Abstract
目的
二甲双胍为治疗糖尿病的基础用药，高原低氧环境为影响二甲双胍药动学的重要因素，但尚未有高原低氧环境下2型糖尿病(diabetes mellitus type 2，T2DM)患者二甲双胍药动学参数的报道。本研究探讨高原低氧环境对T2DM患者服用二甲双胍药动学的影响，并对二甲双胍药效及用药安全性进行评估。
方法
依据纳入排除标准，共纳入服用二甲双胍片的T2DM患者85例，其中高原组(海拔3 800 m)32例，对照组(海拔1 500 m)53例，共采集172份血样。建立超高效液相色谱-串联质谱(ultra-performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry，UFLC-MS/MS)方法测定二甲双胍血药浓度，采用Phoenix NLME软件建立中国T2DM人群二甲双胍的群体药动学模型；并比较2组人群的药效及严重不良反应。
结果
群体药动学建模结果表明，高原低氧和年龄是模型建立的主要协变量，高原组和对照组药动学参数分布容积(distribution volume，V)、清除率(clearance，CL)、消除速率常数(elimination rate constant，Ke)、半衰期(half-life，T 1/2)、药时曲线下面积(area under the curve，AUC)、达峰时间(time to reach maximum concentration，T max)比较差异均有统计学意义(均P<0.05)。与对照组相比较，高原组AUC增加23.5%，T max、T 1/2分别延长35.8%和11.7%，CL降低31.9%。药效学结果显示，高原组T2DM患者降糖效果与对照组相近，而高原组乳酸含量高于对照组，高原组服用二甲双胍后乳酸含量增高。
结论
高原低氧环境下，T2DM患者体内二甲双胍代谢减慢；降糖效果与平原地区相近，且血糖控制率低；高原T2DM患者发生乳酸性酸中毒的可能性高于平原地区。高原T2DM患者可能需通过延长药物服用间隔时间，加强用药教育，提高患者依从性以达到降糖效果。
Keywords: 高原低氧, 二甲双胍, 药动学参数, 2型糖尿病, 乳酸, 合理用药
Abstract
Objective
Metformin is the basic drug for treating diabetes, and the plateau hypoxic environment is an important factor affecting the pharmacokinetics of metformin, but there have been no reports of metformin pharmacokinetic parameters in patients with diabetes mellitus type 2 (T2DM) in the high-altitude hypoxic environment. This study aims to investigate the effect of the hypoxic environment on the pharmacokinetics and assess the efficacy and safety of metformin administration in patients with Type 2 diabetes mellitus (T2DM).
Methods
A total of 85 patients with T2DM taking metformin tablets in the plateau group (n=32, altitude: 1 500 m) and control group (n=53, altitude: 3 800 m) were enrolled according to the inclusion and exclusion criteria, and 172 blood samples were collected in the plateau group and the control Group. A ultra-performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry (UFLC-MS/MS) method was established to determine the blood concentration of metformin, and Phoenix NLME software was used to establish a model of pharmacokinetics of metformin in the Chinese T2DM population. The efficacy and serious adverse effects of metformin were compared between the 2 groups.
Results
The population pharmacokinetic modeling results showed that plateau hypoxia and age were the main covariates for model building, and the pharmacokinetic parameters were significantly different between the plateau and control groups (all P<0.05), including distribution volume (V), clearance (CL), elimination rate constant (Ke), half-life(T 1/2), area under the curve (AUC), time to reach maximum concentration (T max). Compared with the control group, AUC was increased by 23.5%, T max and T 1/2 were prolonged by 35.8% and 11.7%, respectively, and CL was decreased by 31.9% in the plateau group. The pharmacodynamic results showed that the hypoglycaemic effect of T2DM patients in the plateau group was similar to that in the control group, the concentration of lactic acid was higher in the plateau group than that in the control group, and the risk of lactic acidosis was increased after taking metformin in the plateau population.
Conclusion
Metformin metabolism is slowed down in T2DM patients in the hypoxic environment of the plateau; the glucose-lowering effect of the plateau is similar, and the attainment rate is low, the possibility of having serious adverse effects of lactic acidosis is higher in T2DM patients on the plateau than on the control one. It is probably suggested that patients with T2DM on the plateau can achieve glucose lowering effect by extending the interval between medication doses and enhancing medication education to improve patient compliance.
