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摘要:腎是藥物毒性作用的重要靶器官，藥源性腎毒性已成為制約藥物開(kāi)發(fā)和臨床用藥的重要原因。新腎生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用可更早期地檢測(cè)到藥物引起的腎毒性并進(jìn)行有效預(yù)防。藥物可通過(guò)不同機(jī)制引起腎毒性，對(duì)藥物腎毒性機(jī)制的研究能降低藥物開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，為臨床用藥安全提供依據(jù)。本文總結(jié)了用于早期腎毒性診斷的生物標(biāo)記物，并結(jié)合審評(píng)案例詮釋盡早開(kāi)展藥源性腎毒性機(jī)制研究的必要性。

關(guān)鍵詞:藥源性腎毒性;生物標(biāo)記物;非臨床研究

腎是藥物代謝和排泄的重要器官，由于其特殊的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)藥物的毒性作用極具易感性，成為藥物毒性作用的重要靶器官。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約20%腎毒性是由藥物引起，隨著平均壽命的增加，老年人用藥所致腎毒性的發(fā)生率增加到66%［1］。一項(xiàng)全國(guó)急性腎損傷(AKI)多中心調(diào)查顯示，AKI患者中71.6%(5444例/7604例)在患病前或發(fā)生腎損傷過(guò)程中使用過(guò)潛在腎毒性藥物［2］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在新藥研發(fā)階段，有30%已進(jìn)入臨床試驗(yàn)的候選藥物由于不可預(yù)期的腎毒性和不良反應(yīng)而被終止［3］。藥源性腎毒性已成為制約藥物開(kāi)發(fā)和臨床用藥的重要原因。盡早發(fā)現(xiàn)藥物的腎毒性，研究其作用機(jī)制，能大大降低藥物開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，為臨床用藥安全提供依據(jù)。

1腎毒性生物標(biāo)記物

藥物腎毒性非臨床研究可為開(kāi)發(fā)低腎毒性藥物、設(shè)計(jì)臨床試驗(yàn)提供依據(jù)，其評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)是尿素氮(BUN)和血清肌酸酐(Cre)、尿液檢查以及病理學(xué)檢查。由于腎具有較強(qiáng)的代償能力，Cre、BUN以及尿液檢查的影響因素較多，常在腎損傷晚期才能檢測(cè)到異常，用于預(yù)測(cè)和診斷腎毒性缺乏特異性和靈敏度。組織病理學(xué)檢查作為檢測(cè)金標(biāo)準(zhǔn)，只能檢測(cè)出已經(jīng)出現(xiàn)器質(zhì)性病變的腎損傷。通過(guò)腎生物標(biāo)志物更早期地檢測(cè)到藥物引起的腎毒性以及確定病變部位，是藥物非臨床安全性評(píng)價(jià)及臨床實(shí)踐中所面臨的挑戰(zhàn)。2008年和2010年，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)和歐洲藥品管理局(EMA)接受藥物安全性預(yù)測(cè)聯(lián)盟(PSTC)和國(guó)際生命科學(xué)學(xué)會(huì)健康和環(huán)境科學(xué)研究所(ILSI/HESI)的申請(qǐng)，共同認(rèn)可8種新生物標(biāo)志物用于預(yù)測(cè)藥物引起的腎毒性，分別是腎損傷分子－1(Kim－1)、白蛋白(Alb)、尿總蛋白(uTP)、β2－微球蛋白(β2－MG)、半胱氨酸蛋白酶抑制劑(CysC)、叢生蛋白(Clu)、三葉因子－3(TFF－3)和腎乳頭抗原－1(RPA－1)。其中，Clu、Kim－1、TFF－3、Alb和RPA－1作為藥物腎小管損傷生物標(biāo)志物，而uTP、β2－MG、CysC作為藥物腎小球損傷(或腎小管重吸收障礙)生物標(biāo)志物［4］。但在實(shí)際應(yīng)用中有的生物標(biāo)志物在腎小球和腎小管損傷時(shí)均發(fā)生改變，如藥源性腎小管或腎小球毒性均可見(jiàn)尿液Alb異常，聯(lián)合使用不同生物標(biāo)志物可更好地預(yù)測(cè)和診斷腎毒性。但血清或尿液中生物標(biāo)記物的變化與藥物的毒性機(jī)制、損傷部位和程度相關(guān)，生物標(biāo)志物真正用于預(yù)測(cè)腎毒性尚需要更多的探索和驗(yàn)證工作［5］。目前在藥物非臨床研究中，可以采用這些腎生物標(biāo)志物預(yù)測(cè)和診斷腎毒性，但這些腎生物標(biāo)志物并未取代當(dāng)前現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，而是作為現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)與腎病理的補(bǔ)充。在臨床使用中，可以根據(jù)具體情況采用這些腎生物標(biāo)志物，收集進(jìn)一步的數(shù)據(jù)以確定這些標(biāo)志物在監(jiān)測(cè)藥物誘導(dǎo)的腎毒性方面的有效性［6］。一些易于檢測(cè)的尿酶如N－乙酰－β－氨基葡萄糖苷酶(NAG)、β－D－半乳糖苷酶(GAL)、乳酸脫氫酶(LDH)等和尿蛋白如血管非炎性蛋白(vanin－1)、細(xì)胞色素C(CytC)、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(NGAL)等不斷被探索和驗(yàn)證用于預(yù)測(cè)早期腎損傷。核酸類(lèi)生物標(biāo)志物可在基因水平預(yù)測(cè)腎毒性，如小分子RNA，穩(wěn)定性較高，已成為核酸類(lèi)腎毒性標(biāo)志物的研究熱點(diǎn)。此外，還有多種腎損傷的標(biāo)記物也在進(jìn)一步的研究和確認(rèn)中，而對(duì)藥物相關(guān)的生物標(biāo)記物的產(chǎn)生機(jī)制和動(dòng)態(tài)變化的研究將有利于加快靈敏、特異的生物標(biāo)志物的驗(yàn)證和應(yīng)用［5］。

