下载:
-
抗菌肽是一种存在于各种生物体内的防御性多肽，是生物进化过程中留存的重要先天免疫组成部分[1]。鱼类是抗菌肽的重要来源之一，已被发现的鱼类抗菌肽已达上百种。Epinecidin-1抗菌肽于2006年首次从石斑鱼白细胞的cDNA文库被鉴定发现，其基因由3个内含子和4个外显子组成，编码一种由25个氨基酸（序列为FIFHIIKGLFHAGKMIHGLVTRRRH）组成的成熟抗菌肽。这种抗菌肽的分子量为2985.63，等电点为 12.31。Epinecidin-1抗菌肽属于piscidins 家族，具有两亲性的α-螺旋结构，两侧含有疏水和亲水残基，能破坏病原体细胞膜的完整性从而达到杀伤作用[2]。通常，Epinecidin-1抗菌肽mRNA在石斑鱼的各种器官组织中均能表达，尤其是在头肾、腮、皮肤等部位。在细菌脂多糖的刺激下，石斑鱼头肾内Epinecidin-1抗菌肽 mRNA的转录表达量显著增加，翻译出更多的Epinecidin-1抗菌肽用来抵御外来病原微生物的侵入[3]。
由于从生物样品中获得研究所需的大量抗菌肽相当困难，因此抗菌肽的化学合成已成为首选方法[4]。Epinecidin-1抗菌肽可以采用Fmoc固相多肽合成法制备获得，并通过反相高效液相色谱法与质谱法分别对其进行纯化与分析。与完整的Epinecidin-1抗菌肽相比，合成的21聚体Epinecidin-1抗菌肽也能保护鱼类免受感染，但总体活性较低。尽管如此，由于合成短肽更具成本效益，大多数研究还是选择21聚体Epinecidin-1抗菌肽，并在C端酰胺化，用以改善其抗菌活性[5]。合成的Epinecidin-1抗菌肽具有多种药理活性，包括抗病原微生物、免疫调节、抗癌、伤口愈合等，已被用于局部伤口的愈合治疗以及提高水产养殖鱼类的免疫力方面[6]。本文旨在介绍Epinecidin-1抗菌肽的作用机制、药理活性、局限性以及应用前景方面的研究进展，为进一步研究与应用提供借鉴。
-
虽然大量研究已经发现Epinecidin-1抗菌肽具有抗微生物、免疫调节、促伤口愈合活性等生物活性，但其作用机制还未完全明确。目前研究认为，Epinecidin-1抗菌肽的作用方式可分为直接杀伤作用与免疫调节作用。
-
抗菌肽的抗菌作用可部分归因于抗菌肽所带的正电荷与细菌表面的负电荷结构成分产生的静电吸引作用，而这种静电作用可以使抗菌肽非特异性吸附到细菌表面进行直接杀伤。根据酰胺化Epinecidin-1抗菌肽的结构，研究者已经提出几种不同的直接杀伤机制模型。一种作用机制是“地毯”模型。在该模型中，Epinecidin-1抗菌肽附着到目标细胞膜的磷脂头部基团而不插入疏水区域，通过中断膜曲率诱导膜崩解。另一种机制是“桶形”模型，即Epinecidin-1抗菌肽的两亲性α-螺旋直接插入细胞膜的亲脂性区域并产生跨膜孔，直接破坏细胞膜的完整性致其死亡[2]。Narayana等[7]通过透射电子显微镜发现Epinecidin-1处理的幽门螺杆菌以“鬼影”细胞（细胞核溶解消失，残留细胞轮廓）的形式出现，并提出Epinecidin-1选择性诱导细菌膜的负高斯曲率，引起膜的破坏以及跨膜孔的形成，进而使细胞的内容物泄漏并致其死亡。此外，研究者还提出了“环形”模型、“聚集”通道模型假说来解释抗菌肽的直接杀伤作用[8]。
-
除直接对膜的破坏杀伤作用外，Epinecidin-1抗菌肽能与宿主免疫细胞上的外膜蛋白或胞内蛋白相互作用，刺激多种信号转导途径，调节免疫相关基因并增加促炎细胞因子的产生与释放，从而增强宿主对细菌、病毒等病原体的免疫反应[9]。Su等[10]研究证明了Epinecidin-1抗菌肽可以通过抑制Toll样受体的内化以及增强下游信号（活性氧、Akt、p38和核因子κB）的传导来减轻G+菌磷壁酸所诱导的宿主炎症。Huang等[11]利用转录组测序技术与实时荧光定量PCR技术研究了Epinecidin-1抗菌肽在石斑鱼脾脏淋巴细胞的免疫调节作用。结果显示，该抗菌肽能显著上调白介素-1β、肿瘤坏死因子α、T细胞抗原受体以及主要组织相容性复合体，并通过上调细胞周期相关基因的表达来促进脾脏淋巴细胞的增殖。此外， Epinecidin-1还能通过上调斑马鱼中细胞骨架角蛋白和原肌球蛋白等基因的表达来稳定宿主细胞骨架，从而增强宿主对病原体的抗性[12]。
-
