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四、糖皮质激素类药物比较
(一)药效学比较 1.内源性GC和人工合成GC的化学结构改变
1929年发现可的松在治疗类风湿关节炎的治疗作用。1950年前后将可的松和氢化可的松用于治疗类风湿关节炎。内源性GC用于治疗类风湿关节炎是发挥其抑制免疫反应的药理作用,所需剂量也是大于生理剂量的药理剂量,因此在发挥GC抗炎作用的同时,其盐皮质激素的副作用也显现出来,因此人们希望通过对内源性GC进行结构改造,增加药物的抗炎活性,降低水钠潴留的副作用。
虽然糖皮质激素都有相同的基本结构-21碳的四环甾核,C 3的酮基和C 17上的二碳侧链及C 4-5双键是保持生理活性的必需基团。目前临床常用的糖皮质激素的化学结构的不同主要包括:C 1-2双键,C 6的甲基,C 9的氟基,C 11的羟基和C 16的甲基等。表2-4列出了内源性GC和人工合成GC的化学结构改变与药理学作用改变。
2.GC糖盐代谢作用
GC类药物的抗炎活性是由抗炎强度和抗炎作用持续时间等多方面因素共同决定的,生物半衰期的长短随着药物作用时间的延长和药物作用强度的增加而不断延长。根据其生物半衰期的长短将GC类药物分为短效、中效和长效三类。
各类GC类药物的糖盐代谢作用及等效剂量见表2-5。
表2-4 内源性GC和人工合成GC的化学结构改变与药理学作用改变
注:1.生物半衰期(biological half-life):GC的作用是通过不同蛋白质的功能来间接表达的,而非药物直接作用的结果。这就是为什么血液中的GC类药物已经代谢和排泄完毕后,而身体中的激素生物效应还持续存在的原因。因此GC类药物的血浆消除半衰期与其药效的持续时间不具有相关性,决定药物作用时间长短的是药物的生物半衰期。
2.9位氟代基团:在GC分子结构中9位引入氟代基团,可使整个分子的抗炎活动增加,但同时也显著增加盐皮质激素活性
表2-5 GC类药物的糖盐代谢作用
续表
等效剂量:等效剂量的直接含义是虽然剂量不同,但疗效等同。即不同种类的GC类药物,虽然抗炎活性不同,但如果服用等效剂量,可以发挥相同程度的抗炎作用。
即氢化可的松20mg=可的松25mg=泼尼松5mg=泼尼松龙5mg=甲泼尼龙4mg=地塞米松0.75mg=倍他米松0.6mg。
为了方便换算和记忆,不同激素的等效剂量即是目前市售各种激素片剂每片的剂量,即所谓的一片顶一片的概念。也就是1片氢化可的松与1片可的松或泼尼松、泼尼松龙、甲泼尼龙、地塞米松、倍他米松的抗炎活性是相同的。
3.GC类药物的半衰期和下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴抑制时间(表2-6)
(1)HPA轴的负反馈调节机制:下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴是神经内分泌系统的重要部分,体内GC的分泌主要接受该内分泌轴的调节。由下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)进入腺垂体,刺激腺垂体分泌“促肾上腺皮质激素(ACTH)”,ACTH则作用于肾上腺皮质,最终分泌产生肾上腺皮质激素。反过来GC在血液中浓度的增加又可以反馈性抑制下丘脑和腺垂体分泌CRH和ACTH,导致肾上腺GC分泌的减少,ACTH含量的增加也会抑制下丘脑分泌CRH,这是一个负反馈的过程,保证了体内GC含量的平衡。