2藥源性腎毒性機(jī)制

藥物可通過(guò)不同作用機(jī)制導(dǎo)致腎損傷，藥源性腎毒性機(jī)制的研究可減輕或預(yù)防腎損傷，指導(dǎo)臨床用藥，還可為開(kāi)發(fā)新的安全性的藥物提供理論基礎(chǔ)，為藥物研發(fā)決策提供依據(jù)。

2.1常見(jiàn)藥源性腎毒性機(jī)制［7］

2.1.1直接腎毒性藥物或其代謝物經(jīng)腎排出時(shí)直接作用于腎小管上皮細(xì)胞，通過(guò)細(xì)胞毒性損傷直接導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生凋亡或壞死，其毒力程度與藥物濃度有關(guān)。藥物濃度低時(shí)，毒性作用主要累及腎細(xì)胞的功能，濃度過(guò)高時(shí)可導(dǎo)致腎細(xì)胞壞死及腎功能衰竭。藥物的細(xì)胞毒作用可通過(guò)不同的機(jī)制如影響線粒體功能、影響溶酶體膜、改變細(xì)胞膜的通透性或抑制某些酶的功能等，對(duì)腎細(xì)胞造成直接損害。如慶大霉素與腎小管細(xì)胞溶酶體結(jié)合所致腎損傷。

2.1.2免疫性損傷藥物及其降解產(chǎn)物，作為外源性抗原或半抗原，可刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體形成原位免疫復(fù)合物或循環(huán)免疫復(fù)合物，通過(guò)Ⅲ型免疫反應(yīng)累及腎小球和血管系統(tǒng)引起炎癥損傷，或者通過(guò)細(xì)胞免疫機(jī)制引起腎損傷。此類(lèi)損傷一般與藥物劑量無(wú)關(guān)。

