Введение
В создании и изучении как новых перспективных физиологически активных веществ, так и уже практикуемых лекарственных средств обязательно применяются исследования процессов, характеризующих фармакокинетический профиль соединения, таких как абсорбция, распределение, метаболизм и экскреция. Обязательными этапами разработки и создания лекарства являются доклинические испытания, начальная фаза клинических испытаний и оценка биоэквивалентности, которые требуют серьезных фармакокинетических исследований [1].
Для фармакокинетических расчетов процессов имеется целый ряд программ разного уровня – высокопрофессиональных коммерческих продуктов, предназначенных для анализа данных традиционной фармакокинетики (WinNonlin [2], Kinetika) и популяционной фармакокинетики (Monolix [3], NONMEM). Также существуют стандартные макросы, реализованные в пакетах электронных таблиц [4]. Исходя из этого, остается актуальной разработка новых программных продуктов с доступным инструментарием для стандартного пользователя.
Программа «Резольвента» за авторством И.И. Мирошниченко представляет собой интерактивную графическую оболочку для непараметрического анализа фармакокинетических данных, созданную средствами языка программирования VisualBasic. Ее применение позволяет рассчитать такие основные фармакокинетические параметры, как общий клиренс (Cl), среднее время удержания (MTR) и стационарный объем распределения (VSS) у конкретного больного, участвующего в исследовании, или средние показатели из всей выборки, исходя из значений о концентрации исследуемого препарата в определенный момент времени.
В этом отношении она выгодно отличается от пакетов, реализованных в чисто процедурных средствах программирования: Farm, PKCALC [5], USC*PACK [6], особенно при исправлении или корректировке введенных данных: процедура ничем не отличается от работы в простейшем текстовом редакторе. Представляет интерес Windows-совместимая NCOMP, но, к сожалению, ее возможности ограничены в основном внутрисосудистым маршрутом введения. Программа M-ind [7], удовлетворяющая многим потребностям пользователя, достаточно устарела, хотя и позволяет рассчитывать изменение концентрации исследуемого препарата в крови в зависимости от времени независимо от способов введения лекарственного средства и фармакокинетические параметры препарата статистическими методами.
Стандартный интерфейс программы «Резольвента» прост в освоении, овладение основными функциями занимает достаточно непродолжительное время. Меню «маршрут» содержит подменю для трех наиболее применяемых путей введения лекарственных веществ: мгновенного внутривенного, инфузии и перорального введения. Система обеспечивает связь с другими Windows-приложениями посредством стандартных операций меню «правка»: удаления, копирования и вставки.
Цель исследования – сравнение разработанного программного обеспечения для вычислений фармакокинетических показателей в процессе изучения фармакокинетики лекарственных средств с другими продуктами.
Материал и методы исследования
В сравнении основных фармакокинетических параметров, таких как Cl, MTR, VSS, и площади под фармакокинетической кривой (AUC) применялись программы: «Резольвента», WinNonlin и PKSolver.
Для начала работы необходимо внести значения времени и концентрации, каждый ввод завершается нажатием клавиши Enter (рис. 1). Нулевые значения не допускаются. Далее следовать указаниям диалоговых окон, где надо указать точку начала моноэкспоненциальной фазы (для данного примера – 3). Программа создает отчетный файл в виде текста и помещает его в текущий каталог.
Фармакокинетические показатели Vss, Cl и MRT рассчитывали по приведенным ниже формулам:
VSS = Cl ∙ MRT = – (Dose / AUC),
MRT = – (AUMC / AUC).
AUC и площадь под первым моментом этой кривой (AUMC) определяли методом трапеций [8].
При непрерывной инфузии препарата с постоянной скоростью пользователь вводит значение продолжительности инфузии. В этом случае для соответствующих значений среднего времени удерживания и стационарного объема распределения вводится поправка [9]:
,
.
Константу абсорбции первого порядка (kabs) при внесосудистом пути введения рассчитывали методом Доста, а при наличии фазы распределения – методом двойных остатков, при этом значения MRT рассчитывали по формуле:
.
Этамбутол–(N,N’-этилен-бис-2-амино-бутан-1-ола дигидрохлорид) оказывает выраженное туберкулостатическое действие. Принимается перорально (PerOS в интерфейсе программы). Всасывание препарата достигает 75–80%, с белками плазы – до 30% [10].