在体内外研究中，Epinecidin-1抗菌肽表现出对多种海洋G−菌、G+菌以及真菌的广谱抗菌活性，包括多种弧菌属、气单胞菌属、肠杆菌科、脑膜炎黄杆菌等 [2]。Epinecidin-1抗菌肽对部分耐药菌也具有很强的抗菌活性。Huang等[13]研究发现，2.5 mg/kg静脉给药Epinecidin-1抗菌肽可使耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）感染的猪完全存活，而万古霉素治疗组存活率仅为80％。该抗菌肽可显著减少感染MRSA猪体内的细菌数，并有效控制MRSA诱导的炎症。Pan等[14]研究发现，Epinecidin-1抗菌肽对抗生素耐药的铜绿假单胞菌具有良好的抗菌活性，其对耐药铜绿假单胞菌的最小抑菌浓度（3.12 µg/ml）比亚胺培南（200 µg/ml）更低。Narayana等[7]研究了Epinecidin-1抗菌肽对不同幽门螺杆菌的作用。该抗菌肽的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度分别为8～12 µg/ml与12.5～25 µg/ml，其对幽门螺杆菌的杀菌作用呈现剂量与时间依赖性。幽门螺杆菌在含2倍或1倍最小抑菌浓度的抗菌肽培养基内分别培养1 h与12 h后，细菌计数均能降低99％。Chen等[15]通过电子显微镜观察到Epinecidin-1抗菌肽能使白色念珠菌的细胞膜破裂、收缩，其最小抑菌浓度为25 µg/ml。
此外，Epinecidin-1抗菌肽可抑制多种类型的病毒，包括口蹄疫病毒，神经坏死病毒和日本脑炎病毒等。低浓度Epinecidin-1抗菌肽(6.2 µg/ml)可阻断口蹄疫病毒进入仓鼠肾细胞，而高浓度Epinecidin-1抗菌肽（125 µg/ml）对口蹄疫病毒有较强的杀伤作用[16]。Epinecidin-1抗菌肽与日本脑炎病毒共注射可以显著激活辅助型T细胞2来诱导脑炎病毒抗体的产生，调节免疫应答基因的表达，最终增强宿主对病毒的抗性[17]。
除广谱抗菌与抗病毒外，还有研究发现Epinecidin-1抗菌肽能杀伤多种寄生虫，抑制肿瘤细胞增殖，促进皮肤和神经损伤的修复。Epinecidin-1抗菌肽能显著抑制阴道毛滴虫的生长，其最小抑菌浓度为62.5 µg/ml[18]。Epinecidin-1抗菌肽也能通过增加细胞内钙水平，从而诱导活性氧的产生并激活钙蛋白酶，继而引起线粒体的损伤和肿瘤细胞的死亡[19]。Lumpkins等[20]研究发现Epinecidin-1抗菌肽能诱导神经胶质纤维酸性蛋白的产生，而该蛋白与星形胶质细胞活化修复神经损伤相关。
-
尽管Epinecidin-1抗菌肽已经在诸多研究中表现出多样的药理活性，但其潜在局限性也不容忽视。这些局限性包括生物利用度低下、潜在毒性、特定生理环境下不稳定以及潜在的耐药性等。
静脉给药是Epinecidin-1抗菌肽理想的给药途径，但由于肽链结构存在稳定的两亲性α-螺旋结构，其剂量依赖性溶血效应在静脉使用期间应特别关注。肌内注射75 mg/kg和100 mg/kg Epinecidin-1抗菌肽会使1/3的实验小鼠出现瞳孔缩小但没有全身中毒症状，且5 h后基本恢复正常，但这种潜在毒性也可能限制其在临床的应用[14]。Epinecidin-1抗菌肽虽然在实验动物模型上的应用被证明是相对安全的，但仍需要进一步研究以确定其在人体应用的最佳用药方式和剂量。
此外，Epinecidin-1抗菌肽作为一种多肽，口服给药容易被胃肠道酶快速降解且很难穿透肠黏膜，因此口服给药方式受到限制。进入血液的抗菌肽也会被血浆中蛋白水解酶失活，并通过肝脏和肾脏快速清除，导致其短暂的作用时间；到达靶器官的Epinecidin-1抗菌肽活性会因体内pH值、温度、离子等因素而受到影响，从而导致其作用效果不稳定[21]。当然，Epinecidin-1抗菌肽在杀伤病原微生物的过程中必然会出现耐药菌，因此，如何保持该抗菌肽的杀伤作用还有待进一步研究。
-
虽然Epinecidin-1抗菌肽存在一些局限性，但是研究人员可以通过多肽定向修饰改造、纳米载体递送等方法克服其使用限制，从而提高抗菌肽的稳定性、安全性以及生物利用度。鉴于Epinecidin-1抗菌肽的多种药理活性，其在抗感染、局部伤口愈合、水产养殖等方面存在巨大的潜在应用价值。如前文所述，Epinecidin-1抗菌肽能广谱杀伤抑制多种细菌（包括多重耐药菌MRSA、创伤弧菌、幽门螺旋杆菌等），真菌（白念珠菌），病毒（日本脑炎病毒、神经坏死病毒、口蹄疫病毒等），寄生虫（阴道毛滴虫）等病原体，这就意味着Epinecidin-1抗菌肽在抗病原微生物方面存在应用潜力，尤其适用于海洋病原微生物（包括创伤弧菌、副溶血性弧菌等）感染的治疗[22]。由于Epinecidin-1抗菌肽能抑制杀伤痤疮丙酸杆菌并诱导皮肤角质形成细胞增殖来促进伤口的愈合过程，故其与胶原蛋白联合使用策略可能对化妆品行业有潜在的商业价值[23]。Epinecidin-1抗菌肽能显著增强宿主对日本脑炎病毒灭活疫苗的免疫应答，因此具有成为新型蛋白类免疫佐剂的开发价值[17]。鉴于Epinecidin-1抗菌肽能通过线粒体超极化并产生活性氧诱导肿瘤细胞DNA损伤和坏死，因此，将其与靶向递送载体相结合有可能成为潜在的新型抗肿瘤药物[24]。此外，将Epinecidin-1抗菌肽基因转导至鱼类或者将其掺入鱼饲料中，在一定程度上能改善鱼类的免疫力，这在水产养殖领域存在相当大的应用价值[25]。
