血漿蛋白結(jié)合率(Plasma Protein Binding, PPB)是指藥物進(jìn)入血液循環(huán)后,與血漿中蛋白(主要包括白蛋白、α?-酸性糖蛋白和脂蛋白)發(fā)生可逆性結(jié)合的百分比,該參數(shù)定量描述了藥物與血漿中各類蛋白的結(jié)合程度,直接決定了具有藥理活性的游離藥物濃度,進(jìn)而成為影響藥物分布、代謝、清除以及最終藥效與安全性的關(guān)鍵橋梁。
鑒于其重要性,PPB研究貫穿于藥物從發(fā)現(xiàn)到上市的全過程。在臨床前階段,主要采用體外模型(如人空白血漿或特定純化蛋白)進(jìn)行系統(tǒng)篩選與結(jié)合機(jī)制評(píng)估,這是預(yù)測藥物在人體內(nèi)行為的首要環(huán)節(jié)。進(jìn)入臨床開發(fā)階段后,研究則可能轉(zhuǎn)為使用臨床試驗(yàn)中采集的真實(shí)血漿樣本。此階段獲得的數(shù)據(jù),旨在為給藥方案設(shè)計(jì)、特殊人群劑量調(diào)整以及全面的安全性評(píng)價(jià)提供關(guān)鍵依據(jù),最終支撐藥品注冊(cè)申報(bào)與臨床合理用藥的科學(xué)決策。
通過體外PPB研究,可根據(jù)藥物的血漿游離分?jǐn)?shù)(?u,p)或結(jié)合率對(duì)其結(jié)合特性進(jìn)行初步分類。通常,結(jié)合率<50.0%為低結(jié)合,50.0%≤結(jié)合率<90.0%為中結(jié)合,90.0%≤結(jié)合率<99.0%為高結(jié)合,結(jié)合率≥99.0%為極高結(jié)合。這種分類直接關(guān)聯(lián)不同的臨床研發(fā)策略:對(duì)于高蛋白結(jié)合藥物,ICH M12指南指出:預(yù)測在研藥物作為促變藥(perpetrator)引發(fā)藥物-藥物相互作用(DDI)風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)即為血漿蛋白結(jié)合率[1],尤其對(duì)于治療指數(shù)窄(Narrow Therapeutic Index, NTI)的藥物,其游離濃度的微小變化就可能導(dǎo)致療效喪失或毒性顯著增加。因此,在關(guān)鍵研發(fā)節(jié)點(diǎn),開展專門的人體臨床PPB分析至關(guān)重要,下文將詳述具體應(yīng)用場景。
一、何時(shí)需要進(jìn)行臨床PPB研究
在臨床研究中,如藥物的總血漿濃度與臨床觀察到的療效或不良反應(yīng)不匹配,且非臨床體外研究數(shù)據(jù)提示可能與PPB相關(guān),測定臨床樣品中游離藥物濃度有助于揭示潛在機(jī)制。需考慮開展臨床PPB研究的主要情形包括[2-5]:
結(jié)合飽和效應(yīng):當(dāng)藥物結(jié)合位點(diǎn)趨于飽和時(shí),繼續(xù)增加劑量可導(dǎo)致游離藥物濃度急劇上升,從而導(dǎo)致不良反應(yīng)發(fā)生。
競爭性置換:兩種高蛋白結(jié)合藥物聯(lián)用時(shí),可在結(jié)合位點(diǎn)上發(fā)生競爭性置換。例如,血漿蛋白結(jié)合率為99%的藥物A與結(jié)合率為98%的藥物B合用,若A被B置換致其結(jié)合率下降1%,則其游離分?jǐn)?shù)將從1%升至2%,即游離藥物濃度理論上翻倍,可能引發(fā)毒性反應(yīng)。此類相互作用對(duì)高結(jié)合藥物具有重要臨床意義。
病理狀態(tài)影響:在血漿蛋白水平降低(如肝硬化、腎病綜合征)或蛋白功能異常(如尿毒癥)的患者中,結(jié)合位點(diǎn)數(shù)量減少或內(nèi)源性抑制物蓄積,均可導(dǎo)致游離藥物濃度升高,增加藥效過強(qiáng)或者中毒風(fēng)險(xiǎn)。
上述情形對(duì)NTI藥物尤為重要。此外,在以下特殊情況下監(jiān)管機(jī)構(gòu)可能會(huì)要求在上市申請(qǐng)中提交專門的人體PPB數(shù)據(jù):藥物與血漿蛋白結(jié)合呈現(xiàn)高度非線性或不可預(yù)測性;初步臨床數(shù)據(jù)顯示PPB相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)顯著。
極少數(shù)情況下,甚至需在臨床試驗(yàn)過程中動(dòng)態(tài)監(jiān)測PPB(見圖1)。