Рис. 1. Интерфейс программы «Резольвента» в виде отчетного файла с результатами расчета фармакокинетических параметров
Рис. 2. Изменение значений усредненных концентраций (мкг/мл) этамбутола в плазме крови участников исследования Источник: составлено И.И. Мирошниченко [11]
Максимальная концентрация этамбутола (Cmax) достигается через 2–4 ч; а за период 24 ч его концентрация в плазме составляет менее 1 мкг/мл, время полувыведения (T1/2) находится в пределах 3–4 ч.
Фармакокинетический профиль лекарственного препарата, по ранее опубликованным данным этамбутола, при приеме участниками исследования внутрь в дозе 400 мг [11, с. 20–23] представлен на рисунке 2.
Результаты исследования и их обсуждение
В таблице приводятся значения параметров фармакокинетики этамбутола, полученные путем расчета данных разными программами: «Резольвента», WinNonlin (наиболее распространенная, фактически стандарт, однако дорогостоящая) и PKSolver (надстройка в Excel). В отличие от других программ, «Резольвента» позволяет рассчитать значение константы абсорбции при внемодельных методах расчета. Также возможно определить стационарный объем распределения. При этом значения общего объема и константы элиминации в терминальной фазе, производные от других параметров, легко подсчитываются:
Lambda_z = ln2 / kel = 0,1043 1/ч,
Vd = Cl / kel = 136,97 л.
По результатам сопоставления полученных фармакокинетических параметров не было выявлено какого-либо предпочтения в использовании того или иного метода для расчета, путей введения или препарата для указанных ранее фармакокинетических параметров. Рассчитаны сопоставимые величины, что подтверждает оправданность применения программы «Резольвента».
Полученные данные практически не отличаются от золотого стандарта WinNonlin и, в меньшей степени, от PKSolver (с относительной погрешностью 20% для Lambda_z и не более 10% для остальных параметров). В то же время при расчете среднего времени удерживания лекарственного вещества MRT учитывается среднее время абсорбции.
Полученные при использовании программы «Резольвента» данные фармакокинетических показателей для того или иного препарата можно сохранить под соответствующим названием и открыть повторно с указанием пути введения препарата (рис. 3).
Значения фармакокинетических показателей при пероральном введении этамбутола
|
Параметры |
Ед. измерения |
«Резольвента» |
WinNonlin |
PKSolver |
|
AUC |
ч·мкг/мл |
25,98 |
25,98 |
25,76 |
|
T1/2 |
ч |
6,64 |
6,64 |
6,01 |
|
AUMC |
ч·мкг/мл |
27,99 |
27,99 |
27,58 |
|
Cmax |
мкг/мл |
2,98 |
2,98 |
2,98 |
|
Tmax |
ч |
3,00 |
3,00 |
3,00 |
|
Cl / F |
л/ч |
14,29 |
14,29 |
14,56 |
|
Vss / F |
л |
117,04 |
– |
– |
|
kabs |
1/ч |
1,39 |
– |
– |
|
Vd / F |
л |
– |
136,81 |
126,16 |
|
MRT |
ч |
8,19 |
8,91 |
8,64 |
|
Lambda_z |
1/ч |
– |
0,10 |
0,12 |
Примечание: F – доля поглощенной дозы.
Рис. 3. База данных программы «Резольвента» Источник: составлено И.И. Мирошниченко
Важно заметить, что в подкаталоге System операционной системы должна находиться библиотека msvbvm50.dll – фактически набор программ, которые поддерживают работу приложений, созданных средствами языка программирования VisualBasic, к которым относится программа «Резольвента», и необходимы в любой операционной системе Windows. Представленная программа не занимает много места на диске (исполняемый файл не более 50 Кбайт), не требует установки в программных файлах.
Заключение
Продукт адаптирован для использования исследователями в области фармакокинетики и успешно применялся для изучения новых лекарственных форм и оценки биоэквивалентности воспроизводимых лекарственных средств. Фармакокинетические параметры на примере этамбутола имеют идентичный характер с WinNonlin, что подтверждает пригодность программы «Резольвента» для фармакокинетических задач.