -1 ) ±45.73 ** ±94.19 ** ±87.85 * ±43.48 AUC 0→∞ (ng·h·mL -1 ) ± ± ± ± AUMC 0→t (ng·h 2 ·mL -1 ) ± * ± ** ± ± MRT 0→t (h)28.62± ±1.35 ** 28.22± ±

环磷酰胺体内代谢过程环磷酰胺体内代谢过程 神经毒性 出血性膀 胱炎 美司钠注射液 酰胺氮芥丙烯醛 35

酮康唑能有效地阻断环磷酰胺经 CYP3A4 介导的脱氯乙基过程 酮康唑对环磷酰胺的竞争性抑制与非竞争性抑制 36

空白组，联合用药组（酮康唑剂量为 10 ， 20 ， 40 mg/kg ）环 磷酰胺的体内代谢比较 不同给药条件下的环磷酰胺药时曲线 联合用药降低环磷酰胺神经毒性 Yang L….. Chen W*. Biomedical chromatography.2014, 28(10):

空白组，联合用药组（酮康唑剂量为 10 ， 20 ， 40 mg/kg ）脱氯 乙基环磷酰胺的体内代谢比较 不同给药条件下的脱氯乙基环磷酰胺药时曲线 联合用药降低环磷酰胺神经毒性 Unpublished Data 38

Drug interactions of tacrolimus with Wuzhi capsule  Clinically and pre-clinically relevant interactions also have been reported between tacrolimus and herbs such as St. John’s wort, Pomelo, and grapefruit juice. Herbert et al., J. Clin. Pharmacol , 89–94. Egashira, K et al., Drug Metab. Dispos , 828–833. Fukatsu, S. et al., Drug Metab. Pharmacokinet , 721–722. Pawarode, A.et al., Cancer Chemother. Pharmacol , 179–188. H.W. Xin, Br. J. Clin. Pharmacol.64 (2007) 469–475. “ In treating renal and liver transplanted recipients, we have discovered that blood tacrolimus concentrations are occasionally markedly increased in some patients who receive tacrolimus and concomitant Schisandra sphenanthera extract(SchE )” 39

Structures of 8 bioactive components in Nan-Wuweizi 40

Peak 1 = schisandrin, 2 = schisandrol B, 3 = Schisantherin A, 4 = Schisanhenol, 5 = Anwulignan, 6 = deoxyshisandrin,7 = schisandrin B, 8 = schisandrin C, respectively. By optimizing the extraction, separation and analytical conditions, we developed HPLC-DAD method for characteristic fingerprint analysis in combination with simultaneous determination of 8 bioactive components. Quality control --simultaneous determination of HPLC -DAD 41

Compare common compounds exist in both Nan-wuweizi and Bei-wuweizi. 42

Chromatogram of Wuzhi Capsule (13 batchs) Chromatogram of Nan-wuweizi (15 batchs) Quality control --application of fingerprint of HPLC-DAD Nan-wuweizi Wuzhi Capsule stable 43

Inhibition of the components of Wuzhi Capsule on the activities of CYPs (IC50) EnzymesCYP1A2CYP2C9CYP2C19CYP2D6CYP3A4 Wuzhi—— 6.15 μg/ml schisandrin—— 5.08 μM gomisin A——3.44 μM5.91 μM8.58 μM2.40 μM schisantherin A—— 7.10 μM——0.34 μM schisanhenol—— anwulignan—— deoxyschizandrin—— 2.77 μM—— schisandrin B—— schisandrin C—— 4.01 μM—— Strong inhibitor IC50<1 µM likely 1 µM ≤IC50 ≤10 µM not sure IC50>10 µM unlikely “——” 表示 IC 50 值 >10 µ M 44

Induction of WZC on CYP 3A4 Wuzhi Capsule, no induction 45

Chemical structures and full scan product ion of precursor ions of schisandrin (A), schisandrol B (B), schisantherin A (C), schisanhenol (D), deoxyshisandrin (E) and bifendate (F; IS). Assay of five lignan constituents of WZC in rat plasma and application to pharmacokinetic study Animal’s experiment 46

schisandrinschisandrol B schisantherin A schisanhenol deoxyshisandrin Assay of five lignan constituents of WZC in rat plasma and application to pharmacokinetic study 47

Assay of FK506 in rat plasma and application to pharmacokinetic study ParameterValues T max (h)0.38±0.21 C max (ng/mL)18.87±10.29 t 1/2 (h)6.09±1.68 AUC 0→t (ng h/mL)40.98±37.07 AUC 0→∞ (ng h/mL)42.37±36.70 AUMC 0→t (ng h 2 /mL)225.82± MRT (h)5.48±

Short-term and long term co-administration of WZC on the PK of tacrolimus Short-term 49

Wei H….. Chen W.* Anal. Chim. Acta. 2010, 662, 97 Wei H….. Chen W.* J. Pharm. Bio. Anal. 2010, 52, 741 Wei H….. Chen W.* Drug Metab. Disp. 2013, 21, 3290 五酯胶囊可减少他克莫司使用剂量  wzc administered with FK506 exhibited nonlinear pharmacokinetics, with a 9-fold increase in Cmax of FK506 over the dosing interval between a 25- to 450-mg dose range.  Maximum inhibition achieved at 450-mg. The effect on the PK of FK506 in our randomized, controlled, different doses of WZC study in healthy subjects.  It was shown that the main pharmacokinetic parameters of FK506 including Cmax, AUC, Tmax were significantly increased with increasing doses of WZC. Should optimize the dosage of WZC, make WZC can play a protecting liver role and maintain effectively therapeutic window range of TAC 50

51  占地 386 平方米，拥有 UPLC- ESI-MS/MS 、 UPLC-Q-TOF 、 测序仪等完善的检测、分析仪器 设备  分子诊断、靶向代谢组学、治疗 药物检测等功能模块 临床系统生物学研究中心 51

临床药学工作模式 医生 临床药师 护士 治疗团队 全程参与 入院诊治 方案调整 出院教育 回访 52

End and thanks indeed