江 麗,歐思琳,吳 云,趙 月,陳灶妹,陳柯君,吳慶榮,朱晉輝,李茹冰*
(1.南方醫(yī)科大學(xué),廣東廣州 510515;2.廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院,廣東廣州 510010)
藥物可導(dǎo)致心臟復(fù)極化的延長,即心電圖上QT間期延長,盡管其發(fā)生率不高,但因其潛在的危險性大,可導(dǎo)致嚴重惡性心律失常甚至猝死,如尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動過速(TdP),因而受到越來越廣泛的關(guān)注[1]。1990年至2012年由于致QT間期延長誘發(fā)尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動過速而從美國市場撤除的處方藥占全部處方藥的21.4%[2]。這些本是用來治療非致死性疾病的藥物卻有可能導(dǎo)致致死性心律失常,美國FDA要求對所有人用藥物均進行QT間期延長的監(jiān)測,綜合評價其致心律失常的風(fēng)險,根據(jù)風(fēng)險利益評估,決定其應(yīng)用前景[3]。
鹽酸椒苯酮胺(piperphentonamine hydrochloride,PPTA)是我國自主創(chuàng)新研發(fā)的鈣增敏劑類強心藥及心肌保護劑,具有良好的保護受損心肌、增強心功能并降低心肌耗氧量的雙重作用,在臨床前研究中機制明確,療效顯著,有較好的開發(fā)前景及應(yīng)用價值。現(xiàn)已完成126例Ⅰ期臨床試驗,目前正處于Ⅱ期臨床研究階段[4]。左西孟旦(levosimendan)為國內(nèi)外第一個上市的鈣增敏劑,上市17年來在國內(nèi)外臨床應(yīng)用中受到廣泛的應(yīng)用與認可[5]。但有研究表明,應(yīng)用左西孟旦可能會增加室性心律失常的發(fā)生風(fēng)險[6]。PPTA與左西孟旦結(jié)構(gòu)完全不同而作用機制類似,鑒于是否引發(fā)QT間期延長已成為新藥早期臨床研究心臟安全性評價的重要內(nèi)容[7],且國內(nèi)未見對于鈣增敏劑類化合物進行心臟安全性評價的報道,本文通過在體心電圖試驗了解國內(nèi)首創(chuàng)的鈣增敏劑PPTA 3種劑量對新西蘭兔心電圖QT間期的具體影響,探討PPTA是否有引發(fā)QT間期延長風(fēng)險,對其臨床使用安全性進行評價,指導(dǎo)其臨床合理用藥。
1.1.1 實驗動物 新西蘭兔,40只,普通級(2.0±0.3)kg,雄性,購自于南方醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心(質(zhì)量合格證號44002100011021),飼養(yǎng)于廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院動物實驗中心。
1.1.2 試劑 注射用鹽酸椒苯酮胺PPTA凍干粉針劑,廣州市眾為生物技術(shù)有限公司生產(chǎn),規(guī)格:10 mg/瓶,批號:20160202,用50 g/L葡萄糖注射液配制成低(2.5 mg/kg)、中(10 mg/kg)、高(25 mg/kg)劑量,均臨用現(xiàn)配;索他洛爾(Sotalol),Selleckchem公司生產(chǎn),批號:50529,用9 g/L生理鹽水注射液配制成9 mg/kg劑量;烏拉坦(氨基甲酸乙酯),國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn),批號:20170301,用9 g/L生理鹽水注射液配制成200 g/L烏拉坦溶液;50 g/L葡萄糖注射液,9 g/L生理鹽水注射液,廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院生產(chǎn)。
1.1.3 儀器設(shè)備 Pclab-530C 生物醫(yī)學(xué)信號采集處理系統(tǒng),北京微信斯達公司。
新西蘭兔耳緣靜脈注射PPTA的劑量分別為2.5、10、25 mg/kg,25 mg/kg PPTA給藥5 min后T波的形狀拉長,QT間期稍有延長(圖1)。
A.正常心電圖;B:靜脈注射25 mg/kg PPTA 5 min后QT間期變化A.Normal ECG;B.ECG 5 min after 25 mg/kg PPTA administrated by intravenous injection
