第二十章 治疗药物浓度监测第二十章 治疗药物浓度监测

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主要内容

一、概述 一、概述

二、药物代谢动力学基础及主要参数 二、药物代谢动力学基础及主要参数

三、治疗药物浓度测定的标本及预处理 三、治疗药物浓度测定的标本及预处理

四、治疗药物浓度测定的常用方法 四、治疗药物浓度测定的常用方法

五、治疗药物浓度监测的临床应用 五、治疗药物浓度监测的临床应用

指在药代动力学理论的指导下，通过测定血液或其它体液中药物浓度，获取有关药动学参数，指导临床合理用药方案的制定和调整，以提高药物的疗效和安全性。

治疗药物监测 治疗药物监测

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第一节 概 述 第一节 概 述

一、血药浓度与药理效应 一、血药浓度与药理效应 一、血药浓度与药理效应 一、血药浓度与药理效应

二、治疗药物监测的临床意义 二、治疗药物监测的临床意义 二、治疗药物监测的临床意义 二、治疗药物监测的临床意义

三、何种情况下需进行血药浓度监测 三、何种情况下需进行血药浓度监测 三、何种情况下需进行血药浓度监测 三、何种情况下需进行血药浓度监测

四、给药方案个体化的实施 四、给药方案个体化的实施 四、给药方案个体化的实施 四、给药方案个体化的实施

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药物剂量到药理效应受多种因素的影响

一、血药浓度与药理效应 一、血药浓度与药理效应

作用部位药物浓度

药理效应

吸收、分布、清除速率

扩散、血浆蛋白结合

药物互相作用、病理干扰

剂量

血药浓度

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血药浓度与药理作用密切相关 不同种属动物，血药浓度相同，药理效应相似 ,

保泰松对兔及人的抗炎作用： 有效剂量 mg /kg 有效浓度 mg /L 兔 300 100 ～ 150 人 5 ～ 10 100 ～ 150 血药浓度与疗效、毒性的关系密切： 水杨酸血药浓度 50 ～ 100 mg /L 镇痛作用 >250 mg /L 　 抗风湿作用 350 ～ 400 mg /kg 抗炎作用 550 ～ 850 mg /kg 轻度中毒 800 ～ 1100 mg /kg 中度中毒

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二、治疗药物监测的临床意义 二、治疗药物监测的临床意义 二、治疗药物监测的临床意义 二、治疗药物监测的临床意义

很多药物仍缺乏衡量药物效应的客观指标，血药浓度测定能向临床提供判断药物效应的客观指标。

药物的疗效和不良反应与血药浓度相关的程度明显地大于与药物剂量相关的程度，可利用血药浓度来调整给药剂量，以达到提高疗效和减少不良反应的目的。

TDM 的开展不仅在提高医疗质量方面发挥了积极的作用，并且带动和促进了一些相关学科的发展和提高。如临床医学、临床药理学、临床药代动力学和药效学等。

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三、何种情况下需进行血药浓度监测 三、何种情况下需进行血药浓度监测 三、何种情况下需进行血药浓度监测 三、何种情况下需进行血药浓度监测

治疗指数低、安全范围窄，毒性反应强的药物。 如地高辛、茶碱 。

药代动力学的个体差异大，如卡马西平、普鲁卡因胺。 非线性动力学特性的药物 ，如苯妥英钠、茶碱等。 长期使用且不容易很快判断疗效的药物，如抗癫痫、

抗心率失常药等 。 其它 。

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强心甙 地高辛、洋地黄毒甙抗癫痫药 苯妥英钠、苯巴比妥、卡马西平、扑米酮、 丙戊酸钠、乙琥胺抗心律失常药 奎尼丁、利多卡因、普鲁卡因胺等β受体阻断剂 普萘洛尔、阿替洛尔、美托洛尔等平喘药 氨茶碱抗抑郁药 丙米嗪、地昔帕明、阿米替林等抗躁狂症药 碳酸锂免疫抑制药 环孢素 A抗生素 氨基甙类、万古霉素、氯霉素等抗恶性肿瘤药 氨甲蝶呤、环磷酰胺等解热镇痛药 阿斯匹林、对乙酰氨基酚利尿药 呋塞米

分 类 药 物

需进行需进行 TDMTDM 的药物 的药物

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四、给药方案个体化的实施 四、给药方案个体化的实施 四、给药方案个体化的实施 四、给药方案个体化的实施

明确诊断

确定给药方案

给 药

测定血药浓度 观察临床的疗效

求算参数、调整用药

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　第二节 药物代谢动力学基础及主要参数　第二节 药物代谢动力学基础及主要参数

