脂肪餐显著增强Vatiquinone生物利用度与一日三次给药方案的优化策略

　　本综述深入探讨了Vatiquinone（一种15-脂氧合酶（15-LO）抑制剂）的药代动力学特性。研究表明，与空腹状态相比，伴随脂肪餐（固体或液体）给药能显著提升其生物利用度，AUC（药时曲线下面积）最高提升22倍。一日三次（TID）给药方案能维持稳定的血药浓度，确保其治疗弗里德赖希共济失调（一种以氧化应激和能量代谢失调为特征的疾病）的疗效。文章为临床优化给药方案提供了关键依据。

　　

引言

Vatiquinone（又称PTC743, EPI-743, alpha-tocotrienol quinone）是一种口服生物可利用的小分子药物，由PTC Therapeutics公司开发，用于治疗弗里德赖希共济失调。该疾病以高水平的氧化应激和能量代谢失调为主要特征。高水平的氧自由基会导致脂质过氧化物的积累和还原型谷胱甘肽（GSH）的耗竭，从而引发一个前馈循环，促进促炎信号传导，进一步增加氧化应激，并最终通过铁死亡导致细胞死亡。Vatiquinone是15-脂氧合酶（15-LO）的有效抑制剂，该酶是脂质过氧化物形成的关键酶。抑制15-LO可以阻断脂质过氧化物的积累，防止GSH的耗竭，进而阻止促炎信号，保护细胞功能并促进细胞存活。临床研究表明，Vatiquinone能够增加GSH水平，降低氧化型谷胱甘肽与还原型谷胱甘肽的比率（OX/GSH），这与疾病症状的临床改善以及疾病进展的阻止或逆转相关。

Vatiquinone能够穿过血脑屏障，通过抑制15-LO发挥其药理活性。临床数据表明，采用一日三次（TID）给药方案，Vatiquinone能长期改善弗里德赖希共济失调患者的神经和神经肌肉功能。临床安全性数据表明，Vatiquinone耐受性良好，未见剂量限制性毒性报道。其药代动力学（PK）和药效学（PD）已在健康志愿者以及儿科和成人患者的2/2b期研究中进行了评估。临床研究使用GSH的增加和OX/GSH的降低作为“氧化还原特征”和15-LO抑制的替代PD标志物。在目标PK暴露下，基线OX/GSH比率降低了96%。开发了基于体重的波段给药方案，使不同年龄段的患者能够获得一致的Vatiquinone PK暴露。体重13-25公斤的患者接受200毫克TID，而体重>25公斤的患者接受400毫克TID。

人体质量平衡和代谢物鉴定研究表明，肝脏消除是药物消除的主要途径。未发现主要代谢物。作为 perpetrator，临床研究表明，Vatiquinone对CYP2C9（IC₅₀: 3.7 μM）、CYP2C19（IC₅₀: 5.4 μM）和乳腺癌耐药蛋白（BCRP）（IC₅₀: 3.8 μM）底物缺乏临床相关影响。作为 victim，当与CYP3A4抑制剂伊曲康唑合用时，Vatiquinone的C_max和AUC_0–inf分别增加了3.5倍和2.9倍；与强CYP3A4诱导剂利福平合用时，C_max和AUC_0–inf分别降低了0.64倍和0.54倍。此外，PBPK模型表明，中度CYP3A4抑制剂和诱导剂对Vatiquinone暴露的影响可忽略不计。

Vatiquinone口服给药，有胶囊或溶液形式。脂肪食物的摄入对于增强此类低生物利用度的亲脂性分子的吸收是必需的。为了增强口服生物利用度，Vatiquinone应与食物同服。建议患者在服用Vatiquinone时搭配脂肪餐，其脂肪含量至少占总热量的25%。根据估计的有效半衰期（T_1/2,eff）约为9小时，需要一日三次（TID）给药方案来维持治疗性药物暴露。建议在TID给药方案中，Vatiquinone的服用时间与进餐时间（早餐、午餐和晚餐）一致。本研究讨论了支持Vatiquinone与脂肪餐同服并在早餐、午餐和晚餐时间给药的临床研究数据。支持的临床研究包括一项Vatiquinone食物效应研究和一项6-6-12小时间隔的TID给药时间表研究。

材料与方法

食物效应和TID时间表研究

伦理

食物效应研究在QPS Bio-Kinetic（斯普林菲尔德，密苏里州）进行，符合《赫尔辛基宣言》、ICH良好临床实践（GCP）指南和监管要求。受试者在研究开始前至少48小时签署了机构审查委员会（IRB）批准的知情同意书。