Keywords: plateau hypoxia, metformin, pharmacokinetic parameters, Type 2 diabetes mellitus, lactic acid, rational drug use
高原环境具有低氧、低气压、强紫外线等特点。高原低氧是影响药动学变化的重要因素，高原低氧环境会影响大鼠药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄[1-2]，进而对药物的临床疗效和安全性造成影响。研究[3]显示：高原低氧环境下高血压患者服用硝苯地平后，清除率(clearance，CL)、消除速率常数(elimination rate constant，Ke)、半衰期(half-life，T 1/2)、药时曲线下面积(area under the curve，AUC)、峰浓度(peak concentration，C max)均会发生显著变化，其中CL增加了34.84%，AUC降低了19.56%，即药物吸收减少，排泄加快。二甲双胍是基础的口服降糖药物，广泛应用于2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus，T2DM)的治疗，且在《中国2型糖尿病防治指南(2020年版)》[4]中被作为一线治疗药物。但在临床实际应用过程中，二甲双胍的疗效和不良反应仍存在显著的个体差异，30%~40%的患者服用二甲双胍后未能达到理想的血糖水平[5]。Christensen等[6]测定服用相同剂量二甲双胍受试者的血浆稳态谷浓度时，发现患者稳态谷浓度分布于54~4 133 ng/mL，个体间存在较大的差异[7-8]。二甲双胍在体内蓄积会导致严重的乳酸性酸中毒[9]。二甲双胍药动学受到的影响因素较多。Zhu等[10]研究显示：在模拟急性缺氧条件下，慢性缺氧组与急性缺氧组大鼠体内二甲双胍的变化趋势相同，但慢性低氧组C max降低25.6%。课题组前期研究实验结果[11]显示：高原组大鼠AUC增加23.2%，C max较原来降低21.8%，CL z/F(清除率统计矩参数)降低24.1%，平均滞留时间(mean residence time，MRT0-t)增加20.7%。
高原糖尿病患者不断增加，但对于高原环境下糖尿病患者二甲双胍药动学参数、药效学的系统研究未见文献报道。仅有在平原条件下，通过建模针对不同疾病进行的相关研究[12-14]。为保障高原合理用药，本课题采用群体药动学(population pharmacokinetics，PopPK)模型[15-16]，对二甲双胍进行PopPK建模及模拟，从药动学研究入手，观察高原地区与平原地区患者降糖效果差异并测定两组患者体内的乳酸含量，评价高原T2DM患者严重不良反应发生的危险程度，为高原人群合理用药提供参考。
1. 对象与方法
1.1. 对象
高原研究常以海拔高于2 500 m引起机体生理生化改变[17-18]为依据。收集中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院及青海玉树州八一医院2021年3至12月期间入院的糖尿病患者。为控制高原缺氧变量，将位于海拔1 500 m区域(甘肃省兰州市)的中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院的T2DM住院患者作为对照组，位于海拔3 800 m(青海省玉树藏族自治州)的青海玉树州八一医院的T2DM住院患者作为高原组。本研究获得中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院科研伦理委员会批准(审批号：2021KYLL007)，纳入患者均签署知情同意书。
纳入标准：根据世界卫生组织(World Health Organization，WHO)糖尿病诊断标准确诊为T2DM的患者[空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)≥7.0 mmol/L和/或餐后2 h血糖(2-h post-prandial glucose，PPG)≥11.1 mmol/L]；FPG为7.8~13.9 mmol/L且糖化血红蛋白(hemoglobin A1c，HbA1c)值为7%~12%者；固定居住地居住时间为1年以上的患者；临床资料完整者。
排除标准：有严重糖尿病并发症者；临床上有严重外伤或接受手术者，严重感染者，诊断为病危、病重的患者；已知对于二甲双胍或所用的任何一种赋形剂过敏者；有明显肝肾疾病的症状和体征患者；有代谢性酸中毒病史患者；试验期间妊娠试验阳性患者或哺乳期患者；维生素B12、叶酸缺乏者；有酗酒或吸毒史者；足静脉肾盂造影或脊髓、硬膜外麻醉的手术前的患者；服用质子泵抑制剂、呋塞米、西咪替丁以及经肾小管排泄的阳离子药物的患者。