2.1.3腎前性損傷藥物可通過(guò)影響腎血管或全身血管、改變血流動(dòng)力學(xué)造成腎前性缺血，引起腎血流量減少，腎小球?yàn)V過(guò)率降低而導(dǎo)致腎損傷。早期僅為腎功能改變，如及時(shí)停藥并改善腎灌注，可恢復(fù)，如未及時(shí)處理，可發(fā)生缺血性急性腎小管壞死。如大量利尿劑降低有效血容量，從而減少腎血流灌注等。

2.1.4梗阻性因素的腎損傷藥物阻塞引起的損傷又稱(chēng)為腎后性損傷，一方面是藥物的結(jié)晶在管腔沉積阻塞腎小管;另一方面是藥物引起腎缺血或腎中毒導(dǎo)致急性腎小管壞死，脫落的細(xì)胞或碎片造成腎小管阻塞。大劑量的阿昔洛韋或更昔洛韋在尿液中相對(duì)不溶，在腎小管尤其是遠(yuǎn)曲小管尿流速減慢，容易引起結(jié)晶阻塞腎小管從而導(dǎo)致急性腎損害和伴隨腎萎縮的慢性腎功能衰竭。

2.1.5其他藥物通過(guò)引起橫紋肌溶解或者血管內(nèi)溶血，產(chǎn)生游離肌紅蛋白、血紅蛋白濾過(guò)后對(duì)腎小管產(chǎn)生毒性，如他汀類(lèi)、利福平等。

2.2藥源性腎毒性案例分析

2.2.1環(huán)糊精(CD)CD系由直鏈淀粉在由芽孢桿菌產(chǎn)生環(huán)糊精葡萄糖轉(zhuǎn)移酶作用下生成的一系列環(huán)狀低聚糖的總稱(chēng)，通常含有6～12個(gè)D－吡喃葡萄糖單元。CD分子具有腔內(nèi)親油、腔外親水的特殊分子結(jié)構(gòu)，其疏水空腔能與多種空間尺寸適合的有機(jī)物結(jié)合成主客體包合物，增加藥物的溶解度，提高藥物穩(wěn)定性，促進(jìn)藥物吸收、提高藥物生物利用度，減輕藥物對(duì)機(jī)體的刺激和不良反應(yīng)，可作為控釋定位輸送和靶向制劑的載體材料。常見(jiàn)的有α－、β－和γ－CD，其中以β－CD產(chǎn)量最高，應(yīng)用最廣泛。但β－CD水溶性小、溶血作用強(qiáng)，β－CD注射給藥進(jìn)入血液后經(jīng)腎小球?yàn)V過(guò)，被近曲小管上皮細(xì)胞重吸收后，在胞質(zhì)液中積累并結(jié)晶，從而導(dǎo)致胞內(nèi)溶酶體活性增加，近曲小管細(xì)胞壞死，直接導(dǎo)致腎功能減退甚至喪失。β－CD的腎毒性嚴(yán)重限制了在藥物中的應(yīng)用。β－CD分子間氫鍵是其水溶性小并具腎毒性的主要原因。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，人們?yōu)榭朔烊沪拢瑿D的缺點(diǎn)，合成了一系列β－CD的衍生物，以消除分子間氫鍵的基團(tuán)。其中2個(gè)重要的衍生物是羥丙基－β－環(huán)糊精(HP－β－CD)與磺丁基－β－環(huán)糊精(SBET－β－CD)，二者具有水溶性相對(duì)較好、腎毒性相對(duì)較低及溶血作用小等特點(diǎn)。HP－β－CD為β－CD的羥烷基化衍生物，系由其分子中葡萄糖殘基上3個(gè)羥基被羥丙基取代形成，是FDA批準(zhǔn)的第1個(gè)可靜脈注射的β－CD衍生物。文獻(xiàn)報(bào)道不同取代程度的HP－β－CD的毒性和增溶能力不同［8］。SBET－β－CD分子結(jié)構(gòu)中有極大的磺酸基團(tuán)，導(dǎo)致重吸收減少，尿排泄加快，腎毒性降低。美國(guó)藥典(USP)已收載該輔料，可用于口服制劑、注射劑、眼用制劑、外用制劑等方面的研究。