一、速率过程 一、速率过程 一、速率过程 一、速率过程

二、房室模型 二、房室模型 二、房室模型 二、房室模型

三、速率常数 三、速率常数 三、速率常数 三、速率常数

四、生物半衰期 四、生物半衰期 四、生物半衰期 四、生物半衰期

五、表观分布容积 五、表观分布容积 五、表观分布容积 五、表观分布容积

六、清除率 六、清除率 六、清除率 六、清除率

七、血药浓度七、血药浓度 -- 时间曲线下的面积 时间曲线下的面积

七、血药浓度七、血药浓度 -- 时间曲线下的面积 时间曲线下的面积

八、稳态血药浓度 八、稳态血药浓度 八、稳态血药浓度 八、稳态血药浓度

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一、速率过程 一、速率过程

一级速率过程在单位时间内药物的吸收或消除是按比例进行的药物运转速率称为一级速率过程

dC

dt= － kCn

k为比例常数 , n代表消除动力学级数

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2.303

C = Coe-kt

两边取对数后得对数方程式：

C 为给药后任何时候的血药浓度， C0为起始血药浓度， k为一级速率常数（单位为 h-1） 。

一级动力学过程药—时曲线t

lgC

dC

dt= － kC

lgC=lgCo － t k

积分得

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零级速率过程 当药物的浓度远大于转运载体或酶浓度时，其转运速率只取决于转运载体或酶的浓度，而与药物浓度无关，称为零级速率过程 。

t

C

零级速率过程药—时曲线

dC

dt= － ko

积分得 C = Co － kot

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Michaelis- Menten 动力学

Vm为最大速度， km是 Michaelis- Menten常数(其值为最大速度一半时的血药浓度 )

（ 1）当药物浓度极大时，即 C>>km时，服从零级动力学。（ 2）当药物浓度极小时，即 C<<km时，服从一级速率过

程

dC VmC

dt Km+C =

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二、房室模型 二、房室模型

一房室模型

将机体视为一个均匀的单位，假设给药后药物立即且均匀分布至全身各体液和组织中，并以一定的速率从该室消除 。

一房室模型药–时曲线（静脉给药）

t

lgC t

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二房室模型二房室模型

将机体视为两部分，并假设药物首先以很快的速度分布到中央室，在该室中瞬间达到动态平衡，然后再以较缓慢的速度分布到周边室。

二房室模型二房室模型

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三、速率常数 三、速率常数

一级消除速率常数（ k） 指单位时间内消除的药量相当于给定时刻体内

药量的一个固定分数，单位为 h-1 。 一级吸收速率常数 (ka)

F 为生物利用度， k为消除速率常数 , X0为用药量， V 为表观分布容积

C= (e-kt － e-kot)F · ka · X0

V(Ka－ K)

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四、生物半衰期 四、生物半衰期

　　 生物半衰期（ t1/2）指血浆中药物浓度下降一半所需要的时间 。

t1/2 = 0.693/ k

单次给药后，经过 5-6个半衰期体内药物基本消除干净（消除 96.9% ）。

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五、表观分布容积 五、表观分布容积

　　 表观分布容积（ Vd）指某时间体内存在的药量与该时间血浓度的比值 。

Vd = X / C Vd ＞＞ 0.6 L/kg 体重，提示药物向组织分布能力很强，消除速率慢，其毒性较大

Vd ＜＜ 0.6 L/kg 体重，则药物主要分布在血浆等细胞外液中，向组织分布能力较小

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六、清除率 六、清除率

清除率 (CL)指单位时间内整个机体或某消除器官能消除相当多少毫升血中所含的药物，即单位时间消除的药物表观分布容积 。

CL = X0/ AUC

X0 静脉注射给药剂量 , AUC 药时曲线下面积，单位是 L/h

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七、血药浓度 - 时间曲线下的面积 七、血药浓度 - 时间曲线下的面积

血药浓度 - 时间曲线下的面积 (AUC)指以血浆药物浓度为纵坐标，时间为横坐标，绘出的曲线所围成的面积，简称曲线下面积 。梯形法

此方法不受房室模型的限制，为计算药物生物利用度最常用的方法

AUC ＝∑ 　　　　（ ti － ti-1 ）＋ n Ci-1 ＋ Ci Cn

i ＝ 1 2 K

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口服给药后的血药浓度–时间曲线 积分法 静脉注射给药，二房室模型可用下式计算：