表2-6 GC类药物的半衰期和HPA轴抑制时间
正常生理状态下内源性GC的分泌呈脉冲分泌且有昼夜节律性,清晨醒来时达最高水平,下午和夜晚为低水平,夜间睡眠1~2小时后最低,HPA轴受正常节律调节。
病理状态下,当连续大量使用外源性GC时,就破坏了正常的分泌节律。由于大量外源性GC的持续存在,通过HPA轴的负反馈调节作用,抑制了下丘脑和垂体的CRH和ACTH的分泌。肾上腺皮质就停止分泌内源性激素,长期处于停工状态,进而导致肾上腺皮质功能减退,皮质萎缩。
为了把HPA轴的抑制作用降到最低,通常应掌握最小剂量最短疗程的用药原则。儿童用药,应密切观察肾上腺功能的抑制和减退对儿童生长发育的影响。
(2)影响HPA轴抑制作用强弱的因素:HPA轴受抑制的程度和时间长短在患者群中个体差异很大且受多种因素影响。如药物种类、药物剂型、给药途径、用药剂量、给药频率、服药时间、用药疗程和患者个体敏感性等。
1)用药剂量:①生理剂量:内源性及人工合成的GC在生理剂量下对HPA轴几乎没有抑制作用。②药理剂量:系统性使用超过生理剂量的内源性及人工合成的GC,均易引起HPA轴抑制。HPA轴的受抑制程度与药物剂量高低有关,剂量越高,HPA轴越容易被抑制。
2)用药疗程:用药疗程长短是导致HPA轴抑制发生的重要因素之一。长期大量服用外源性GC,在停药时应注意逐渐减量,以免因肾上腺皮质长期被抑制,功能萎缩,不能在短时间内恢复,内源性分泌不足,而外源性又撤药时,可引起撤药综合征,即肾上腺皮质功能减退危象。
3)给药途径:全身用GC较局部用GC更易产生HPA轴抑制作用。
4)药物生物半衰期长短:全身用GC的作用时间长短可根据生物半衰期分成短效、中效和长效三大类,长效激素作用时间长,对HPA轴的抑制时间也长,可以短期使用或用于其他激素无效的情况下。中效激素抗炎作用持续时间较短,HPA轴抑制时间也相应缩短,可长期使用。
5)药物剂型:溶液型注射剂吸收快,起效迅速;混悬型注射液在注射部位缓慢吸收,作用时间延长。混悬型注射液对HPA轴的抑制作用因作用时间的延长而延长。
6)给药频率和用药时间:每日清晨顿服一日剂量,或采用隔日给药的方法,可以最大限度地降低药物对HPA轴的抑制作用,相反每日多次给药或连续每日给药,打乱了GC正常的分泌节律,对肾上腺形成持续抑制状态,最终导致肾上腺功能减退。
(二)药动学比较
GC类药物代谢动力学参数见表2-7。
人工合成GC较内源性GC,蛋白结合率降低,游离增加,抗炎作用增强,作用时间延长。甲泼尼龙与泼尼松龙相比,脂溶性增加,使其分布容积更大,具有更好的组织穿透性。据文献报道,在治疗剂量范围内,甲泼尼龙的血浆蛋白结合率稳定不变,游离药物与剂量呈线性关系。
表2-7 GC类药物代谢动力学参数
氢化可的松和可的松除了在肝脏代谢失活外,还可以经代谢相互转化,可的松本身无生理活性,只有在肝脏被代谢为氢化可的松,才能发挥生理及药理作用。同理泼尼松和泼尼松龙,泼尼松本身亦无生理活性,只有在肝脏被代谢为泼尼松龙,才能发挥生理及药理作用。这与化学结构相关,具有C 11-羟基结构的氢化可的松和泼尼松龙无需肝脏代谢活化即能发挥作用。
因此,肝功能不全的患者,可的松和泼尼松不能有效代谢为活性产物氢化可的松和泼尼松龙,应尽量选用氢化可的松和泼尼松龙或甲泼尼龙、地塞米松。急性或严重应激状态应使用氢化可的松、甲泼尼龙或地塞米松。
(三)制剂特点比较