-
Epinecidin-1抗菌肽作为石斑鱼抵抗海洋病原体的第一道天然防御屏障，具有抗病原微生物、免疫调节、伤口愈合等多种药理活性。本文综述了该抗菌肽的作用机制与药理活性，并探讨了该抗菌肽的潜在局限性与应用前景。由于Epinecidin-1抗菌肽来源于海洋鱼类，且对多种海洋病原微生物具有显著的杀伤抑制作用，故在治疗海水浸泡伤感染方面具有潜在的转化应用潜力。未来，针对Epinecidin-1抗菌肽还需在药动学、药效学、潜在毒性、最佳治疗剂量等各方面开展更充分的研究。
Research progress on antibacterial peptides Epinecidin-1
-
摘要: Epinecidin-1抗菌肽是从石斑鱼中提取的一种小分子活性多肽，是其先天免疫防御系统抵抗各种病原体的第一道防线。体内外研究证实，Epinecidin-1抗菌肽不仅表现出广谱的抗病原体活性（包括细菌、真菌、病毒和寄生虫等），还具有免疫调节、抗癌以及伤口愈合等药理活性。归纳近年Epinecidin-1抗菌肽的有关研究，对该抗菌肽的作用机制、药理活性、潜在局限性及应用前景进行综述，为下一步研究提供依据。
-
关键词:
- 抗菌肽 /
- Epinecidin-1 /
- 作用机制
Abstract: The antimicrobial peptide Epinecidin-1 is a kind of small molecule active peptides extracted from Epinephelus coioides, which serves as the first line of defense for innate immune defense system of Epinephelus coioides against various pathogens. In vitro and in vivo studies have confirmed that the antimicrobial peptide Epinecidin-1 not only exhibits broad-spectrum anti-pathogen activities (including bacteria, fungi, viruses, and parasites, etc.), but also has pharmacological activities such as immune regulation, anti-cancer and wound healing. In this paper, the relevant research on the antimicrobial peptide Epinecidin-1 in recent years were summarized, including its mechanism of action, pharmacological activities, potential limitations and application prospects , so as to provide information for further research.-
Key words:
- antimicrobial peptides /
- Epinecidin-1 /
- mechanism
-
近年来随着医药行业的快速发展，治疗药物监测愈益成为临床药物治疗工作的一项重要内容，也是个体化用药指导的重要手段之一。治疗药物监测[1]（therapeutic drug monitoring，TDM），其目的是通过测定血液中或其他体液中药物的浓度并利用药动学的原理相应调整药物剂量，使给药方案个体化，以提高药物的疗效，避免或减少毒副反应；同时也为药物过量中毒的诊断和处理提供实验室依据，简而言之就是对药物浓度的评估[2]。药物治疗窗(therapeutic drug window)指药物产生最小治疗效应与机体能耐受的最小中毒反应间的血药浓度范围，是TDM的临床用药依据。目前临床上开展TDM的药物涉及多种类、多监测方法，但TDM的治疗窗和血样却没有很好的分析、归纳及总结。前期课题组研究表明[3-4]，高原环境对药物代谢酶、转运体的活性及蛋白表达均有一定的影响，导致高原环境下药动学参数发生变化，而药动学参数是指导临床合理用药的重要理论依据，直接关系到给药的剂量及给药时间，那么高原低氧环境对临床常用监测药物的代谢是否会产生影响?本文将对临床上常用的治疗监测药物种类、治疗窗、以及检测血样进行归纳和总结，分析高原环境下对临床常用监测药物代谢的影响，一方面有利于指导临床合理用药、毒性反应评估、引导个体化用药；另一方面，为本课题组进一步研究高原环境下开展TDM提供理论指导。