TID时间表研究根据方案以及源自国际指南的共识伦理原则进行，包括《赫尔辛基宣言》和国际医学科学组织理事会国际伦理指南、适用的国际协调会议（ICH）良好临床实践（GCP）指南以及适用的法律和法规。在患者参与本研究之前，根据ICH GCP以及参与国的监管和法律要求获得了书面知情同意。

研究参与者

食物效应研究招募了18至55岁（含）的男性和女性受试者，体重指数（BMI）为18–32 kg/m²。根据筛选时的病史、体格检查、实验室评估、12导联心电图（ECG）和生命体征，确定受试者健康状况良好。本研究期间禁止使用强CYP3A4抑制剂/诱导剂。其他关键排除标准包括目前患有或曾有显著内分泌、肝脏、肾脏、血液、肺、心血管、胃肠道、免疫或神经系统疾病的受试者。

TID时间表研究招募了18至55岁（含）的男性和女性受试者，BMI为18–32 kg/m²。根据筛选时的病史、体格检查、实验室评估、12导联心电图和生命体征，确定受试者健康状况良好。所有受试者同意在研究期间及最后一次给药后至少1个月内使用避孕措施。受试者在研究药物给药前28天内不得参加任何其他研究性试验，或已知对研究药物或其任何辅料过敏。在入住前30天和研究期间禁止使用强CYP3A4抑制剂/诱导剂。其他关键排除标准包括目前患有或曾有临床表现的显著内分泌、肝脏、肾脏、血液、肺、心血管、胃肠道、泌尿、免疫或神经系统疾病，或有胃肠道手术史。

研究设计

食物效应研究是一项开放标签、随机、3治疗、3周期交叉研究，旨在评估单剂量300毫克（3 × 100毫克胶囊）Vatiquinone在空腹和进食（液体食物[PediaSure]或脂肪餐）条件下的药代动力学。受试者根据随机化方案在每次访视时接受指定的治疗。治疗之间设有至少7天的洗脱期。空腹治疗组的受试者需要在给药前禁食至少10小时。脂肪餐治疗组的受试者在30分钟内摄入餐食，随后在吃完饭后15分钟内用240毫升水送服研究药物。液体餐治疗组的受试者在给药时同时摄入液体食物。所有受试者在接受研究药物后禁食4小时。给药前1小时和给药后1小时限制饮水。脂肪餐组的受试者摄入的餐食热量约30%–35%来自脂肪，约45%–55%来自碳水化合物。每日总热量为1890–2420千卡。液体餐组的受试者饮用一瓶PediaSure（8 fl oz），其含有240千卡热量，其中9千卡来自脂肪（12%）。测试PediaServe是为了给无法服用固体制剂或固体食物的儿科患者提供一个餐食选择。

TID时间表研究是一项1期、开放标签、非随机、多剂量研究，对象为健康男性和女性受试者（第1部分），随后是一项健康男性受试者的单剂量研究（第2部分）。该研究的第1部分包括2组；每组入组8名受试者，总共最多16名受试者。每组分配4名男性和4名女性。受试者在第1天入住研究地点。从第1天到第6天，第1组的所有受试者接受200毫克口服剂量的Vatiquinone，按TID给药；第2组的所有受试者接受400毫克口服剂量的Vatiquinone，按TID给药。TID给药时间表基于6小时间隔，与早餐、午餐和晚餐的时间相对应。药物在食用脂肪餐后30分钟内服用。早餐、午餐和晚餐的餐食脂肪含量至少占总热量的25%。每顿脂肪餐含有400–500千卡热量，其中100–125千卡来自脂肪。

药代动力学样本收集和非房室（NCA）药代动力学分析

在食物效应研究中，对所有治疗组（空腹、液体餐和脂肪餐）在第1天和第6天开始采集用于Vatiquinone PK分析的血样。采集时间点为0（给药前）以及给药后0.5、1、1.5、2、3、4、6、8、12、24和48小时。完成至少一个研究周期且至少有5个样本高于定量下限（BQL）的受试者被纳入分析。使用Phoenix WinNonlin 5.2通过非房室分析（NCA）计算Vatiquinone PK参数。PK参数包括C_max（峰浓度）、T_max（达峰时间）、λz（末端消除速率常数）、T_1/2（末端消除半衰期）、AUC_0–t（从时间0到时间t的血药浓度-时间曲线下面积）和AUC_0–∞（从时间0到无穷大的血药浓度-时间曲线下面积）。