兔耳緣靜脈注射各組相應(yīng)藥物后0~180 min測得的QTc值見表1。兔正常QTc值范圍為270 ms~320 ms,各組給藥0 min時QTc值均在正常范圍內(nèi)且差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),表明所用動物給藥前QT間期較為正常。溶劑對照組各時間點QTc值與給藥前相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),表明溶劑對兔心電圖QT間期無影響。
各時間點數(shù)據(jù)先與給藥前0 min相比,若差異有統(tǒng)計學(xué)意義則該點數(shù)據(jù)再與溶劑對照組同時間點對比。2.5 mg/kg、10 mg/kg PPTA在給藥后各時間點QTc值與給藥前相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義;25 mg/kg PPTA在給藥5 min、15 min、30 min時QTc值與給藥前0 min相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),給藥5 min時與同時間點溶劑對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),表明5 min時25 mg/kg PPTA引發(fā)QT間期延長.。0~15 min內(nèi)PPTA高劑量組QTc值高于給藥前0 min(P<0.05)及同時間點溶劑對照組(P<0.05),引發(fā)QT間期延長,而低、中劑量組在給藥各時間點均不引發(fā)QT間期延長,證明PPTA引發(fā)QT間期延長的時間長短及延長幅度可能與劑量有關(guān)。陽性藥物組在0~60 min監(jiān)測時間內(nèi)所有時間點QTc值與給藥前0 min及同時間點溶劑對照組相比差異均有統(tǒng)計學(xué)意義,QT間期延長顯著(表1)。
表1 PPTA對新西蘭兔QT間期的影響(以QTc表示)
注:試驗組各時間點與給藥前0 min相比,P△<0.05,P△△<0.01;與同時間點溶劑對照組相比,P▲<0.05,P▲▲<0.01。
Note:Time points of experimental groups vs 0 min before injection,P△<0.05,P△△<0.01; vs same time points of solvent control group,P▲<0.05,P▲▲<0.01.
給藥5 min之后,2.5 mg/kg PPTA使兔心電圖QT間期從正常值(300.17±13.93)ms延長至(307.15±21.16)ms,引起QT間期延長的百分比為(2.06±3.20)%,無統(tǒng)計學(xué)差異;10 mg/kg PPTA使QT間期從正常值(291.57±15.01)ms延長至(311.03±18.15)ms,引起QT間期延長的百分比為(6.67±2.87)%,無統(tǒng)計學(xué)差異;25 mg/kg PPTA使QT間期從正常值(296.7±9.5)ms延長至(320.43±6.38)ms,延長百分比為(8.09±3.95)%,差異顯著(P<0.05);9 mg/kg Sotalol 使QT間期從正常值(297.64±9.38)ms延長至(366.02±24.98)ms,延長百分比為(22.97±7.42)%,差異極顯著(P<0.01)。3種濃度PPTA在給藥5 min時隨著給藥劑量的增加,QT間期延長百分比也相應(yīng)升高,高劑量組與低、中劑量組相比延長較明顯。
給藥15 min之后,2.5 mg/kg PPTA使兔心電圖QT間期從正常值(300.17±13.93)ms延長至(304.42±9.97)ms,引起QT間期延長的百分比為(2.06±1.18)%,無統(tǒng)計學(xué)差異;10 mg/kg PPTA使QT間期從正常值(291.57±15.01)ms延長至(309.57±18.09)ms,引起QT間期延長的百分比為(6.15±1.48)%,無統(tǒng)計學(xué)差異;25 mg/kg PPTA使QT間期從正常值(296.7±9.5)ms延長至(317.72±5.97)ms,延長百分比為(7.14±4.74)%,差異顯著(P<0.05);9 mg/kg Sotalol 使QT間期從正常值(297.64±9.38)ms延長至(378.60±35.41)ms,延長百分比為(27.18±11.16)%,差異極顯著(P<0.01)。隨著藥物作用時間的延長,15 min時PPTA各劑量組相比于5 min時延長百分比有所下降,這可能與藥物半衰期較短有關(guān)。陽性藥Sotalol半衰期較長,15 min相比于5 min時QT間期延長百分比升高。