1. TDM药物种类及治疗窗
随着TDM研究的不断深入，王菁等人[5]归纳了临床上遴选TDM遵循的八条原则。即行TDM的药物具有自身治疗指数低、治疗窗窄、毒性较大、非线性药动学特征和个体差异较大，以及联合用药时会发生相互作用，导致血药浓度变化等特点。目前，需TDM的药物种类主要包括免疫抑制剂，如他克莫司(FK506)、环孢霉素(CsA)；抗菌药，如万古霉素、替考拉宁；平喘药，如氨茶碱；抗癫痫药，如丙戊酸(VPA)、卡马西平(CBZ)、苯巴比妥；心血管系统药物，如地高辛；抗心律失常药物，如普鲁卡因胺、利多卡因、奎尼丁；抗肿瘤药，如甲氨蝶呤(MTX)；抗抑郁药，如丙咪嗪、阿米替林、碳酸锂，等等。由于这些药物个体差异大，容易在同等剂量出现毒副反应或达不到相应的疗效，因此，临床上需要做TDM。使监测药物的血药浓度控制在治疗窗内，是保证患者安全、有效的用药关键。以下将临床上常用TDM药物的治疗窗及血样进行分类(表1)。
表 1 临床常用治疗监测药物的治疗窗类别 代表药物 血样 治疗窗 免疫抑制剂 他克莫司 全血 5−10 ng/ml 环孢霉素 全血 150−400 ng/ml 抗菌药 万古霉素 血清 10−15 μg/ml 替考拉宁 血浆 ρmin≥10 μg/ml(非复杂感染) 20−60 μg/ml(深部复杂感染) 平喘药 氨茶碱 血清 10−20 mg/ml 血浆 55−110 μmol/L 抗癫痫药 丙戊酸 血清 50−100 μg/ml 苯巴比妥 血清 10−40 μg/ml 卡马西平 血清 4−12 μg/ml 心血管系统药物 地高辛 血清 0.8−2.0 ng/ml 并非所有的药物都需要做血药浓度监测，一些有显著效果指标的药物，如降压药(如硝苯地平、厄贝沙坦、卡托普利等)，其临床的治疗效果可以直接通过测定患者血压数值来反映降压的程度，进而根据血压数值调整用药的剂量；新型广谱唑类药物艾沙康唑(isavuconazole)目前也不需要TDM[6]。对于上述治疗窗宽、安全范围广的药物进行血药浓度监测和药代动力学参数的研究并没有多少实际意义。
进行监测的药物血样[7]主要有全血、血浆及血清等，监测血样的确定主要根据药物与血浆蛋白、红细胞结合率，以及游离状态来决定，以便更好的评价血药浓度，指导临床个体用药剂量。当药物主要与血液中红细胞结合时，监测的血样一般选择全血；药物与血浆蛋白结合率高时，主要以游离态来发挥作用时，选择血清为监测的血样结果会更加准确。例如，免疫抑制剂他克莫司、环孢霉素，监测的血样为全血，因为多数他克莫司与血液中红细胞结合，少数与血浆中的脂蛋白结合[8-9]；环孢霉素也在血浆中与血浆蛋白和红细胞的结合率高[10]。由于他克莫司、环孢霉素与红细胞有较高的结合率，因此，必须以全血为血样，以保证监测的浓度结果更加可靠、准确、稳定，但在测定全血时干扰物质较多，全血处理也要有严格的要求[雅培公司所产的全自动免疫分析仪(型号：AR i1000SR)在测定血样前需加入全血沉淀试剂]；而抗癫痫药丙戊酸的监测血样为血清，因为丙戊酸80%～90%处于与血浆蛋白结合状态，主要以游离态发挥作用[11]，因此，丙戊酸以血清来评价血药浓度。研究表明[12]，在血清中加入适量的高丰度蛋白质去除试剂乙腈，不仅能够有效沉淀蛋白，减少对血药浓度的影响，还能减弱加入内标提取液引起的乳化现象，使临床监测更加简便、经济。
2. 高原环境对TDM药物代谢的影响
高原环境具有低氧、低温、低气压、高辐射等基本特点，其中低氧是影响药物代谢的主要因素，低氧环境中药物蛋白结合率、器官血流量、代谢酶及转运体的表达及功能均会发生变化[13-14]。而这些变化会导致高原环境下药动学参数的改变，而药动学参数是指导临床合理用药的重要理论依据，直接关系到给药的剂量及间隔。TDM药物的代谢与血浆蛋白结合率、局部器官的血流量、代谢酶及转运体有直接的关系，也就是说高原环境的特殊性对TDM代谢也会有很大的影响，这些因素影响会使TDM药物的血药浓度发生改变，进而导致药动学参数发生变化，使高原人群的用药剂量存在风险。因此探究高原环境下TDM代谢发生的变化，对保证高原人群安全、合理、有效的用药具有重大意义。
2.1 高原环境对TDM血浆蛋白结合率的影响