2.2.2核苷酸類(lèi)似物阿德福韋酯是用于治療乙型病毒性肝炎的第2代核苷類(lèi)似物，對(duì)人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)有強(qiáng)的抑制作用。美國(guó)吉利德(Gilead)科學(xué)公司先將阿德福韋酯用于治療HIV感染研究，臨床試驗(yàn)觀察到大劑量有明顯腎毒性，即≥30mg•d－1劑量下，受試者在治療24周后觀察到延遲性腎毒性效應(yīng)，表現(xiàn)為血清肌酸酐升高(＞0.5mg•dL－1)和低磷血癥(＜2.0mg•d－1)，因此轉(zhuǎn)為進(jìn)行10mg•d－1、30mg•d－1臨床試驗(yàn)用于治療乙型病毒性肝炎病毒(HBV)感染。在HBV的臨床試驗(yàn)中，30mg•d－1劑量下同樣存在腎毒性，故2002年FDA僅批準(zhǔn)10mg•d－1劑量用于治療HBV感染。10mg•d－1劑量下，阿德福韋酯對(duì)HBV的治療效果并不佳，目前主要用于出現(xiàn)拉米夫定耐藥乙型病毒性肝炎患者，不作為治療HBV的首選推薦藥物。阿德福韋酯主要引起腎近曲小管功能障礙，臨床表現(xiàn)為無(wú)癥狀的血磷降低和血清肌酸升高，還可導(dǎo)致范可尼(Fanconi)綜合征、間質(zhì)性腎炎和急性腎衰竭。阿德福韋酯腎毒性發(fā)生率和劑量相關(guān)，但機(jī)制尚不明確，目前認(rèn)為主要與藥代動(dòng)力學(xué)因素以及藥物對(duì)線粒體的毒性有關(guān)。阿德福韋酯以原型通過(guò)腎小管主動(dòng)分泌的方式經(jīng)腎排泄，腎小管陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白－1(HOAT－1)對(duì)阿德福韋酯等核苷酸類(lèi)似物有較高親和力，可以主動(dòng)攝取阿德福韋酯，使其在近曲小管富集。多藥耐藥相關(guān)蛋白2(MRP2)系腺苷三磷酸(ATP)依賴(lài)的藥物外排泵，可介導(dǎo)阿德福韋酯主動(dòng)排出體外，藥物相互競(jìng)爭(zhēng)作用使阿德福韋酯排出受阻，近端腎小管內(nèi)藥物濃度升高，增加腎毒性。此外，腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)阿德福韋酯濃度增加時(shí)，存在于線粒體DNA聚合酶γ受抑制，線粒體DNA合成受阻以至于耗竭，線粒體功能受損，影響了腎小管的重吸收和分泌功能，嚴(yán)重時(shí)可致腎小管細(xì)胞凋亡［9］。阿德福韋酯的腎毒性嚴(yán)重限制其在臨床中的應(yīng)用。替諾福韋是繼阿德福韋之后開(kāi)發(fā)的另一個(gè)新型開(kāi)環(huán)膦酸核苷化合物，可有效抑制逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制。替諾福韋腎損害機(jī)制與阿德福韋類(lèi)似。臨床數(shù)據(jù)顯示，替諾福韋對(duì)腎的毒性低于阿德福韋酯，這可能與替諾福韋對(duì)DNA聚合酶γ的抑制作用比其他核苷酸類(lèi)逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑弱有關(guān)［10］。