AUC=∫ Cdt ＝　 +A B

α β

∞0

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八、稳态血药浓度 八、稳态血药浓度

在恒定间隔时间重复给药的过程中，当一个给药间隔内的摄入药量等于排出量时，血药浓度达到稳态，此时的血药浓度即称为稳态血药浓度(CSS)。

多次给药血药浓度达稳态的累积过程示意图

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一般给药后 45个半衰期到达稳态

　第三节 治疗药物浓度测定的标本及预处理

一、标本的采集及储存 一、标本的采集及储存 一、标本的采集及储存 一、标本的采集及储存

二、样品预处理 二、样品预处理 二、样品预处理 二、样品预处理

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一、标本的采集及储存 一、标本的采集及储存

血浆 将采集的血样置含有肝素或枸椽酸盐抗凝剂处理过

的试管中，缓慢转动试管使其充分混合，以 3000 ～ 4000 r/min 离心 10～ 20 分钟，上清液即为血浆 .

样品短期可置 4℃冰箱中保存，长期保存则需置 -20 ℃冰箱冷冻待用。

血清 采集的血样于室温下放置 30 ～ 60 分钟，待血液凝固后，离心 10～ 20 分钟，分离出血清。

保存方法同血浆。

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二、样品预处理 二、样品预处理

去蛋白

沉淀离心法　 主要有机溶剂 : 甲醇、乙腈、丙酮及乙醇等 ,使蛋

白质脱去水化层及减少表面电荷，导致蛋白质分子变性聚集而沉淀。

层析法 超滤法 超速离心法

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提取 液 - 固提取

据选用不同极性的色谱小柱，可提取低极性、高极性的化合物或两性化合物。

其溶剂的选择原则为能从样品中有效提取所需要的化合物。

提取柱经处理后可重复使用 液 -液提取

　　 使被提取的药物以脂溶性高的分子态存在，选用对待测组份分配比高，与样本不混溶且不发生乳化的有机溶剂。

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　第四节 治疗药物浓度测定的常用方法

一、紫外分光光度法 一、紫外分光光度法 一、紫外分光光度法 一、紫外分光光度法

二、高效液相色谱法 二、高效液相色谱法 二、高效液相色谱法 二、高效液相色谱法

三、均相酶免疫分析法 三、均相酶免疫分析法 三、均相酶免疫分析法 三、均相酶免疫分析法

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一、紫外分光光度法 一、紫外分光光度法

原理　　 据药物对某一波长的吸光特性 ,测定其溶液的吸光强度与它的浓度关系，进行定量的方法。

方法评价 优点 : 方法简单、快速，易普及，应用范围广等 缺点：专属性较差，受内、外源性物质的干扰

样品经萃取、纯化等措施的处理 ,可得到较好的分析结果。

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应用实例（苯妥英钠的测定）　　 先用二氯甲烷提取苯妥英钠，挥去溶剂 , 加入饱

和的 KMnO4溶液，置 80℃水浴中加热 20 分钟，使苯妥英钠氧化成二苯酮，用环己烷提取后测定。

标准曲线 Y = 0.02061 X + 0.003163, r =0.999

样品在 247nm 测定

本方法特异性高，同用药物苯巴比妥、扑痫酮、安定等无干扰。

　平均回收率 98.3%， RSD为 0.59%。其灵敏度达 1μg /ml。

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改善方法专一性的措施有机溶媒的提取

用有机溶剂把药物从血样中提取出来再测定，可减少血样中部分组分的干扰 。

调节 pH 使药物以分子形式存在，提高其萃取率。引起光谱的转移，改变波长的位置，增加有意义吸光度值及降低干扰物质吸光度值。

　　 如巴比妥类药物在 pH 10.5时 λmax = 240nm ， pH > 12时 λmax = 255nm ，测定两种溶液在 260 nm波长处的∆ A 值，可提高其测定方法的专一性。

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二、高效液相色谱法 二、高效液相色谱法

原理 样品随流动相经色谱柱，组分在色谱柱中依柱的填料种类的不同，按不同的色谱原理产生差速迁移，在色谱柱中得到分离，经检测器测定并转变成色谱峰。

方法评价 HPLC 法具有灵敏度高、选择性好及应用范围广等特点 , 可同时测定多种组分，色谱分离后排除了干扰，大大提高了分析的选择性及准确性在治疗药物浓度监测中广泛应用，是一种较理想的方法。

