朱慧敏，凡默谷技术部

本研究旨在探讨拉莫三嗪在不同患者人群中的药代动力学特征及肝毒性风险。研究结合了临床回顾性数据分析与建模与模拟分析（GastroPlus和DILIsym），具体发现如下：首先，通过对圣安东尼奥医院41例拉莫三嗪治疗患者的回顾性分析，发现多项肝肾功能及代谢相关生化指标出现异常且存在显著相关性，提示了潜在的安全性信号。其次，借助模型模拟进一步揭示了临床参数对药物体内暴露及肝损伤的影响： GastroPlus构建的PBPK模型显示，拉莫三嗪在高剂量下会出现生物利用度下降的现象；而DILIsym模拟结果则表明，合并2型糖尿病（T2D）或非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的患者，其发生药物性肝损伤的风险显著更高。综上所述，深入理解拉莫三嗪的药代动力学特征具有重要的临床价值。这不仅有助于制定个体化治疗决策、改善治疗效果，还能有效减少药物不良反应的发生。

拉莫三嗪已被FDA和EMA批准用于多种中枢神经系统疾病，并作为多种形式癫痫（包括全身性癫痫和局灶性癫痫）的一线治疗，但其安全性问题持续受到关注。尽管拉莫三嗪相关肝毒性较为罕见，但一旦发生可进展为药物性肝损伤（DILI）；此外高剂量和快速加量也被认为是肝毒性的重要风险因素，过量用药会放大药物效应，例如可能过度激活免疫系统，加剧炎症反应，从而损伤肝细胞。本研究通过分析过量用药（超出治疗剂量）来探究拉莫三嗪导致DILI的可能性。

拉莫三嗪口服吸收完全，绝对生物利用度约为98%，血药浓度在50–400mg剂量范围内呈线性增长，主要经UGT介导的葡萄糖醛酸化代谢并由肾脏排泄。其药代动力学特征受合并用药影响明显，停药需逐渐减量以避免癫痫复发。

尽管建议通过治疗药物监测（TDM）来优化拉莫三嗪剂量，特别是在与某些药物联用时，但由于其血药浓度与疗效/毒性之间的关系尚不明确，因此是否需要常规开展TDM仍存在争议。本研究结合临床回顾性分析与PBPK/DILIsym模型发现，多项肝肾及代谢相关生化指标在拉莫三嗪治疗患者中发生改变，且高剂量可能导致代谢通路饱和、生物利用度下降及毒性风险增加，尤其在合并糖尿病和NAFLD的人群中，DILI风险更高，提示临床上需加强剂量管理、肝功能评估和个体化监测。

2.1 临床数据收集与统计分析

本研究基于圣安东尼奥医院41例拉莫三嗪治疗患者的匿名化临床数据，开展回顾性探索性分析，以评估血清生化指标、肝酶参数与拉莫三嗪使用之间的关系。针对数据中的缺失值，研究通过Little’s MCAR检验确认其符合完全随机缺失（MCAR, Missing Completely At Random）假设，并在不引入偏倚的前提下进行了剔除处理。

在数据分类和分析中，研究者使用了集中趋势和离散指标、频率描述统计（%）等方法。斯皮尔曼秩相关系数（Spearman’s rank correlation coefficient）被用于评估两个变量之间关系的强度和方向。数据分析使用R studio软件（版本2023.06.0+421）进行，p值小于0.05被认为具有统计学意义。

2.2 拉莫三嗪药的理化性质预测以及PBPK建模

本研究通过使用ADMET Predictor^®对拉莫三嗪的理化性质和药代动力学（PK）特征进行预测和描述，同时结合文献数据获得关键理化与 PK 参数，包括 Log P、分子量、溶解度、人空肠有效渗透率（P_eff）、扩散系数（Diffusion Coefficient）、CYP 介导的代谢以及血–脑屏障（BBB）通透性等。

拉莫三嗪的PBPK模型使用GastroPlus（Version 9.8.3；Simulations Plus公司）软件建立。通过ADMET Predictor^®计算得到的所有理化与PK参数以及拉莫三嗪的化学结构均被导入该软件中（所使用的参数见表1），并假设拉莫三嗪在组织中的分布属于“渗透限速型”（permeability-limited）。随后，对不同剂量（200、400、600和1200mg）口服给药后对拉莫三嗪PK参数进行了模拟，并假设其代谢产物不参与肝毒性作用。PBPK模型基于一名虚拟的30岁健康男性个体，输出定量及可视化结果（如描述口服给药后的肝脏暴露情况等）。

此外，研究还在GastroPlus中使用了DILIsym模拟模式，该模式是旨在对虚拟受试者进行群体模拟，并与DILIsym软件中的SimPops™和SimCohorts™模块相衔接。除体重相关参数外，其余参数均按照标准去群体模拟参数处理，并加入随机变异性。该模式能够运行一系列模拟，以模拟DILIsym软件中定义的特定人群，进而评估特定人群中的DILI风险，为剂量相关毒性及人群差异分析提供机制支持。

