Pharmacokinetics of Cyclosporine in Rabbits with Carbon Tetrachloride and Bile Duct Ligation-induced Hepatic Disorder

약학희지 제42권제2 호 181-186(1998) Yakhak Hoeji Vol. 42. No. 2

사염화탄소 및 담도폐쇄 유발 간장장애 가토에서 싸이크로스포린의 약물 동태

최준식* ■최병철 • 범진필* 조선대학교약학대학 , •조선대학교간호전문대학

(Received December 23, 1997)

Pharmacokinetics of Cyclosporine in Rabbits w ith Carbon Tetrachloride and Bile Duct

Ligation-induced Hepatic Disorder

Jun-Shik Choi, Byong-Chul Choi and Jin-Pil Burm*

College o f Pharmacy, Chosun University, Kwangju 501-759, Korea

* Ju n io r College o f Nursing, Chosun University, Kwangju 501-140, Korea

Abstract— This study was attempted to investigate the pharmacokinetics of cyclosporine (10 mg/kg.

oral) in rabbits with CCU and bile duct ligation-induced hepatic disorder. H ie area under the curve (AUC) of blood cyclosporine concentration versus time was significantly increased (pKO.Ol) in rabbits with CCLrinduced hepatic disorder. Elimination rate constant (Kel) was significantly decreased (p<0.05, p<0.01) in rabbits with CCI4 and bile duct ligation-induced hepatic disorder. Volume of distribution (Vdss) and total body clearance (CLtot) were significantly decreased (p<0.01) in rabbits with CCLrin- duced hepatic disorder. But Vdss was significantly increased (p<0.01) in rabbits with bile duct ligation.

Maximum blood concentration (Cmax) and time (Tmax) to reach the Cmax in normal rabbits were 343 ng/m l and ,0.94 hr. respectively. Cmax and Tmax values in rabbits with CCLrinduced hepatic disorder were 874 ng/m/ and 2.71 hr. respectively. Cmax and Tmax values in rabbits with bile duct ligation were 105 ng/m l and 2.834 hr. respectively. From results of this experiment, it is desirable to do therapeutic drug monitoring of cyclosporine for effective treatment when the cyclosporine is administered to pa­

tients with liver disorder in clinical practice.

Keywords Q Pharmacokinetics, cyclosporine. CCI4 and bile duct ligation-induced hepatic disorder, therapeutic drug monitoring.

싸이크로스포린은가장번번하게사•용되는이식수술 전후외 면역억제제* 와 자가면역질환®에 경구및주 사제로투여되고있다. 경구투여시 20~60%의생체이 용률과다양한약물동태가나타나는데이는수동확산에 의한느린흡수율과낮은용해도에기인하고있다. 싸이 크로스포린은위장관상부에서 주로흡수되어"'®* 체내 에널리분포되며® 주로간에서 대사되어 담즙을통해 배설되는약물이다;"®

* 본 논문에 관한 문의는 이 저자에게로

(전화) 062-220-3737 (팩스) 062-222-5414

싸이크로스포린의투여는이식수술후나질병상태에 서 투여되므로 환자의 병태상태에 따라 약물의 흡수, 분포, 대사및배설등외 약물동태에 영향을주어 약물 의효과에 큰변화가올수있다. 싸이크로스포린은 안 전역이 좁고음식물/® 병용약물/ * 담즙""'"® 및질 병상태"^® 등의여러생리적 영향을받아흡수율에 다 양한 개체차이률 나타내므로"®* 효율적인 치료틀 위한 투여용량과투여간격을결정하는데어려움이 있다.

기존의싸이크로스포제제는수용성위액중에서수중 유형 에멀젼을 형성하여 체내 흡수가 이루어지므로^*

이식수슬후. 간장장애및담도폐쇄로인한담즙분버장

측대뢰동맥에폴리에틸렌관

(21

10

혈액은 0.25, 0.5, 1, 2, 3,

6

실험동물외 생체항둥성을유지하기위해채혈량만 큼외 생리식염수를 syringe infusion pum p로귀정맥 을통해주입하였고가토의체온을유지하기위해백열 등을조명하였다.

싸이크로스포린혈중농도분석

전혈^중 싸이^{크 로 스 포} 린^{농 도 는} Agarwal등회의 flu­

orescence polarization immunoassay 방법으로

TDX-FLX 분석기를이용하여신속히 분석하였다. 전

혈 15(UiZ를 micropipet으•로정확히 취한 후 cen­

trifuge tube에넣고, solubilization reagent 50 (요/을 넣었다. 다옴전혈 precipitation reagent 300 를넣 은후 30초간 vortex mixing하였다. 3,000 rpm으로

10분간원심분리한후상층액200 H/ 틀 취하여싸이^크

로스포 린 monoclonal whole blood antibody 시약을 사용하여 average polarization를즉정하였다.

검량곡선은싸이크로스포린 0, 100, 250, 500, 1000,

1500ng/ml외농도로위의 방범과동일하게 측정하였

으며검량선은 Fig. 1과같다.

약물동태학적해석

경구투여 후 싸이크로스포린외 modeHndepen-

0 300 600 900 1200 1500

Concentration(na/m))

Fig. 1—— Calibration curve of cyclosporine in blood by TDX-FLX.

애가싸이크로스포린의 흡수, 장간순환및대사에영향 을주므로이를검토하여장기이식후및질병상태에서 투여되는 싸이크로스포린의 투여설계의 기초 자료를 얻고자하였다.

실험방법

시료, 시약및기기

시료인싸이크로스포린은 Sandoz사주사제를사용하 였으며, 싸이크로스포린 측정용 시약인 monoclonal whole blood antibody solution, cyclosporine mono­

clonal whole blood fluorescene tracer solution, solubilizing reagent, whole blood precipitation reagent 및 buffer solution은 Abbott사 Kit를사용하 였으며그리고사염화탄소. 올리브유. 우레탄등은일급 시약을 사용하였다. 기기로는 TDX-FLX 분석기 (Abbott Lab, TM, U.S.A), mechanical inftision pum p (Abbot Lab, TM, U.S.A), lEC centrifuge (International Equipment Company, U.S.A) 및 personnal computer(486 DX, IBM)를사용하였다.

사염화탄소유발간장장해및담도ffll쇄실험동물 체중

2 .0

1

사염화탄소유발간장장해실험동물^*은사염화탄소 와을러브유를 1：4로흔합한 20% 용액 2 mZ/kg를실 험 24시간전피하주사하였다. 담도폐쇄실험동물은가 토를마취시킨후늑골밑정중선을절개하여총담관을 실험

2

상상태인 정상군 (Normal) 과사염화탄소유발간장장

해군 (C C lrinduced) 및담도폐쇄군 (Bile Ligation) 을각각

6

약물투여및혈액채취

실험동물은 25% 우레탄"생리식염액 4m //kg으로 피하주사하여마취시키고고정대위에고정시킨후, 우

최준식■최병철• 범진필

0

0

0

0 0

5

0

5 2

1 1 UJ Aa SC O= SIJ

«i oc j

®DOJe>\/

sGOT 26.1±4.8 272+33 251 ±30

sGPT 20.2+3.5 165±22 146+19

Kel 0.162±0.032 0.111±0.025* 0.103+0.028'

Vdss 45.8±6.6 10.8±1.2** 95.8±9.7**

CLtot 8.01±0.72 1.12±0.26** 8.74±0.96 4.29±0.79 6.25±1.32* 6.76±0.92*=

MRT 5.70±0.76 9.70+1.28** ii.o ±2.r *

AUC 1248±224 8929±989** 1144±221

Cmax 343±44 874+98** 105±23**

Tmax 0.941±0.190 2.71+0.33** 2.83±0.31*

Mean±SD (n= 6), Significantly different from the nor­

m al (*p<0.05. **p<0.01)

Kel , Vdss (IVkg), CLtot (L/hr/녹). Tjs (hr), MRT (ng/mt.

(hr), AUC (ng/m/ • hr). Cmax ' i/). Tmax (hr).

Normal CCI« - Induced Bile

니

Time (hr)

Fig. 2 — Blood concentration of cyclosporine in rabbits with carbon tetrachloride and bile duct ligation- induced hepatic disorder.

사염화탄소 및담도폐쇄 유발간장장애 가토에서 싸이크로스포린의 약물동태 ₁₈₃

dent pharmacokinetic 분석은Lagrange 방법멘을사 용한 LAGRAN computer program을 이용하였다. 혈중농도곡선하면적 (AUC)은 Trapezoidal rule에의 한오차를즐이기위해 LAGRAN에의헤계산하였다. 소실속도정수 (Kel) 는 소실상의 3개 혈중농도의 re­

gression 에외해 구했으며, 정상상태에서의 분포용적 (Vdss), 전신 클리어란스(CLtot), 생물학적 반감기 (T^) 및평균체내체류시간(M RT)의계산은다옴과같 이하였다. 최고혈중농도(Cm ax)와최고혈중농도도달

시간(Tmax)은실제측정처를사용하였다.

Vdss - 〶 ^ (AUM C) 드~ (A u c y

CLtot ：^Dose AUC

T V 0.693

Kel

M RT = AU M C AUC

The LAGRAN computer program employs the Lagrange method to calculate the AUC of blood concentration(Cp) as a function of tim e(t), (AUC) as well as the AU Ovalues of the product tx C p (AUMC) and t'^x CpCAUMaC) vs time.

통계처리

통계처리는 Student/s t-test로검정하였으며 p값이 0.05보다적을때유의차가있는것으로처리하였다.

실험결과

싸이크로스포린의혈중농도

정상상태와사염화탄소유발긴:장장헤및담도폐쇄가 토에싸이크로스포린

10

2

0

0 1

0 ~ 2

0

0 1

6

2

싸01크로스포린의약물동태변화

정상상태와사염화탄소유발간장장해및담도폐쇄가 토에서 싸이크로스포린

10

0

0 1

0

0 1

0.01)있게 증가하였다. Cmax와 Tmax는 정상군에서 343±44ng/m/와 0.941±0.190hr, 사염화탄소 유발

Table I — Pharmacokinetics of cyclosporine in rabbits w ith CCI4 and bile duct ligation-induced hepatic disorder

Parameters Normal CCI4 Bile Ligation

I

I 0 1

184 최준식■최병철■범진필

간장장해군에서 874±98ng/mZ와 2.71±0.33hr 그러 고 담도폐쇄군에서 105±23 ng/m/과 2.83±0.31hr로 유의성 (p<

0

0 1

평균체내체류시간(MRT)은 정상군(5.70±0.76 hr) 에비해 사염화탄소 유발간장장해군과 담도폐쇄군에 서 각각 9.70±1.28hr 및 11.0±2.14hr로 1.7배및 1.9배유의성(p<0.01)있게연장되었다. AUC값은정상 군(1248±224n&/m/■ hr~")에 비헤 사염화탄소 유발 간장장해군에서 8929±989ng/m/ • hr~*로 702% 증가 하였으며담도폐쇄군에서는 1144±221 ng/ml • hr~*로 91,6% 감소하였다.

고 찰

싸이크로스포린은최근에이식수술의증가와그리고 자가면역질환에도 유효함이 밝혀겨 임상에서 점차사

용량이중가하고있다.*^® 그러나이약물은경구로투

여시위장관에서불완전하게흡수되고^ 개체차, 옴식, 담즙산, 병용약물및질병상태가생체내이용률에 영향 을주에o-i® 투여시이식거부반응이나신득성, 간득성, 페득성같은부작용을일으키므로혈중농도외모니터링 이이루어져야한다.누® 그러나싸이크로스포린의 약 물동태에대한연구는적은편이며 신장장애및신장이 식수술후싸이크로스포린외 약물동태에 관한 연구에 서생체이용률이 정상인과많은차이를나타낸다고보

고되었다.®'® 최근에 간이식 수술환자의 중가와간장

장애가있는자가면역질환환자에서 간장장애 정도및 답즙분비장애에 따른싸이크로스포린의 약물동태가중 요하리라생각된다. 사염화탄소유발간장장애는 리보 솜외파괴와 free radical의생성이간세포유동측막의 지질조성에 번화를일으키며세포막효소계의 기능변 화, 투과성번화, 혈중효소활성변화, 칼슘의항상성번 화등올일으킨다. ®담관폐쇄로 인한간외담즙분버 정체는 모세담관의 확장과담즙외 측적으로 간세포의 손상을일으키며^ 미크로솜 약물효소계의활성도저 헤한다고한다.*- ®

Guengerich등*"의토끼와사람을대상으로한연구에 서싸이크로스포린의 대사는간에서 cytochrome pr450 효소에의해촉진됨을보고하였다. 지금까지약

20

에의해신장이식환자외혈중에서면역억제활성이있는 대사체가있다는사실이 보고된바있다. 싸이크로스포 린대사체외신득성에대해서는논란이많은데주대사체 는득성이없다는사실이확인된바있고, 예측할수없는 중간반응물이 신득성을일으키는 것으로추측하고 있 다 ® 이와같이간장장헤시안적역이좁은싸이크로스포 린의약물동태에많은번화가생겨심각한이식거부반응 과비가역적신득성등부작용이 일어날수있으므로투 여계획 수럽시 이를 층분히 고려하여야 하고투여기간 동안환자개개인에대한층분한관찰이펄요하다.

사염화탄소 유발간장장애시 정상군에 비해유의성 있는 AUC와최고혈중농도외 증가는간효소활성의저 해로인한싸이크로스포린의 대사의감소^*로 Kel외감 소와 CLtot의감소에기인하였으며, 이로인해분포용 적의 감소와 생물학적 반감기는 연장되었다. Ro-

dighiero등^^온 싸이크로스포린 정맥투여시 클리어런

스는 다양하게 나타나며, 간장이식환자에서 5.5 m //

m in/kg이었으며 간질환환자에서 평균 2.4m //m in/

kg으로감소하였다고보고하였다.

담도폐쇄시 정상가토와비교해 CLtot에영향이 없

었고 Kel의감소와반감기가 연장되었으나 최고혈중

농도의 감소와최고혈중농도도달시간의 연장은담즙 분비장애가싸이크로스포린의 흡수에 영향을주었기 때문

10

m ide의반감기에 번화는볼수없었다고보고하였다.

그러므로간이식후나담석중등담즙분비장애환자에서 싸이크로스포린외 흡수를 중가시키기 위헤 담즙산의 병용투여가필요하다고사료된다.

싸이크로스포린은 경구투여시불완전하게 흡수되기 때문에실제 임상에서고용량으로투여되는경우가많 고, 간이식수슬후, 간장장애및담즙분비장에환자에서 약물동태학적 파라미터의 번화로부작용 및면역억제 효과에영향을즐수있으므로효율적인치료를위해싸 이크로스포린의 혈중농도모니터링(TDM)이펄요하다 고사료된다.

결 론

사염화탄소유발간장장헤 및담도폐쇄가토에싸이

사염화란소및담도페쇄 유발간장장애 가토에서 싸이크로스포린의 약물동태

크로스포린10 m g /k g을경구투여한후약물동태는다 옴과같았다.

1. K e l값은정상군에 비해 사염화탄소유발간장장

해군및담도폐쇄군에서 각각유의성(p<0.05. p<0.01) 있게감소하였다.

2. V dss와C L to t값은정상군에 비해사염화탄소유 발 간장장해군에서 유의성(p<0.01)있게 감소하였으나 담도폐쇄군에서는^{V dss}값이유의성(p<0.01)있게증가 하였다.

3. C m ax와T m ax는정상군에서 3 4 3 ± 4 4 n g /m /와 0 .9 4 ± 0 .1 9 h r, 사염화탄소 유발 간장장해군에서 8 7 4 ± 9 8 n g /m /와2.71± 0.33 h r 그리고담도폐쇄군에 서105±23 n g /m /과2.83± 0.31 h r로유의성(p<0.01) 있는차이가있었다.

4. 평균체내체류시간(M R T )은 정상군(5.70± 0.76

h r )에 비해 사염화탄소 유발 간장장해군(9.70± 1.28

h r )과 담도폐쇄군(1 1 .0 ± 2 .1 4 h r)에서 각각 1.7배및 1.9배유외성(p<0.01)있게연장되었으며, A U C값은사 염화탄소유발간장장해군에서702% 중가하였으며담 도폐쇄군에서는91.6% 감소하였다 .

감사의 말씀

본연구는1996년도조선대학교 학술연구비외 지원 을받아연구되었A며이에깊이감사드럽니다.

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