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应用实例（血浆中阿霉素浓度的测定）

色谱条件： 色谱柱 Spherisorb苯基柱 (250×4.6 mm,.5 μm) 流动相 乙腈– 0.03 mol /L柠檬酸缓冲液

　　　　　　　　　　（ 30 ： 70 ， pH 4.0） 　流速 1.5 ml /min；柱温 50℃ 荧光检测 激发波长 480 nm ，发射波长 590 nm 样品测定： 柔红霉素为内标物，乙腈萃取液 　　 60℃氮气流下吹干，流动相溶解残留物 ,取样测定。 出峰时间：阿霉素 6.5min，柔红霉素 8.5min

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方法的准确度及线性范围： 回收率， 102%～ 105%； 日内 RSD ， 3.4%～ 4.6%， 日间 RSD ， 6.9%～ 8.9%； 线性范围， 10 ～ 200 ng /ml。

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原理 将酶标记在药物分子上，加入一定量抗体形成酶

标药物与抗体的结合物，加入试样产生竞争反应，使一部分酶标药物从原先的结合物中游离出来，与底物进行反应，产生的吸光度变化与酶标药物的量成正比。

方法学评价 灵敏度高，标记抗原或抗体较稳定、标记物多样

性等特点，且酶免疫试剂盒已商品化，使用专用仪器可进行自动化或半自动化测定，使其操作更简便、迅速。

三、均相酶免疫分析法 三、均相酶免疫分析法

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第五节 治疗药物浓度监测的临床应用

一、苯妥英钠 一、苯妥英钠 一、苯妥英钠 一、苯妥英钠 二、地高辛 二、地高辛 二、地高辛 二、地高辛

三、茶碱 三、茶碱 三、茶碱 三、茶碱

四、奎尼丁 四、奎尼丁 四、奎尼丁 四、奎尼丁 五、环孢素五、环孢素 A A 五、环孢素五、环孢素 A A

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一、苯妥英钠 一、苯妥英钠

抗癫痫的首选药物抗癫痫的首选药物 作用机制 : 通过阻滞神经细胞膜上的 Na+通道和 Ca2+通道，稳

定大脑神经元细胞膜及增强中枢抑制性递质 - 氨基丁酸作用，阻止大脑异常放电的扩散而发挥作用。

临床应用： 抗癫痫治疗外周神经痛抗心律失常

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药动学 苯妥英钠属非线性动力学药物，剂量与稳态 血药浓度只在一定的范围内呈线性关系。

有效血药浓度范围 10～ 20mg/L ，＞ 30mg/L时，常出现毒副反应。

血浆蛋白结合率高，约为 88 ～ 92% 。 平均分布容积 Vd 为 0.7L/kg 。 动力学参数个体差异大。

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主要检测方法：

（ 1） HPLC 法 　特点：可同时测定多种组分，精密度、准确度高 （ 2）紫外分光光度法 （ 3）均相酶免疫分析法及荧光偏振免疫分析法

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临床监测中注意事项 ：

药物的互相作用 同服药物苯巴比妥、卡马西平等可致肝药酶活性增强，苯妥英代谢加快，血药浓度降低 。

血浆蛋白结合率的改变 同时服用保泰松等药物，可使其蛋白结合率下降，游离药物浓度升高 。

肝功能影响苯妥英的最大代谢速率 Vm

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二、地高辛 二、地高辛

药理作用：增加心肌收缩力和速度增加心脏电生理作用

临床应用： 要用于治疗各种伴有心衰的心脏病，对有水肿

的充血性心衰、室上性心动过速、早搏及心房纤维性颤动等更为有效。

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药动学 地高辛安全范围窄 ,治疗浓度参考值为 0.8 ～ 2.

0 µg/L(1.0 ～ 2.6 nmol/L)。当血清浓度超过 2.0 µg/L ，会出现毒性反应。

地高辛表观分布容积为 6～ 10 L/ kg ，消除半衰期成人为 36h，血浆蛋白结合率低，为 20%～ 25%。

主要检测方法 主要为放射免疫法、荧光偏振免疫法 地高辛血药浓度水平低，常规的光谱法及色谱法

的灵敏度不能满足其要求。

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临床监测中注意事项药物的相互作用 同时使用奎尼丁、胺碘酮等

药物，可致地高辛血药浓度升高。肾功能受损的患者，地高辛清除率下降，血药

浓度升高。片剂的生物利用度差异大 。

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三、茶碱 三、茶碱

药理作用： 直接兴奋中枢神经系统。增加肾小球滤过率和肾血流，降低钠、氯离子的再吸

收而利尿 。松弛支气管、胃肠道、胆管及血管的平滑肌 。抑制磷酸二脂酶，升高 cAMP而扩张支气管 。

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临床应用： 治疗支气管哮喘治疗早产儿阵发性呼吸暂停，疗效显著 治疗心力衰竭导致的急性肺水肿