2.2.3某單抗類(lèi)生物藥某單抗類(lèi)生物藥，對(duì)人的B細(xì)胞CD20具有高度親和性，擬用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和全身性紅斑性狼瘡。9個(gè)月猴重復(fù)給藥毒性試驗(yàn)見(jiàn)腎小球腎病。蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的動(dòng)物試驗(yàn)中常見(jiàn)有免疫復(fù)合物性腎小球腎病，動(dòng)物抗藥抗體反應(yīng)不能預(yù)測(cè)人體反應(yīng)。研究者設(shè)計(jì)了大量試驗(yàn)研究猴腎小球腎病機(jī)制，超微結(jié)構(gòu)顯示有腎小球免疫復(fù)合物沉積的猴腎小球內(nèi)和血液中未見(jiàn)抗藥抗體，提示其誘發(fā)腎小球似乎與抗藥抗體無(wú)關(guān)。因未得到腎小球腎病發(fā)生的機(jī)制，猴重復(fù)給藥毒性試驗(yàn)觀察到的腎小球病變不可逆且無(wú)安全劑量，臨床中無(wú)適當(dāng)生物標(biāo)記物進(jìn)行有效風(fēng)險(xiǎn)控制，于臨床Ⅱ期停止研發(fā)。

2.2.4氫溴酸沃賽汀片氫溴酸沃賽汀片系二芳香基－磺酰胺類(lèi)精神藥物，先后于2013年9月、2013年12月在美國(guó)和歐盟上市，商品名:Brintellix，適應(yīng)證為抑郁癥(MDD)。大鼠26周重復(fù)給藥毒性試驗(yàn)和大鼠2年致癌性試驗(yàn)中均可見(jiàn)明顯腎毒性，表現(xiàn)為腎小球性腎炎，腎小管閉塞，腎小管和尿液中含有結(jié)晶性物質(zhì)，結(jié)晶形成呈劑量和時(shí)間相關(guān)性。腎毒性可能與形成結(jié)晶有關(guān)。對(duì)氫溴酸沃賽汀腎毒性機(jī)制研究顯示，其腎毒性可能與其代謝產(chǎn)物由LuAA34443(人體主要代謝產(chǎn)物)形成的結(jié)晶狀物質(zhì)有關(guān)。大鼠可見(jiàn)結(jié)晶物質(zhì)的劑量下血漿中LuAA34443暴露量＞26倍的人最大推薦給藥劑量20mg暴露量，預(yù)測(cè)人體LuAA34443的血漿暴露量至少9倍低于大鼠NOEL劑量下的暴露量。結(jié)合LuAA34443在大鼠、犬和人體的尿液中的溶解度研究結(jié)果、ADME研究的結(jié)果和人體及動(dòng)物尿量的文獻(xiàn)報(bào)告值進(jìn)行估算，大鼠尿液中LuAA34443濃度超過(guò)了溶解度閾值，因此大鼠腎小管中可見(jiàn)結(jié)晶物質(zhì)，而人尿液中LuAA34443濃度低于溶解度閾值，人腎小管中形成結(jié)晶風(fēng)險(xiǎn)擔(dān)憂(yōu)較低［11］。因此，氫溴酸沃賽汀在人和動(dòng)物存在種屬、代謝和排泄差異，以上病變可能是大鼠所特有的毒性反應(yīng)，人發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)較低。

3討論

藥源性腎毒性已成為制約藥物開(kāi)發(fā)和臨床用藥的重要原因。8種新鑒定的腎毒性生物標(biāo)志物為更靈敏的、更有選擇性預(yù)測(cè)和診斷早期藥物腎毒性提供可能性，其他新的腎生物標(biāo)記物也在進(jìn)一步的研究和確認(rèn)中，但生物標(biāo)記物的變化與藥物的毒性機(jī)制、損傷部位和程度等相關(guān)，生物標(biāo)記物真正應(yīng)用于預(yù)測(cè)腎毒性還尚需更多的探索和驗(yàn)證工作。藥物可通過(guò)不同作用機(jī)制導(dǎo)致不同類(lèi)型的腎損傷，盡早開(kāi)展對(duì)腎毒性機(jī)制的研究，不僅能為藥物早期研發(fā)決策提供依據(jù)，還能指導(dǎo)開(kāi)發(fā)新的安全性藥物，如通過(guò)結(jié)構(gòu)修飾，改變其體內(nèi)藥代特征，從而減輕或避免腎損傷。腎毒性機(jī)制研究還可指導(dǎo)臨床用藥，積極預(yù)防、治療藥源性性腎損傷。

作者：尹華靜，王慶利，馬金玲，胡曉敏