2.3 DILIsym 建模与模拟

本研究使用DILIsym 8A版本进行模拟。DILIsym本质上是一个用于模拟药物性肝损伤（DILI）的数学模型，由多个子模型整合而成，包括药物分布、线粒体功能障碍与毒性、胆汁酸生理与病理、肝细胞生命周期以及肝损伤生物标志物等模块。为了使GastroPlus中的PBPK参数与DILIsym中的虚拟个体匹配，研究中导入了每位虚拟受试者的体重数据，从而避免由于体重差异导致的模型不一致。随后，在DILIsym中选择了与研究框架相匹配的化合物模板（Compound W）。

DILIsym中的SimPops可模拟超过100名虚拟个体的人群，通过对多个参数加入变异性来构建不同人群，参数的取值范围来源于现有文献资料。研究选择了健康人群以及具有2型糖尿病（T2D）和非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）特征的人群进行模拟。模型考虑了多种DILI机制，包括活性氧/活性氮（ROS/RNS）生成、线粒体功能受损、胆汁酸转运抑制和脂毒性等，同时还纳入了体重、血糖、游离脂肪酸、谷胱甘肽、脂质合成、胆汁酸转运及肝细胞凋亡/坏死等疾病相关变异因素。但药代动力学变异未直接内置于SimPops中，而是通过PBPK模型输入体现，因为PK变异通常具有药物特异性。模拟中设置的个体差异范围大于真实临床人群，以便更全面地探索拉莫三嗪、患者个体特征与DILI风险之间的复杂关系。

本研究使用SimPops模拟不同疾病个体在口服200 mg拉莫三嗪连续治疗2周后的情况，从而比较健康志愿者、非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）患者以及2型糖尿病（T2D）患者之间的临床参数差异，相应的人群信息如下：

3.1 圣安东尼奥医院数据分析

研究收集了圣安东尼奥医院41例癫痫患者在拉莫三嗪治疗期间的人口学特征和临床参数数据，患者的平均年龄为30.1±18.58岁。

研究者统计了各血清参数超出正常范围的受试者数量，以评估异常发生情况，表2总结了该分析的结果。在所研究的患者中，43.34%的血清肌酐水平发生了异常；其次依次为白蛋白（37.83%）、γ-谷氨酰转移酶（24.32%）、总胆红素（21.62%）和维生素B12（18.92%）。值得注意的是，所有维生素B12异常的患者同时也存在肌酐异常。

表3中的结果显示了对多对变量进行的Spearman等级相关分析。Spearman相关评估的是单调关系（可非线性），其系数范围在-1到1之间。在该结果中“维生素B12”与“剂量”、“谷浓度”、“联合用药”、“肌酐”呈强正相关，表明这些因素显著影响B12水平。“谷浓度”与“氯酸盐”也呈强正相关，说明拉莫三嗪浓度显著影响该血生化指标。此外，“维生素B12”与“肌酐”呈非常强的负相关，即两者成反比。

3.2 拉莫三嗪PBPK模型及群体模拟结果

本研究利用GastroPlus中的PBPK模型，结合DILIsym模拟输出模式，模拟了从常规治疗剂量到超剂量（200、400、600、1200 mg）的拉莫三嗪体内暴露情况。

计算结果显示，拉莫三嗪的稳态分布容积（V_ss）为1.84L/kg，与文献报道一致；系统清除率约为3.248L/h。在治疗剂量下半衰期（t_1/2）通常为13.5–15小时，而本模拟在超剂量条件下半衰期延长至27.58小时。

表4汇总了不同剂量下的平均药代动力学参数。数据显示：拉莫三嗪的生物利用度约为98%，表明吸收迅速且首过效应极低，但随剂量增加，生物利用度呈下降趋势。峰浓度（C_max）随剂量升高而增加，可能影响疗效与毒性风险；达峰时间（T_max）未随剂量呈现一致规律，提示存在其他外部因素影响吸收速率。在200mg剂量下，T_max和C_max模拟结果与文献数据接近。然而，由于DILIsym模式引入了群体生理和药代参数的变异，整体生物利用度较文献值偏低。此外，浓度-时间曲线下面积（AUC）随剂量升高而增大，反映总体药物暴露增加，但模型预测高剂量下该药物的生物利用度呈现下降趋势。这些结果对临床剂量选择和毒性监测具有重要提示意义，强调在拉莫三嗪使用中，尤其是在高剂量或过量情况下，需进行细致的血药浓度和安全性监测。