药物与血浆蛋白结合率是影响药物在体内分布的重要因素，蛋白结合率高的药物在体内消除慢，作用维持时间长。药物进入循环后首先与血浆蛋白成为结合型药物，未被结合的药物称为游离型药物，两种类型的药物处于动态的平衡状态，仅游离型药物才能转运到作用部位产生药理效应。药物的血浆蛋白结合率会严重影响机体对药物的分布、排泄和代谢，从而影响药物作用强度和持续时间，加大了不良反应的发生率。高原环境对不同药物的血浆蛋白结合率具有不同的影响。如呋塞米、美托洛尔的蛋白结合率无显著性差异；而醋甲唑胺、普萘洛尔蛋白结合率显著性增高[15]。
临床上常用的监测药物种类多，不同药物在高原环境中血浆蛋白结合率不同，导致药物临床药效不同。课题组前期研究表明[16]，监测药物氨茶碱平原组与高原组Wistar大鼠血浆蛋白结合率分别为37.05%和74.17%，急进高原组的血浆蛋白结合率比平原组显著高37.12%，具有较高的血浆蛋白结合率，导致药物的浓度增大，体内驻留时间缩短，若按照平原给药的标准很有可能发生不良反应。高原环境对TDM药物的血浆蛋白结合率的影响会使体内药物浓度发生改变，进而导致TDM药动学参数的变化。
2.2 高原环境对局部器官血流量的影响
人体脏器的血流量分布以肝最多，肾、脑、脾、心次之。肝是代谢药物的主要场所，进入高原机体对器官的血流增多，红细胞对血管的黏附也增强[17]，血液黏稠度会增高，肾血流量减少，尿量减少，导致药物在体内的蓄积；脾是重要的免疫器官，其血流量显著增加到6.70±1.84(P<0.01)[18]，使脾脏过负荷，导致脾肿大生理功能下降。
高原环境对器官血流量的影响，导致TDM药物的排泄发生变化。如地高辛在体内消除主要是以原型药经肾小球滤过或肾小管分泌排泄，尿中排出量为用量的50%~70%，仅约10%左右在肝代谢，另有7%左右处于肠肝循环。因此，高原环境中，地高辛经尿液的排出量减少，造成其在体内造成大量的蓄积，毒副作用也随之产生，即主要经肾排泄的TDM药物(VPA、苯巴比妥)，在高原低氧的状态下应对可能产生的毒副反应进行监测，防止不良反应的发生。高原环境对器官血流量产生的影响，导致TDM药物的排泄发生改变。
2.3 高原环境对TDM代谢酶的影响
大多数药物代谢主要在肝脏中进行，肝细胞中的药物代谢酶会参与药物的代谢，肝脏微粒体酶系(细胞色素P450酶系)是促进药物转化的主要酶系统。CYP450酶系是一个基因超家族，临床中90%以上经肝脏代谢的药物是经过CYP450酶系亚酶代谢的，已有大量研究表明高原低氧导致酶的活性或表达降低，影响机体对大部分药物的生物转化率及清除率，减缓药物在体内的代谢，可能增加药物的毒副作用。
治疗监测药物的代谢也需要代谢酶的参与。如免疫抑制剂、环孢霉素主要通过CYP3A4和CYP3A5代谢[19-20]；氨茶碱通过CYP1A2代谢[21]；抗癫痫药丙戊酸的代谢过程受到尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶(UGT酶)和细胞色素酶(CYP)影响[22]；苯巴比妥在肝脏中主要被CYP2C9代谢，而CYP2C19和CYP2E1代谢较少[23]。课题组前期研究表明[3-4, 24-25]，在高原低氧环境中，上述药物的代谢亚酶CYP3A4、CYP3A5、CYP1A2、CYP2C9及 UGT的mRNA与蛋白表达均下降，导致酶活性降低，这会使体内TDM药物的代谢减慢，半衰期延长，甚至使体内的药物浓度过大，造成药物及其代谢物在体内的大量蓄积，直接关系到患者用药的剂量及间隔。因此，高原环境对不同代谢酶的影响，TDM药物的代谢参数也将发生变化。
2.4 高原环境对TDM转运体的影响
药物转运体是转运药物透过细胞膜进入体内和产生药效的关键因素，其广泛分布在小肠绒毛上皮细胞、肾小管上皮细胞、肝细胞，其在药物代谢的各个环节中发挥着重要的作用。同一个转运体可在多个正常器官和组织中表达，而同一个组织和器官也可表达多个转运体。药物转运体分两类：ABC族转运蛋白和SLC族载体转运蛋白。P-糖蛋白(P-gp)是人体重要的ABC族外运蛋白，其存在于肝、肾、小肠、胎盘屏障和血脑屏障等组织器官中，其主要功能是将药物摄取或外排出细胞，从而影响体内代谢的各个过程。Rohwer等[26]总结了不同肿瘤细胞中P-gp 的变化，发现低氧诱导因子使转运体蛋白高表达，从而影响化疗药物的疗效。本课题组[4,27-28]研究了高原实地低氧环境中大鼠体内转运体的变化情况，高原低氧组小肠组织中P-gp mRNA与蛋白的相对表达水平分别下调50.80%和71.30%(P<0.05)，高原低氧会导致小肠中P-gp的表达下调，使其底物的外排减少，增加其底物在肠道的吸收；肝脏中P-gp mRNA与蛋白的相对表达量分别上调了1.15倍和1.33倍；肾脏中分别上调了49.0%和1.83倍；高原组(海拔4 010 m)与平原组比，大鼠血脑屏障（BBB）组织中P-gp mRNA与蛋白相对表达量分别显著上调了2.18倍和2.58倍(P<0.05)，随着表达量的升高，介导药物的外排增多，进入脑内的药量减少，疗效减弱。这些研究表明高原低氧条件下各组织中P-gp表达量均会发生明显的变化，影响药物在体内各组织的转运，代谢发生变化。