在TID时间表研究中，在第1天和第6天早晨给药后，对两个治疗组（200和400毫克）采集用于Vatiquinone PK分析的血样。采集时间点为0（给药前）以及给药后2、3、4、5、6、8、9、10、11、13、14、15和24小时。使用Phoenix WinNonlin 6.3，并采用基于实际采血时间的血浆浓度-时间曲线的NCA来计算Vatiquinone PK参数。分析得出的PK参数包括但不限于C_max、T_max、T_1/2、AUC_0–t和AUC_0–∞。对个体浓度-时间数据的半对数图的末端线性相进行了回归分析。在分析过程中，重复使用至少最后3个非零浓度点，然后是最后4个点、最后5个点，依此类推。C_max之前（包括C_max）的点未被使用。

安全性评估

在食物效应研究中，安全性数据集包括接受研究药物且至少有一次基线后安全性评估的受试者，用于耐受性和安全性变量的分析。通过给药前和给药后评估来评估药物安全性，包括生命体征（血压、呼吸频率和心率）、心电图、临床实验室值（化学、血液学和尿液分析）、体格检查以及不良事件（发生率、严重程度和相关性）的监测。最后一次诊所访问后7天进行随访。

在TID时间表研究中，安全性数据集包括接受研究药物且至少有一次基线后安全性评估的受试者，用于耐受性和安全性变量的分析。通过给药前和给药后评估来评估药物安全性，包括生命体征（血压、呼吸频率和心率）、心电图、临床实验室值（化学、血液学和尿液分析）、体格检查以及不良事件（发生率、严重程度和相关性）的监测。最后一次诊所访问后7天进行随访。

统计考虑

两项研究均未使用正式统计学方法确定样本量。

生物分析方法

样本采集：用于Vatiquinone分析的3毫升人血样本采集在3毫升肝素锂真空采血管中，并在白光保护下进行。采集后，用琥珀色袋子覆盖血液真空采血管，并通过在4°C或环境温度下以1600 g离心10分钟来收获血浆。所有抽取的血样在采集后45分钟内根据已建立的血液稳定性进行处理和离心。使用干净的移液器（每个样本使用一个新移液器）将每个离心血样管中的至少0.8毫升血浆转移到两个适当标记的琥珀色血浆冷冻管中，并在分析前储存在保持<-70°C的直立冷冻箱中。

生物分析：该方法涉及通过蛋白质沉淀提取程序，使用冷甲醇提取50 μL肝素锂人血浆和50 μL内标（IS，Vatiquinone-d₄），定量范围为5.00–1000 ng/mL。将混合物涡旋离心，将上清液转移到一个干净的1毫升96孔板中，向所有孔中加入100 μL甲醇:水（50:50; v/v），然后将板涡旋离心。将最终提取物的5 μL样品注入HPLC系统，并使用串联质谱仪进行定量。使用Acquity UPLC BEH苯基柱（1.7 μm, 2.1 mm × 50 mm, Waters Corporation, MA）进行色谱分离，以水:乙腈:1M醋酸铵:醋酸（95:5:0.2:0.2 (v:v:v:v)）作为流动相A，乙腈:1M醋酸铵:醋酸（100:0.2:0.2 (v:v:v)）作为流动相B，在梯度下进行。

监测的多反应监测过渡离子分别为m/z 423.4→165.1（Vatiquinone）和m/z 427.4→169.1（IS，Vatiquinone-d₄）。使用标准品的分析物与IS峰面积比，通过1/x²加权最小二乘回归分析获得线性校准曲线。由于Vatiquinone的光不稳定性质，该方法在黄光条件下（无白光）进行了验证。样本在分析前深冻（≤ -70°C）储存。验证研究表明，测定人肝素锂血浆中Vatiquinone的程序是特异、准确、精密和可重复的。

结果

人口统计学

两项研究的受试者人口统计学数据列于表1。

食物效应研究

药代动力学评估

各治疗组的Vatiquinone血浆浓度曲线如图1所示，药代动力学参数列于表2。

单次服用300毫克剂量后，无论进食状态如何，Vatiquinone均表现出吸收相，随后是多相处置相。当Vatiquinone与脂肪餐（固体或液体）同服时，吸收似乎得到增强。单次服用300毫克剂量后，Vatiquinone吸收迅速，无论进食状态如何，中位T_max为4–5小时。各治疗组的T_1/2也似乎相似。然而，与脂肪餐（固体或液体）同服时，Vatiquinone的暴露量显著增加。

与空腹受试者相比，食用脂肪餐的受试者的平均Vatiquinone C_max和AUC_0–t分别高出36倍和22倍；食用液体餐的受试者分别高出4.1倍和3.0倍（表3）。脂肪餐的受试者间变异性较低。