常用GC类药物口服和注射用制剂的种类及药品见表2-8。
表2-8 常用GC类药物口服和注射用制剂
注:原形药物在成盐或成酯后,药物剂量中所含原形药物的量会有所降低,降低的幅度一般在10%左右,对临床疗效的影响是否可以忽略不计或通过剂量调整来纠正,视具体用法而定
1.全身用GC类药物口服制剂种类及特点
(1)种类:国内多为普通片剂,种类较少,主要包括:可的松,氢化可的松,泼尼松,泼尼松龙,甲泼尼龙,地塞米松,倍他米松。
(2)特点:口服GC药物脂溶性高,吸收较好,肝脏首过效应小,生物利用度在较高,达70%~80%。甲泼尼龙与泼尼松龙相比,脂溶性增加,代谢降低,使其分布容积更大,具有更好的组织穿透性。
2.GC类药物注射剂的分类及特点(表2-9)
表2-9 GC类药物注射剂的分类及特点
3.注射剂相关其他问题
溶媒和附加剂。
(1)溶媒:激素类药物的原形及其酯类的水溶性很差,但可溶于稀乙醇溶液,采用乙醇作为注射用溶媒时可高达50%。当乙醇浓度≥10%时,肌注有疼痛感,静注时应防止溶血的发生(乙醇易透过人红细胞膜)。乙醇浓度=60%时(体外试验表明),红细胞立即凝聚生成深红色束状沉淀,因此采用乙醇作溶媒浓度不易过高,使用前应充分稀释。可静脉缓慢滴注,不能静脉快速输注,也不能肌注。
“氢化可的松注射液”即氢化可的松的稀乙醇溶液,含乙醇50%(《中国药典》标示47%~55%),使用前必须充分稀释,加25倍生理盐水或5%葡萄糖注射液500ml稀释。只能静脉滴注。
应注意氢化可的松注射液和氢化可的松琥珀酸钠在制剂学方面的差异及其对疗效及用法的影响较大,具体见表2-10。
表2-10 氢化可的松注射剂不同剂型的比较
(2)附加剂:注射剂的附加剂种类多样,苯甲醇作为注射剂的附加剂,作用是多方面的,可作为溶媒、抑菌防腐剂和止痛剂等使用。据报道苯甲醇与致命的早产儿“喘息综合征”(以持续喘息为特征的呼吸紊乱)有关。一般认为,0.9%苯甲醇作为注射剂溶媒可以耐受,1%有溶血现象,2%苯甲醇溶媒可引起注射部位的硬结。
目前国内说明书自2005年起,严格规定,凡含有苯甲醇作溶媒的注射剂,均应标明“禁止儿童肌内注射”。甲泼尼龙说明书:本品使用苯甲醇作为溶媒,禁止用于儿童肌内注射。曲安奈德说明书:本品含苯甲醇,儿童禁用。
综上所述,全身用GC类药物的糖皮质激素活性包括生理作用和药理作用。生理剂量下GC主要用作内源性激素分泌不足的替代治疗。药理作用则是指服用高于生理剂量的GC时,可发挥与生理作用不同的药理作用。
1.生理作用 内源性GC氢化可的松和可的松与内源性糖皮质激素具有等效的糖盐代谢作用。原发性、继发性(垂体性)肾上腺皮质功能减退症和肾上腺酶系缺乏所致的肾上腺增生应长期或终生服用生理替代剂量;急性肾上腺皮质功能减退和慢性患者发生严重应激状况时,建议静脉滴注氢化可的松,因其无需肝药酶活化,静脉给药可迅速发挥药理作用;当中枢神经系统受抑制或肝功能不全的患者,建议口服氢化可的松或静脉给予氢化可的松琥珀酸钠,注意不能使用氢化可的松注射液,因其含50%乙醇,会加重病情。
2.药理作用服用等效剂量的GC类药物具有相同的抗炎作用,其药物治疗的相关影响因素包括有效性和安全性,其中有效性包括具有强大的抗炎活性、治疗指数高、起效迅速和药效平稳等特点,而安全性则包括具有较短的生物半衰期、对HPA轴抑制作用小、没有盐皮质激素作用及肝功能不全是否使用等。表2-11列出了几种糖皮质激素的药理作用情况。
表2-11 几种糖皮质激素药理作用介绍