临床常用TDM：他克莫司、环孢霉素、卡马西平、丙戊酸都是P-gp的底物药物[29]，也会受到高原环境的影响，导致药物在不同组织中发生不同的变化。如，抗癫痫药丙戊酸、苯巴比妥、卡马西平需要通过血脑屏障来发挥作用，高原环境会使这类药物进入脑内的药量减少、导致药效大大减弱。如果沿用平原的给药标准那么很有可能无法达到预期疗效。因此，必要研究TDM药物在高原低氧环境下的代谢变化，保证高原人群用药安全性和有效性。
2.5 高原环境中TDM药代参数的改变
高原环境对器官血流量及药物血浆蛋白结合率、代谢酶、转运体的活性及蛋白表达均有一定的影响，这些将导致高原环境下药动学参数发生变化，而药动学参数是临床用药剂量及间隔的重要依据。如大鼠灌胃给予氨茶碱剂量为3.6 mg/200 g，高原组氨茶碱体内消除减慢、Tmax显著减小(高原组0.44±0.191；平原组0.887±0.196)，药物半衰期和滞留时间延长(高原组2.944±0.694；平原组2.365±0.448)，Cmax增大到1.22倍，AUC增到1.35倍[20]。这些表明氨茶碱在高原低氧环境中生物利用度升高，那么人体中其用药剂量应适当的降低，防止体内浓度过高。若明确高原环境下TDM药物的药代参数，用药的剂量也会有所明确，以确保TDM药物的疗效。
3. 总结与展望
高原低氧环境中不仅使器官的血流量发生改变，而且严重影响TDM血浆蛋白结合率、代谢酶和药物转运体，使监测血药浓度值存在误差；药动学参数也会发生改变，而药代参数的改变会导致TDM剂量受到影响。目前，TDM的监测及代谢研究多在低海拔地区进行，而高原低氧环境下TDM的代谢鲜有文献报道。高原人群TDM的用药剂量及间隔是否可以沿用平原用药标准?因此，高原环境下TDM药物代谢是一个亟待解决的问题，更是临床有效性和安全性用药的重要前提。解决这问题将为高原临床治疗监测药物提供参考，在保证高原人群合理用药、减少毒副反应发生、提高生活质量等方面具有重大意义。
-
[1] SHABIR U, ALI S, MAGRAY A R, et al Fish antimicrobial peptides (AMP's) as essential and promising molecular therapeutic agents: a review[J]. Microb Pathog2018 114 50 56 .[2] YIN Z X, HE W, CHEN W J, et al . Cloning, expression and antimicrobial activity of an antimicrobial peptide, epinecidin-1, from the orange-spotted grouper, Epinephelus coioides[J]. Aquaculture2006 253 1-4 204 211 .[3] ZHUANG Z R, YANG X D, HUANG X Z, et al . Three new piscidins from orange-spotted grouper (Epinephelus coioides): Phylogeny, expression and functional characterization[J]. Fish Shellfish Immunol2017 66 240 253 .[4] HANEY E F, MANSOUR S C, HANCOCK R E W Antimicrobial peptides: an introduction[J]. Methods Mol Biol2017 1548 3 22 .[5] PAN C Y, CHEN J Y, CHENG Y S E, et al . Gene expression and localization of the epinecidin-1 antimicrobial peptide in the grouper (Epinephelus coioides), and its role in protecting fish against pathogenic infection[J]. DNA Cell Biol2007 26 6 403 413 .