安全性评估

本研究表明，单剂量Vatiquinone对所有治疗组都是安全且耐受性良好的。五名受试者共报告了6次不良体验。空腹组中，一名受试者（5.9%）报告了至少一次治疗中出现的不良事件（TEAE）。液体餐组中，5名受试者（27.8%）报告了至少一次TEAE。脂肪餐组中，3名受试者（17.6%）报告了至少一次TEAE。无死亡及严重不良体验。所有不良体验强度均为轻度，并在研究期间得到解决。实验室安全性值、生命体征或心电图数据均无临床显著发现。

6–6–12小时间隔TID给药时间表研究（与脂肪餐同服）

药代动力学评估

Vatiquinone血浆浓度曲线如图2所示，药代动力学参数列于表4。

在6-6-12小时间隔的TID给药方案下，所有受试者在24小时内均表现出3个峰值。典型的个体PK曲线清楚地显示了3个峰值，分别对应于Vatiquinone在餐时（早餐、午餐和晚餐）的给药时间。这3个峰值在第1天和多次给药后的第6天均一致观察到。所有受试者在第一次早晨给药后均观察到延迟吸收。稳态（第6天）的PK曲线表明，所有受试者在24小时内均表现出多个峰值。与第1天的个体曲线相比，平均PK浓度曲线中的多个峰值显得更平坦（图2，顶部），这是由于3个峰值出现时间的变异性所致，但在给药7天后变得更加一致（图2，底部）。

Vatiquinone的暴露量（AUC_0–24、C_avg,24和C_max）从200毫克增加到400毫克时，似乎呈剂量比例增加。暴露变异性为中等，范围约为36%–64%。第6天的平均ARAUC表明，200毫克和400毫克的蓄积比分别为1.61和1.73。

安全性评估

本研究表明，单剂量Vatiquinone对所有治疗组都是安全且耐受性良好的。共有6名受试者经历了17次TEAE。200毫克剂量组有2名受试者，400毫克剂量组有4名受试者。本研究中没有严重的TEAE或导致停药或死亡的TEAE。所有TEAE的严重程度均为轻度。在血液学参数、生化参数、12导联心电图、生命体征、体格检查以及其他与安全性相关的观察中，未发现具有临床意义的趋势。

讨论

Vatiquinone是一种α-生育三烯酚醌，是由α-生育三烯酚氧化衍生的分子。亲脂性分子的吸收在脂肪餐存在下显著增强。亲脂性衍生物最初被纳入膳食脂质的胶束中，而胆汁酸和盐的分泌受到脂肪食物的刺激，以帮助乳化过程。胶束在粘膜的刷状缘被吸收进入肠细胞，然后以乳糜微粒的形式从肠细胞分泌到淋巴系统中。此后，含有吸收的脂质产品的乳糜微粒进入淋巴系统而不是门静脉血液系统，从而避免了肝脏的首过代谢。

Vatiquinone是高度亲脂的。其分配系数（clogP）约为7.8，被归类为生物药剂学分类系统（BCS）4类，即低溶解性和低渗透性。一致地，BCS 4类药物的生物利用度在脂肪餐下显著增强。

正如在脂肪和液体餐治疗组中观察到的那样，含有脂肪的餐食降低了受试者间变异性，这可能是由于乳化过程提供的溶解度增加所致。食物效应研究中包括了像PediaSure这样的液体营养饮料的效果，因为目标患者群体未来可能包括更年轻的患者。两种餐食都显著增强了药物的生物利用度，因此，所有后续的临床研究都是在进食条件下进行的，对于不能服用固体食物或胶囊制剂的患者，使用脂肪餐或液体餐。

TID给药频率的选择是基于从单次和多次给药的健康志愿者和患者研究的PK结果中估算的Vatiquinone药物T_1/2，以将稳态最低浓度目标维持在体外EC₅₀以上。确定的最佳给药方案是维持最低血浆浓度C_min高于EC₅₀，该EC₅₀对应于挽救来自患有氧化应激疾病的FA患者的成纤维细胞。EC₅₀约为11 ng/mL（EC₅₀: 24 nM）。群体PK模拟表明，TID给药能在整个给药间隔期间将C_min维持在目标EC₅₀以上。

给药时间表研究评估了第1天和连续TID给药后第6天的Vatiquinone PK。具体来说，该研究评估了6-6-12小时间隔的TID给药方案，其中药物给药时间方便地与早餐、午餐和晚餐的时间相对应。正餐而不是零食具有更高的热量含量，因此，在进餐时间服用Vatiquinone以最大化药物生物利用度至关重要。由于摄入脂肪餐（≥ 25%脂肪）是增强药物生物利用度和实现治疗性药物暴露的关键部分，因此，一个能进一步帮助加强便利性和依从性的最佳TID给药方案应被视为Vatiquinone给药方案的一个组成部分。