PPTA對兔的影響始于給藥當(dāng)時,高劑量藥物經(jīng)耳緣靜脈進入體內(nèi)后即可造成QT間期延長,給藥后0~15 min為PPTA對QT間期影響的主要時間段,由于PPTA體內(nèi)代謝血藥濃度降低等原因,15 min之后藥物對QT間期的影響開始逐漸減弱。45 min后QT間期基本恢復(fù)。PPTA劑量越大,QT間期的延長越顯著。陽性藥物Sotalol在180 min時QT間期未能恢復(fù)正常。表明高劑量PPTA雖有引發(fā)QT間期延長趨勢但效果遠弱于陽性藥物Sotalol(圖2)。
QT間期是指心電圖上QRS波群的起點到T波終點的間距,是反映心室肌細胞開始興奮去極化到復(fù)極化結(jié)束恢復(fù)至靜息狀態(tài)的時間。QT間期延長臨床上稱為長QT綜合征(LQTS),表現(xiàn)為心電圖QT間期延長、T波和U波異常,易發(fā)生室性心律失常,尤其是尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動過速TdP,嚴重可致暈厥和猝死[8]。在臨床上,LQTS并非一個常見的疾病,但由于它發(fā)病隱匿突然、猝死率極高、又多以青少年發(fā)病(發(fā)病的平均年齡為12歲),后果極其嚴重[9]。
圖2 新西蘭兔耳緣靜脈注射PPTA后QT間期隨劑量和時間的變化曲線
鹽酸椒苯酮胺(piperphentonamine hydrochloride,PPTA)是由廣州市眾為生物技術(shù)有限公司和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所聯(lián)合自主研發(fā)的心血管化學(xué)創(chuàng)新藥,屬鈣增敏劑類強心藥和心肌保護劑,為化學(xué)1.1類新藥,具有我國自主知識產(chǎn)權(quán),已獲得國內(nèi)外多項發(fā)明專利[10]。鈣增敏劑克服現(xiàn)有強心藥如洋地黃、兒茶酚胺類、磷酸二酯酶抑制劑等易導(dǎo)致心肌細胞內(nèi)[Ca2+]超負荷,治療范圍窄,有惡性不良反應(yīng)、患者耐受性差、存在禁忌癥等諸多缺陷,以其療效確切、毒副作用小,既能保護缺血心肌、又能改善心功能的新型制劑受到廣泛關(guān)注[11]。然而目前上市的鈣增敏劑僅有芬蘭Orion公司的左西孟旦(levosimendan),國內(nèi)亦有少數(shù)自主研發(fā)藥物如MCI-154仍處于臨床前研究[12],國內(nèi)對于鈣增敏劑的相關(guān)報道甚少。
臨床前研究表明,PPTA對于心肌組織、腦組織缺血再灌注損傷亦具有良好的療效[13-14],近期還發(fā)現(xiàn)其可對抗豚鼠耳蝸缺血再灌注損傷[15]并對豚鼠慶大霉素所致聽力損傷起到保護作用[16]。PPTA主要活性代謝產(chǎn)物M1、M6也已進入臨床前藥代動力學(xué)及初步藥效學(xué)研究[12]。因此,PPTA存在較多可待開發(fā)的藥物治療作用,且其活代謝產(chǎn)物M1、M6有望開發(fā)成對缺血再灌注損傷有保護作用的新藥。鑒于PPTA具有良好的開發(fā)前景及廣泛的應(yīng)用價值,對其臨床試驗觀察到的不良事件進行研究,評估其引發(fā)QT間期延長的潛能,為其臨床合理用藥提供依據(jù)具有深遠意義。新西蘭兔具有與人類相似的離子通道,成為在臨床前研究階段觀察藥物對QT間期影響的理想動物模型,故本試驗采用新西蘭兔作為實驗動物。
結(jié)果表明PPTA確有引發(fā)QT間期延長的現(xiàn)象,延長幅度及延長時間可能與劑量相關(guān)。低、中劑量PPTA不太可能引起心室的復(fù)極化延長,但過量的PPTA可能導(dǎo)致QT間期延長,增加發(fā)生心律失常的危險性,需要進一步的臨床研究來闡明PPTA的心血管安全性。提示我們在臨床應(yīng)用PPTA時需要注意用藥劑量,以防QT間期延長和心律失常的發(fā)生。本文首次于在體麻醉動物上對鈣增敏劑類化合物的心臟安全性進行評價,為該類藥物在臨床上的安全使用提供依據(jù),有關(guān)鈣增敏劑PPTA引發(fā)QT間期延長的具體作用機制還有待在細胞和分子生物學(xué)水平進行進一步研究。
參考文獻:
[1] Niemeijer M N,van den B.Pharmacogenetics of drug-induced QT interval prolongation:an update[J].Drug Safety,2015,38(10):855-867.