[6] CHEE P Y, MANG M, LAU E S, et al . Epinecidin-1, an antimicrobial peptide derived from grouper (Epinephelus coioides): pharmacological activities and applications[J]. Front Microbiol2019 10 2631 .[7] NARAYANA J L, HUANG H N, WU C J, et al . Epinecidin-1 antimicrobial activity: in vitro membrane Lysis and in vivo efficacy against Helicobacter pylori infection in a mouse model[J]. Biomaterials2015 61 41 51 .[8] 李云香, 姚倩, 任玫, 等 抗菌肽作用机制研究进展[J]. 动物医学进展2019 40 9 98 103 .[9] LEE S C, PAN C Y, CHEN J Y The antimicrobial peptide, epinecidin-1, mediates secretion of cytokines in the immune response to bacterial infection in mice[J]. Peptides2012 36 1 100 108 .[10] SU B C, CHEN J Y . Epinecidin-1: an orange-spotted grouper antimicrobial peptide that modulates Staphylococcus aureus lipoteichoic acid-induced inflammation in macrophage cells[J]. Fish Shellfish Immunol2020 99 362 367 .[11] HUANG X Z, HU B C, YANG X D, et al . The putative mature peptide of piscidin-1 modulates global transcriptional profile and proliferation of splenic lymphocytes in orange-spotted grouper (Epinephelus coioides)[J]. Fish Shellfish Immunol2019 86 1035 1043 .[12] HUANG T C, CHEN J Y Proteomic and functional analysis of zebrafish after administration of antimicrobial peptide epinecidin-1[J]. Fish Shellfish Immunol2013 34 2 593 598 .[13] HUANG H N, PAN C Y, SU B C, et al . Epinecidin-1 protects against methicillin resistant Staphylococcus aureus infection and Sepsis in pyemia pigs[J]. Mar Drugs2019 17 12 693 .[14] PAN C Y, CHEN J C, SHEEN J F, et al . Epinecidin-1 has immunomodulatory effects, facilitating its therapeutic use in a mouse model of Pseudomonas aeruginosa Sepsis[J]. Antimicrob Agents Chemother2014 58 8 4264 4274 .[15] CHEN J Y, PAN C Y. Use of epinecidin-1 peptides and anti-lipopolysaccharide factor peptides for treating microbial infection: US8377867[P]. 2013-02-19. [16] HUANG H N, PAN C Y, CHEN J Y . Grouper (Epinephelus coioides) antimicrobial peptide epinecidin-1 exhibits antiviral activity against foot-and-mouth disease virus in vitro[J]. Peptides2018 106 91 95 .