3.3 拉莫三嗪在不同群体中的DILI风险

之后，研究者利用“Specify Data (指定数据) ”功能，将从GastroPlus模拟得到的血液、肠道、肝脏和肝窦浓度-时间曲线导入至DILIsym，并模拟上述剂量下为期2周的给药方案。从图1可以看出，随着药物浓度的增加，虚拟受试者的血浆浓度呈现明显上升趋势，血药浓度峰值也随之升高。不同浓度（400mg、600mg和1200mg）对应的曲线在峰值点明显分离。此外，这三个浓度下的峰形也存在差异。在2周的时间内，可以观察到药物的蓄积，因此血浆浓度随时间逐步升高。

临床试验中，DILI最特异的指标是受试者同时出现血清ALT/AST升高和血清总胆红素（TB）升高，而血清碱性磷酸酶无明显升高。eDISH（药物致严重肝毒性评估）是一种成熟的工具，通过绘制每个受试者的峰值水平，以图形形式直观展示ALT/AST与总胆红素的关系。

图2是健康个体、2型糖尿病（TD2）个体和NAFLD（非酒精性脂肪性肝病）个体的模拟结果图。对于健康个体，所有点均落在正常范围内。对于TD2患者和NAFLD患者的eDISH图，发现部分数值在正常范围内，部分落在坦普尔（Temple）推论范围内，意味着部分患者存在DILI风险；特别是对于TD2患者，可以看到部分模拟个体位于eDISH图的中上部区域。

拉莫三嗪被认为可能引起罕见但众所周知的特异质性肝损伤，这种肝损伤可能很严重，在某些情况下甚至致命。此类肝损伤难以预测，通常发生在开始治疗的最初几周内，尤其是在同时使用其他抗惊厥药物或伴有超敏反应综合征的情况下。AST、ALT、碱性磷酸酶和GGT是肝脏疾病中具有诊断重要性的四种酶。药物性肝病的诊断标准包括以下任一情况：ALT≥5×正常值上限（ULN）；ALP≥2×ULN；或ALT≥3×ULN且总胆红素≥2×ULN（最后一条标准也称为海氏法则）。在表5中，可以看到每个亚组中发生DILI风险的个体数量。结果显示，TD2和NAFLD群体DILI生化指标变化的个体数有所升高。NAFLD群体仅在ALT≥3×ULN这一参数上表现出异常，有64名模拟个体存在这一改变；但健康个体、TD2个体和NAFLD个体均未出现符合海氏法则的病例，这证明了拉莫三嗪的安全性。

对圣安东尼奥医院接受拉莫三嗪治疗的患者进行的回顾性分析，揭示了多项血液指标偏离正常水平的情况，并建立了它们之间的显著相关性。通过观察血清指标（包括肌酐、白蛋白、γ-谷氨酰转移酶、总胆红素和维生素B12）的变化，研究者发现维生素B12与肌酐之间存在强负相关关系。随后，研究者利用GastroPlus和DILIsym软件，研究了临床参数对不同患者人群中拉莫三嗪体内暴露的影响。研究者在GastroPlus中模拟了拉莫三嗪在不同人群中的药代动力学特征，模拟结果直观展示了拉莫三嗪剂量递增（200mg、400mg、600mg、1200mg）对其血浆浓度-时间曲线的影响，并提示较高剂量下生物利用度降低。利用DILIsym，研究者深入探讨了拉莫三嗪对糖尿病和NAFLD患者的潜在肝损伤风险。结果显示T2D和NAFLD群体的DILI风险增加，凸显了警惕性监测的必要性。本研究强调了理解拉莫三嗪药代动力学对于制定个体化治疗决策、改善预后和减少不良反应的关键意义。

值得注意的发现包括：观察到的维生素B12与肌酐水平之间的负相关，维生素B12与脂质参数之间的显著相关性，以及高剂量下生物利用度的降低。PBPK模型的建立为理解拉莫三嗪在不同剂量下的ADME/PK行为提供了宝贵见解，强调了治疗药物监测（尤其是高剂量时）的重要性。本研究揭示了拉莫三嗪对肝功能的潜在影响，强调了审慎和个体化处方实践的重要性。通过DILIsym模拟和SimPops进行的全面肝功能评估，为不同患者群体的剂量、治疗监测和治疗终点提供了更广阔的视角。这项研究为理解拉莫三嗪药代动力学、血清指标与肝功能之间复杂的相互作用提供了宝贵的见解，并凸显了个体化医疗、谨慎监测和持续研究的重要性，以确保拉莫三嗪在不同患者群体中的安全有效使用。

Pharmacokinetic simulation Study: exploring the impact of clinical parameters on lamotrigine for different patient populations with implications for liver function assessment and therapeutic drug monitoring. Costa, B., Silva, I., Oliveira, J. C., Reguengo, H., & Vale, N. Scientia Pharmaceutica, 2024, 92(1), 15.