圖1 臨床開發(fā)階段監(jiān)測血漿蛋白結(jié)合的研究策略
二、臨床PPB研究的方法
PPB研究的核心目標(biāo)是獲取可用于藥代動(dòng)力學(xué)建模和安全性評(píng)估的關(guān)鍵參數(shù)-游離藥物分?jǐn)?shù)(?u,p)。測定的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確分離并定量游離藥物。然而,分離過程易受平衡擾動(dòng)、非特異性吸附和膜滲漏等因素干擾;同時(shí),高結(jié)合藥物的游離濃度極低,對(duì)檢測靈敏度提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
近年來,PPB研究在技術(shù)與理念層面均取得顯著進(jìn)步。這一進(jìn)步并非源于單一“革命性”技術(shù)突破,而是分析技術(shù)、自動(dòng)化平臺(tái)和計(jì)算模型協(xié)同優(yōu)化的結(jié)果:
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)的普及實(shí)現(xiàn)了超高靈敏度、高選擇性和高通量;
高通量自動(dòng)化平臺(tái)(如96孔板格平衡透析裝置、超濾板、自動(dòng)液體處理工作站)結(jié)合低吸附材料,使游離藥物分離標(biāo)準(zhǔn)化、高效化;
理念轉(zhuǎn)變:從孤立數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取,轉(zhuǎn)向在生理藥代動(dòng)力學(xué)(PBPK)模型框架下進(jìn)行機(jī)制整合與預(yù)測,使?u,p真正成為理解藥物體內(nèi)行為、指導(dǎo)研發(fā)決策和保障臨床安全的工具。
常用PPB測定方法包括平衡透析(Equilibrium Dialysis, ED)、超濾法及超速離心法[6-9]等(見圖2),此外核酸類藥物還可采用凝膠電泳法。

三、基于RED技術(shù)的臨床PPB研究方法開發(fā)、驗(yàn)證與分析實(shí)踐
RED技術(shù)在傳統(tǒng)ED基礎(chǔ)上優(yōu)化,兼具一次性使用、快速、高通量和高質(zhì)量數(shù)據(jù)等優(yōu)勢:
孵育時(shí)間顯著縮短至2-6小時(shí),降低藥物降解風(fēng)險(xiǎn);
裝置和膜材料經(jīng)表面修飾,減少非特異性吸附;
96孔板格式支持自動(dòng)化操作,實(shí)現(xiàn)高通量篩選;
集成溫控系統(tǒng)(如CO2培養(yǎng)箱)確保pH 7.4、37 °C的生理?xiàng)l件,保障結(jié)合反應(yīng)的真實(shí)性;
適用于多種生物基質(zhì)(血漿、血清、腦脊液、組織勻漿等)。
對(duì)于高蛋白結(jié)合藥物,定量下限需覆蓋最低濃度的游離藥物濃度,并滿足方法學(xué)驗(yàn)證的要求。透析后,血漿室或緩沖液室分別補(bǔ)加等體積透析后緩沖液或血漿,測定Total端和Free端濃度,按以下公式計(jì)算:

CFree:透析后緩沖液室樣品的濃度;CTotal:透析后血漿室樣品的濃度
與分析實(shí)踐注意事項(xiàng)

由此可見,與常規(guī)臨床樣品生物分析類似,生物分析實(shí)驗(yàn)室的能力、分析方法的穩(wěn)健性和同類項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),將對(duì)研究結(jié)果起到關(guān)鍵作用。進(jìn)行臨床PPB研究時(shí),生物樣本管理、PPB的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析對(duì)?u,p的測定至關(guān)重要。
四、有濟(jì)醫(yī)藥支持臨床血漿蛋白結(jié)合研究的生物分析經(jīng)驗(yàn)