药动学 茶碱的水溶性差，不稳定；氨茶碱系茶碱与乙烯

二胺的结合物，其水溶性好，口服后迅速经胃肠道吸收。 表观分布容积 Vd 为 0.45L/kg ，血浆蛋白结合率为 37%～ 79%。

治疗指数窄，血清参考有效浓度范围为 20 ～ 30 mg/L ，血药浓度与其疗效、毒性反应密切相关。

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检测技术 茶碱检测方法很多，可用 HPLC、 CE及紫外分光法、荧光光度法、免疫法等。在 TDM 中采用最多的是 HPLC、EMIT 、 FPIA及紫外分光光度法 .

临床监测中注意事项 吸烟、低碳水化合物、高蛋白饮食可增加茶碱的清

除率，而肝硬化、高碳水化合物、低蛋白饮食等会降低其清除率，导致血药浓度升高。

同时服用肝药酶诱导剂可增加茶碱的清除，如苯巴比妥可使茶碱的清除率增加 34%。

在治疗浓度范围内，出现毒性反应的概率小于 5%，当血药浓度高于 35 mg/L时，极可能出现中毒反应。

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四、奎尼丁 四、奎尼丁

药理作用： 可抑制心肌兴奋性、自律性及传导性，直接稳定膜

的作用。临床应用：

用于长期预防室性和房性期前收缩。治疗房性早搏、阵发性室上性心动过速和室性心动过

速。房颤转为正常窦性节律后的维持治疗。

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药动学 生物利用度有明显的个体差异，范围在 45% 98%, 蛋白结合率为 70%80%，表观分布容积为 0.47L/kg 。

三种代谢产物仍具有较强的药理活性。　有效血浓度为 3 ～ 6mg/L ，治疗指数低 , 大于 8 mg/

L时会出现中毒。

检测技术 主要为 HPLC 法及荧光分光光度法，奎尼丁为自然发荧光物质，荧光检测奎尼丁简便、干扰少 , 灵敏度较高。

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临床监测中注意事项消化道不良反应 　包括恶心、呕吐、痛性痉挛及腹泻，可能为直接刺激作用所致

金鸡钠中毒综合症 　产生耳鸣、心悸、惊厥、头疼及面红；视力障碍，

如畏光、复视等心血管不良反应 　可使血管扩张产生低血压，个别可发生脉管炎过敏反应 　各种皮疹，尤以荨麻疹、瘙痒等多见

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五、环孢素 A 五、环孢素 A

药理作用：　　 通过下调 IL2 及其受体的表达，选择性抑制 TH细胞的增殖、活化，以及减少干扰素产生等机制，产生免疫调节作用

临床应用：　　 广泛用于器官移植后的抗排斥，也用于多种自身免疫性疾病的治疗

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药动学　　　　 口服及肌肉注射均吸收慢、不完全且不规则，约 4小时达峰浓度，剂量与血药浓度间无可靠相关性 。

　　 95%以上和红细胞及血浆蛋白结合，与红细胞结合部分为血浆蛋白结合的 2倍。

　　 其消除呈双相，首先是半寿期约 5h的快消除相，继之因细胞中药物转运出，出现半寿期约 16 小时的慢消除相。　　

　　 长期预防性用药，疗效极难判定，而肾、肝毒性在肾、肝移植时难以和排斥反应相区别，是一种非常需要进行监测的药物。

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检测技术

　 与红细胞的结合受多种因素的影响，测定全血环孢霉素的浓度比测定血浆或血清的浓度容易得到稳定的结果。

　 测定的方法主要有 HPLC及免疫法， HPLC 法选择性好，结果可靠，但样品需经较复杂的预处理，耗时较长。

免疫法简便，但免疫法受多种无活性的环孢素代谢物干扰，可产生 30%以上的交叉免疫反应，在解释结果时必须使用同方法的参考值。

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临床监测中注意事项 药物相互作用 同时使用大环内酯类、氨基糖甙类、磺胺等化疗药，

可干扰环孢素 A 消除，升高血药浓度。而苯妥英、利福平等肝药酶诱导剂则加速其消除，降低环孢素 A的血药浓度。

肝功能障碍可使环孢素 A的清除率下降，半衰期延长，腹泻和慢性肠炎减少药物的口服吸收。

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