阿替洛尔，噻吗洛尔和倍他洛尔在兔体内的局部眼药代动力学和生物利用度

摘要：滴眼液给药后的眼生物利用度是一个重要但很少确定的药代动力学参数。在这项研究中，测量了三种β受体阻滞剂混合物在白兔眼局部给药后的药代动力学。房水样品用LC-MS/MS分析，药代动力学参数用房室和非房室模型分析估算。眼生物利用度范围广：阿替洛尔（0.07%）、噻吗洛尔（1.22%，1.51%）和倍他洛尔（3.82%，4.31%）。眼的绝对生物利用度呈亲脂性的正趋势，其值显示约60倍的范围。生成的数据增强了我们对药物的眼药代动力学的理解，可用于构建眼药开发中的药代动力学模型。

关键词：噻吗洛尔  倍他洛尔  阿替洛尔 眼药代动力学  兔  眼药水  眼生物利用度

简介：局部给药是目前治疗眼部前部疾病最常见的方法。据称局部给药后的眼生物利用度小于10％，但仅对四种化合物测定了兔子中的生物利用度，而完全没有测定人类中的生物利用度。角膜前的一些因素，如过多液体的排出，正常的泪液周转和通过结膜的全身吸收，从眼表排出药物，从而减少药物在眼内组织中的吸收。药物溶液流入鼻泪管，导致鼻黏膜和胃肠道的进一步全身吸收。局部给药后主要的眼吸收途径是穿过角膜和结膜。角膜吸收后，药物渗透到房水，进一步进入虹膜和睫状体，然后进入全身循环。药物也可以通过房水周转进入小梁网和Schlemm管或分布到晶状体而消除。药物向玻璃体房的转移受到房水从后向前流动的阻碍。

药物也可能通过结膜和巩膜吸收到眼睛中，然后进一步分布到虹膜和睫状体中。大多数药物结膜渗透导致全身循环而不是眼内分布。角膜渗透是亲脂性药物最重要的眼部吸收途径。角膜上皮是角膜的主要渗透屏障。经结膜药物吸收对房水中药物浓度的影响很小，房水是评估眼局部生物利用度的主要场所。绝对眼生物利用度是局部给药和前房内给药后房水中浓度曲线下面积（AUC）的比值。前房内给药是药物直接注射到前房，这种情况代表100%的生物利用度。在本研究中，我们确定了代表一系列亲脂性值的三种抗青光眼药物阿替洛尔，噻吗洛尔和倍他洛尔的局部药代动力学。这些β受体阻滞剂混合局部应用于兔眼，量化房水药物浓度，并测定药代动力学参数，包括绝对眼部生物利用度（利用我们先前研究的室内药代动力学数据）。

图1、局部给药后的眼药代动力学。A： 局部给药后的吸收和消除途径：1）角膜吸收；2）结膜吸收；3）经鼻泪管清除；4）经小梁网清除；5）分布到虹膜睫状体；6）分布到晶状体。B： 眼睛的解剖学。

动物试验：实验使用了16只雄性新西兰白化兔，年龄3-6个月，体重2.8-3.2kg。
将动物饲养在温度和湿度受控的环境中，光照/黑暗周期为12/12h。动物单笼饲养。所有的兔在实验前均接受眼部检查。局部应用β受体阻滞剂，然后收集每只动物的房水样本。采样时间分别为5、10、20、30、60、120、180、240min，每个时间点4只眼（n=4）。将含有20 mM阿替洛尔，10 mM盐酸倍他洛尔和10 mM马来酸替莫洛尔的磷酸盐缓冲液（pH调节至7.4; 322 mOsm / kg）的混合物施用于每只兔的两只眼睛的角膜-巩膜上缘（25μL/只） 。耳缘静脉注射致死剂量的戊巴比妥（60 mg / mL）处死动物，从前房抽取房水。所有样品在-80°C储存直至分析。

房水样本分析：标准品（0.1–5000 nM）由PBS中的β受体阻滞剂混合物制备，，并用含有20％猪房水和80％PBS的溶液稀释。 使用阿替洛尔-d7、倍他洛尔-d5和马来酸噻吗洛尔-d5作为内标物（ISTD）。

药代动力学分析：使用Phoenix WinNonlin进行房室分析。 使用具有一级吸收动力学的一室和两室模型分析平均浓度数据。用Akaike的信息准则和对观察和预测浓度随时间关系图的目视检查来选择最佳的房室模型。使用三种不同的加权方案进行曲线拟合：均一度，1 /预测浓度（1 / Yhat）和1 /（预测浓度）。在同一房室模型中，利用估计参数的变异系数（CV%）和残差图来选择最佳加权方案。局部应用三种药物后，获得从时间零点到无穷大的AUC、最大浓度（Cmax）、达到最大浓度的时间（tmax）和消除半衰期（t1/2）。采用平均浓度和线性梯形规则进行非房室分析。

根据公式1计算三种β受体阻滞剂的房水生物利用度：

其中Top和IC分别指局部给药和前房内给药。IC给药数据取自我们之前的研究。

结果：局部药动学参数： 一室模型是最好的结构模型，对所有三种药物都使用1 / Yhat2加权模型。 最终模型估计的浓度与观察到的数据一起显示在下图中。亲脂性更强的化合物倍他洛尔和噻吗洛尔比亲水性更强的阿替洛尔获得了更高的房水浓度。药物动力学分析排除了三种药物的五个房水浓度，因为它们被认为是离群值。根据房室分析估计的药代动力学参数列于表1。

局部应用阿替洛尔（剂量=500nmol）、噻吗洛尔（剂量=250nmol）和倍他洛尔（剂量=250nmol）后兔的房水浓度-时间曲线。每个圆圈表示平均浓度±平均值的标准差（n=3-4）。基于单室一级药代动力学模型的最佳拟合用虚线表示。

表1、兔局部给药阿替洛尔（500 nmol）、噻吗洛尔（250 nmol）和倍他洛尔（250 nmol）后房水浓度的房室分析。

绝对局部生物利用度：兔眼局部和前房内给药后三种β受体阻滞剂浓度分布的剂量归一化比较如图所示。

表2列出了来自我们局部药代动力学研究和先前的前房内研究的房水中药物的生物利用度值。基于房室和非房室分析，生物利用度的顺序为倍他洛尔>噻吗洛尔>阿替洛尔。 

结果显示，倍他洛尔（3.82％，4.31％）和阿替洛尔（0.07％）的生物利用度之间存在显著的55-62倍差异。

结论：局部使用三种β受体阻滞剂，并评估了它们的眼部药动学。测定了阿替洛尔、噻吗洛尔和倍他洛尔在房水中的绝对生物利用度。数据显示局部β阻断剂的生物利用度范围广泛，约为60倍。本研究的结果有助于提高对眼部药代动力学的理解，并可能为眼科局部用药和药物开发提供参考。

原文出自：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928098720303419