[2] Beattie,K A,Luscombe C,Williams G ,et al,Evaluation of an in silico cardiac safety assay:Using ion channel screening data to predict QT interval changes in the rabbit ventricular wedge[J].J Pharmacol Toxicol Meth,2013,68(1):88-96.
[3] Lee R A,Guyton A,Kunz D,et al,Evaluation of baseline corrected QT interval and azithromycin prescriptions in an academic medical center[J].J Hosp Med,2016,11(1):15-20.
[4] 吳 劍.豚鼠血迷路屏障對PPTA的通透性以及PPTA對豚鼠突發(fā)感音神經(jīng)性耳聾保護機制研究[D].南方醫(yī)科大學(xué),2015.
[5] Shang G K,Yang X Y,Song D J,et al.Effects of levosimendan on patients with heart failure complicating acute coronary syndrome:a meta-analysis of randomized controlled trials[J].Am J Cardiovasc Drugs,2017,17 (6):453-463.
[6] Packer M,Colucci W,Fisher C,et al,Effect of levosimendan on the short-term clinical course of patients with acutely decompensated heart failure[J].JACC Heart Fail,2013,1(2):103-11.
[7] Nozaki,Y,Honda Y,Watanabe H,et al,CSAHi study:Validation of multi-electrode array systems (MEA60/2100) for prediction of drug-induced proarrhythmia using human iPS cell-derived cardiomyocytes -assessment of inter-facility and cells lot-to-lot-variability[J].Regul Toxicol Pharmacol,2016,77:75-86.
[8] Gomez A T,Prutkin J M,Rao A L.Evaluation and management of athletes with long QT syndrome[J].Sports Health,2016,8(6):527-535.
[9] Kelle A M,Bos J M,Etheridge S P,et al,Cardiac transplantation in children and adolescents with long QT syndrome[J].Heart Rhythm,2017,14(8):1182-1188.
[10] 樊鴻浩.鹽酸椒苯酮胺代謝產(chǎn)物M6的合成及藥代動力學(xué)研究[D].南方醫(yī)科大學(xué),2016.
[11] 薛 薇,史愛欣,李茹冰,等.鹽酸椒苯酮胺在中國健康人體連續(xù)給藥的耐受性研究[J].中國臨床藥理學(xué)雜志,2012,30(6):511-513.
[12] 樊鴻浩,鄧樂君,朱晉輝,等.單劑量靜注新型鈣離子增敏劑M6在大鼠血漿中的藥代動力學(xué)分析[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2015,21(23):83-86.
[13] 賓 娟,王 茜,卓燁燁,等.椒苯酮胺對全腦缺血/再灌注損傷大鼠的保護作用[J].中國新藥雜志,2012(4):366-370.
[14] Zhu H Y,Bin J,Wang C,et al,Effects of piperphentonamine hydrochloride on cognitive deficits in rats induced by cerebral ischemia-reperfusion[J].Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao,2011,31(11):1858-1862.
[15] 汪志偉.鹽酸椒苯酮胺對豚鼠耳蝸缺血再灌注損傷后細胞凋亡的影響[D].廣東廣州:南方醫(yī)科大學(xué),2015.
[16] 李波波.鹽酸椒苯酮胺對慶大霉素致豚鼠耳蝸細胞自噬、NKCC1mRNA及ET-1表達的影響[D].廣東廣州:南方醫(yī)科大學(xué),2016.