[17] HUANG H N, PAN C Y, RAJANBABU V, et al Modulation of immune responses by the antimicrobial peptide, epinecidin (Epi)-1, and establishment of an Epi-1-based inactivated vaccine[J]. Biomaterials2011 32 14 3627 3636 .[18] HUANG H N, CHUANG C M, CHEN J Y, et al . Epinecidin-1: a marine fish antimicrobial peptide with therapeutic potential against Trichomonas vaginalis infection in mice[J]. Peptides2019 112 139 148 .[19] SU B C, LI C C, HORNG J L, et al Calcium-dependent calpain activation-mediated mitochondrial dysfunction and oxidative stress are required for cytotoxicity of epinecidin-1 in human synovial sarcoma SW982 cells[J]. Int J Mol Sci2020 21 6 2109 .[20] LUMPKINS K M, BOCHICCHIO G V, KELEDJIAN K, et al Glial fibrillary acidic protein is highly correlated with brain injury[J]. J Trauma2008 65 4 778 782 .[21] BATONI G, MAISETTA G, BRANCATISANO F L, et al Use of antimicrobial peptides against microbial biofilms: advantages and limits[J]. Curr Med Chem2011 18 2 256 279 .[22] BOLATCHIEV A . Antimicrobial peptides epinecidin-1 and beta-defesin-3 are effective against a broad spectrum of antibiotic-resistant bacterial isolates and increase survival rate in experimental Sepsis[J]. Antibiotics (Basel)2022 11 1 76 .[23] HUANG H N, RAJANBABU V, PAN C Y, et al Use of the antimicrobial peptide Epinecidin-1 to protect against MRSA infection in mice with skin injuries[J]. Biomaterials2013 34 38 10319 10327 .[24] SU B C, WU T H, HSU C H, et al . Distribution of positively charged amino acid residues in antimicrobial peptide epinecidin-1 is crucial for in vitro glioblastoma cytotoxicity and its underlying mechanisms[J]. Chem Biol Interact2020 315 108904 .[25] TING C H, CHEN Y C, CHEN J Y . Nile tilapia fry fed on antimicrobial peptide Epinecidin-1-expressing Artemia cyst exhibit enhanced immunity against acute bacterial infection[J]. Fish Shellfish Immunol, 2018, 81: 37-48. -
点击查看大图
计量
- 文章访问数: 5722
- HTML全文浏览量: 2120
- PDF下载量: 44
- 被引次数: 0
下载:
