藥物流變學(xué)是藥物學(xué)與流變學(xué)的交叉學(xué)科，旨在探索藥物發(fā)揮作用的流變學(xué)機(jī)制，本文 就藥物流變學(xué)研究的體外實(shí)驗(yàn)有關(guān)問題作一總結(jié)。

臨床驗(yàn)證中的雙盲法安慰劑對照研究是流變活性藥物功效的最終試驗(yàn)，這些藥物的體外 實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)變得越來越主要，在尋找新藥之臨床前研究階段以及臨床研究階段，流變學(xué)實(shí) 驗(yàn)?zāi)軌蜓a(bǔ)充臨床結(jié)論。有關(guān)在臨床前和臨床試驗(yàn)階段對藥物進(jìn)行流變學(xué)體外實(shí)驗(yàn)的作用如下 。

臨床前試驗(yàn)階段：①發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有藥物的新用途；②確定化合物的流變學(xué)全貌(對RBC，WBC ，血小板，血漿蛋白的作用)；③對流變活性藥物的同類物進(jìn)行試驗(yàn)；④尋找具有流變活性 的新化合物；⑤在后繼的臨床試驗(yàn)中，確定合適的檢驗(yàn)藥物具有流變活性的方法。

臨床試驗(yàn)階段：①提供一個客觀的結(jié)論；②證明藥物在體內(nèi)的流變學(xué)作用；③體現(xiàn)臨床 效果與流變活性間的因果關(guān)系；④發(fā)覺不敏感人群；⑤確定量效關(guān)系和時間依賴性。

1體外實(shí)驗(yàn)的原則

在設(shè)計制定評價藥物臨床前和臨床研究的體外實(shí)驗(yàn)時必需遵循下列幾條基本原則。

1.1鑒定和分離靶細(xì)胞體

血液是一個混合的細(xì)胞群體，應(yīng)對實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞對象進(jìn)行適當(dāng)分離，流變活性藥物可能作 用于紅細(xì)胞，白細(xì)胞或血漿蛋白，亦或?qū)λ鼈兌加凶饔茫蚨螳@得較純的細(xì)胞群體，可 將全血經(jīng)棉花過濾獲得純的紅細(xì)胞，將全血經(jīng)過密度梯度沉降以獲得白細(xì)胞亞群，或通過低 速離心(400 g，5 min)獲得富含血小板的血漿。

1.2選擇合適的藥物濃度

很多藥物研究時使用了較高濃度而體內(nèi)不能達(dá)到如此高濃度，由于對到達(dá)靶細(xì)胞之藥物 精確濃度不甚清楚，體外實(shí)驗(yàn)時使用的藥物濃度應(yīng)覆蓋其發(fā)揮藥效的藥理學(xué)濃度范圍，如同 體外流變學(xué)試驗(yàn)所需合適細(xì)胞濃度一樣，藥物與細(xì)胞的比例也很重要，在體外使用的藥物濃 度應(yīng)盡量調(diào)至體內(nèi)藥物與細(xì)胞相應(yīng)的比例。

體外流變學(xué)研究時通常要將洗滌過的細(xì)胞懸浮在無蛋白質(zhì)的緩沖液中，與體內(nèi)富含蛋白 質(zhì)的血漿相對比，由于在體內(nèi)結(jié)合到血漿蛋白質(zhì)上的藥物相應(yīng)地被體外結(jié)合到靶細(xì)胞質(zhì)膜的藥物代替，因而到達(dá)靶細(xì)胞群藥物濃度較高。反之，如將白蛋白加入到緩沖液中，應(yīng)考慮 到結(jié)合在白蛋白上的藥物。緩沖液的特性也應(yīng)考慮。有些緩沖液如磷酸鹽和Tris能進(jìn)入細(xì)胞 內(nèi)增加細(xì)胞的體積，因而影響流變測量。一些緩沖液不能穿透細(xì)胞，如HEPES，作為緩沖液 相對優(yōu)越些。

1.3流變儀器和方法的選擇

不同流變學(xué)測定儀器靈敏度差異很大。同一儀器的不同參數(shù)的靈敏性亦差異很大，因此 選擇使用儀器應(yīng)多注意。為了提高不同實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)的可比性和結(jié)果的可靠性，應(yīng)盡可能 按照國際血液標(biāo)準(zhǔn)化委員會關(guān)于血液流變學(xué)的規(guī)定和要求。

1.4亞群分離

血液不僅是由混合的細(xì)胞群體組成，而且不同的細(xì)胞群體還由復(fù)雜的亞群組成。紅細(xì)胞 按照其細(xì)胞陽離子濃度和含水量由輕到重密切排列，基于細(xì)胞年齡和ATP含量發(fā)揮其酶的活 性。白細(xì)胞由處于不同成熟期的不同細(xì)胞系組成，其成熟狀態(tài)可以是靜態(tài)或激活的。同樣血 小板亞群依賴于其年齡和激活狀態(tài)而存在。

不同亞群之間存在著流變差異，針對相應(yīng)亞群流變學(xué)測量的技術(shù)包括密度梯度分離，或 當(dāng)亞群在形態(tài)上可以識別時，如紅細(xì)胞內(nèi)含瘧原，可采用微吸管吮吸法［1］。用于 單個細(xì)胞流變測量的儀器如紅細(xì)胞剛性測量儀，細(xì)胞轉(zhuǎn)移分析儀，已顯示了一定作用。

1.5質(zhì)量控制的要求

在臨床研究中對藥物流變參數(shù)的縱向研究必須嚴(yán)格實(shí)行質(zhì)量控制，用于質(zhì)量控制的流變 學(xué)方法仍處于初期，較簡單的方法包括用正常樣本來檢測儀器的漂移情況， 或設(shè)對照組及有 效治療組。

1.6藥物對細(xì)胞膜和形態(tài)學(xué)的作用

親脂性藥物進(jìn)入細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層對細(xì)胞的形態(tài)和流變學(xué)發(fā)生根本影響，根據(jù)脂雙層理論 這些藥物有時間依賴關(guān)系，膨脹外層引起棘狀紅細(xì)胞癥，然后進(jìn)入內(nèi)層引起裂口紅細(xì)胞癥。 經(jīng)14C標(biāo)記可以確定藥物插入脂質(zhì)雙層的程度［2］，能以此方式改變細(xì)胞形狀 的藥物，將對紅細(xì)胞的變形、聚集、沉降和粘滯產(chǎn)生不利影響。最顯著的例子就是血管擴(kuò)張 劑枸櫞酸西替帝爾(cetiedil)，在低濃度時改善紅細(xì)胞的變形性，而在高濃度時改變細(xì)胞膜 陽離子流動使細(xì)胞腫脹而失去變形能力［3］。

2其它試驗(yàn)是對流變學(xué)測量的補(bǔ)充

利用流變學(xué)試驗(yàn)在細(xì)胞水平證明藥物的影響是非常重要的，但是其敏感性和專一性很有 限，比如說：阻止Ca2+流入和K+流出鐮刀狀紅細(xì)胞的陽離子通道抑制劑能防止細(xì)胞 失水，研究其作用時可先將細(xì)胞脫水后，采用5 μm孔徑的濾膜來定量測定細(xì)胞膜變形性的 序貫下降［3］。更為敏感的方法是用同位素如45Ca、86Rb標(biāo)記， β-閃爍計數(shù)確定陽離子流動［4］，但使用流變學(xué)模型來證實(shí)其對完整細(xì)胞的作用 非常有用，兩種方法可看作是互相補(bǔ)充。

3采用動力學(xué)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

處于代謝靜止?fàn)顟B(tài)的靜態(tài)細(xì)胞不適合用來研究藥物的作用，采用適當(dāng)?shù)纳砗痛x動力 模型可以增加流變學(xué)試驗(yàn)的敏感性和特異性。例如，對紅細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附力測量的試驗(yàn) 中采用的是生理應(yīng)力模型而不是靜態(tài)模型［5］。非離子表面活性劑［6］對此 模型有抑制作用。

抗鐮藥物的研究很困難，因?yàn)殓牭稜罴?xì)胞在其變形性、密度、年齡、膜性質(zhì)和形態(tài)諸方 面有很大的異質(zhì)性，然而采用密度梯度離心可以去除密度較大和不可逆的鐮狀細(xì)胞，剩下較 均勻的年輕細(xì)胞群體，體外在含鈣的緩沖液中，經(jīng)歷還原和氧化的循環(huán)，來模擬在體內(nèi)循環(huán) 時的復(fù)雜過程。這些年輕細(xì)胞將發(fā)生進(jìn)行性的脫水，Ca2+通道抑制劑和鈣激活K+流 動通道抑制劑，以及其它抗鐮藥物可用于研究對此模型中代謝應(yīng)力的保護(hù)作用。

采用循環(huán)氣體交換模擬體內(nèi)代謝因力，可以擴(kuò)展到局部貧血血管疾病，在那里循環(huán)的血 細(xì)胞暴露在低氧、低pH和/或高滲透壓的環(huán)境中，在此情形下存在著的交替改變非常復(fù)雜， 并具有時間依賴性。這是因?yàn)榫植控氀课坏牡蚿H按照Gibbs-Donnan效應(yīng)可引起細(xì)胞腫脹 ，隨后經(jīng)pH激活的KCl轉(zhuǎn)移導(dǎo)致細(xì)胞K+丟失，細(xì)胞再次收縮［7］，局部貧血部位的 乳酸累積，由于滲透作用也引起細(xì)胞脫水。通過將正常紅細(xì)胞重復(fù)多次置于低氧、酸性和含 有不同藥物濃度的高滲透液中，采用循環(huán)氣體交換可以驗(yàn)證藥物的預(yù)防作用。這種體外的試 驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵妊芗膊〉撵o脈血樣本接近病理，因?yàn)橐坏╇x開局部貧血部位的代謝應(yīng)力環(huán)境， 而循環(huán)到靜脈抽血處，紅細(xì)胞迅速恢復(fù)正常代謝和流變狀態(tài)。

4不可預(yù)見性的藥物作用

藥物對血細(xì)胞流變學(xué)作用不可能總是能夠借助藥理文獻(xiàn)而預(yù)料，并由此在體外以合適模 型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。血管擴(kuò)張劑和鈣阻滯劑硝苯地平就是一個很好的例子，在興奮組織這個二氫吡 啶類化合物能阻斷Ca2+進(jìn)入細(xì)胞，它對循環(huán)血細(xì)胞作用尚未廣泛研究，除了能阻止Ca 2+流入紅細(xì)胞外，它還是一個作用很強(qiáng)的Ca2+激活的K+通道抑制劑［4 ］。因此其作為抗鐮藥物的優(yōu)勢可能在于其血管擴(kuò)張作用，Ca2+進(jìn)入阻滯及K+流 動抑制作用之間的綜合，在局部貧血血管疾病，硝苯地平的流變學(xué)作用很復(fù)雜，除了對紅細(xì) 胞的作用外，對激活嗜中性白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞間的粘附有著濃度依賴性的抑制作用 ［8］。

總之，流變活性藥物的體外實(shí)驗(yàn)有著巨大的潛在優(yōu)勢，因?yàn)檫@些實(shí)驗(yàn)?zāi)芙忉屃髯儗W(xué)效應(yīng) 和藥物的作用。體外實(shí)驗(yàn)方法特別適合于一系列藥物濃度的研究和尋找活性化合物如中草藥 ，因其組成復(fù)雜，需經(jīng)分離以尋找有效的類似物，在藥物試驗(yàn)的預(yù)試階段，流變 學(xué)方法研究 藥物對完整血細(xì)胞的功效非常優(yōu)越，而生化和同位素研究往往是針對破碎細(xì)胞。

在臨床試驗(yàn)中對體外獲得的血樣進(jìn)行試驗(yàn)來確定臨床效果和流變學(xué)作用的關(guān)系很有價值 。另外流變學(xué)試驗(yàn)?zāi)苎a(bǔ)充臨床結(jié)論，增加臨床試驗(yàn)的價值，提供簡易方法用于先導(dǎo)性研究， 證明新試化合物的作用。流變學(xué)方法在解釋血管疾病的病理生理和確定合理有效藥物治療方 面具有優(yōu)越性。

1Nash G B， Obrien E， Gordon E C. Abnormalities in the mechanical flow properties of red blood cells caused by plasmodium falciparum. Blood，1989， 74(2):855

2Bilto Y Y， Ellory J C， Stuart J. Binding of oxpentifylline to the eryth rocyte membrane and effects on cell ATP， cation content， and membrane area. Clin Hemorheol，1988，8(3):901

3Stuart J， Stone P C W， Billto Y Y，et al. Oxpentifylline and cetiedi l citrate improve deformability of dehydrated sickle cells. J Clin. Pathol，1987， 40(6):1182

4Ellory J C， Nash G B， Stone P C W. et al. Mode of action and compar ative efficacy of pharmacological agents that inhibit calcium-dependent dehydra tion of sickle cells. Br J Pharmacol，1992，106(4):972

5Nash G B， Cooke B M， Marsh K，et al. Rheological analysis of the adh esive interactions of red blood cells parasitised by plasmodium falciparum. Bloo d，1992，79(2):798

6Carterl C， Fisher T C， Hamai H， et al. Haemorheological effects of a nonionic copolymer surfactant (Poloxamer 188). Clin Hemorheol，1992，12(1):109

7Ellory J C， Hall A C， Amess J A. Passive potassium transport in human r ed cells. Biochim Acta，1987，46(2-3):S31

8Perry I， Buttrum S M， Cooke B M， et al. Adhesion of neutrophils to unstimulated， cultured endothelium under the influence of flow. Int J Microcirc Clin Exper，1992，12(Suppl 1):103