1.2. 药品、试剂与仪器
盐酸二甲双胍片(国药准字H20113492，规格：0.5 g)为华北制药股份有限公司生产；盐酸二甲双胍对照品(100664-201805，99.9%)购自中国食品药品检定研究院；雷尼替丁对照品(Y29D7C27738，≥98%)购自上海源叶生物科技有限公司；色谱纯乙腈(批号：JA113330)和色谱纯甲醇(批号：l1148507118)购自德国MERCK公司；色谱纯甲酸(批号：R141283)购自加拿大DikmaPure公司；乳酸测试盒(批号：20210626)购自南京建成生物工程研究所；灭菌注射用水(批号：M21051607A)购自四川科伦药业股份有限公司。
超高效液相色谱UFLC-20A为日本Shimadzu公司产品；Gemini C18色谱柱(3.0 mm×75 mm，3.0 μm)为美国Phenomenex公司产品；API 3200三重四极质谱仪为美国Applied Biosystems公司产品；SpectraMax i3多功能酶标仪为美国Molecular Devices公司产品；DK-8D电热恒温水浴锅为常州普天仪器制造有限公司产品。PK/PD药动学软件Phoenix WinNonlin 8.3.1和PopPK/PD群体药动学软件Phoenix NLME 8.3.1为美国Certara公司产品。
1.3. 样本与资料收集
纳入符合标准的且服用盐酸二甲双胍片0.5 g，每日3次的住院患者，待患者服用二甲双胍达稳态血药浓度(二甲双胍T 1/2=6.5 h，即24~48 h)后，采集每位患者 2~3 个时间点的稳态谷浓度/峰浓度静脉血，严格记录服药及采血时间。血液采集完毕后，将血浆以4 000 r/min离心5 min，取上清，置于-80 ℃冰箱保存，待测。
统计纳入患者的一般临床资料，主要包括：性别(Sex)、地区(Area)、年龄(Age)、体重(weight，WT)、体重指数(body mass index，BMI)、血肌酐(serum creatinine，Cr)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)、总胆红素(total bilirubin，TBIL)、直接胆红素(direct bilirubin，DBIL)、FPG及HbA1c。
1.4. 超高效液相色谱-串联质谱条件
采用超高效液相色谱-串联质谱(ultra- performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry，UFLC-MS/MS)方法测定二甲双胍血药浓度。色谱柱为Gemini C18 (3.0 mm×75 mm， 3.0 μm)；流动相为乙腈-水-甲酸溶液的体积分数为85꞉15꞉0.1；流速为0.4 mL/min；进样量为2 μL；分析时间为3 min。质谱采用正离子多反应方式监测，喷雾电压(IS)为4 100 V，雾化温度350 ℃，二甲双胍和内标雷尼替丁的碰撞能量分别为28.0 V和21.0 V，解离电位分别为22.0 V和15.0V。根据待测分子及内标的质谱扫描相应情况进行定量的二甲双胍的离子对质荷比(m/z)为130.00→71.00，内标雷尼替丁的离子对(m/z)为315.20→176.00。
1.5. 样品配置及处理
称取二甲双胍对照品0.002 g置于10 mL棕色容量瓶，加入色谱级甲醇1 mL振荡使其充分溶解，定容至刻度线，得到200 μg/mL二甲双胍储备液。加入人空白血浆，依次将血浆溶液的质量浓度稀释为10、25、50、100、250、500、1 000、2 000、4 000及8 000 ng/mL，得到标准曲线系列溶液。取各个时间点及标准曲线系列血浆样品40 μL加入30 μL 500 ng/mL雷尼替丁溶液和120 μL乙腈，振荡混匀后以13 000 r/min离心5 min，吸30 μL上清液进行定量分析。
1.6. PopPK模型的建立及评价
应用Phoenix NLME软件，以收集整理的二甲双胍药物浓度数据为依据，参考PopPK基本建模方法[12]建模。
以人口学因素(Sex，Age，WT，Race)、高原低氧因素(Area)、血生化指标(eGFR、Cr、ALT)等为协变量加入到PopPK模型中建立模型。采用随机残差效应模型法对所建模型进行评估，且优化获得的PopPK最终模型，拟合参数结果及拟合优度(goodness of fitness，GOF)图谱进行整体评价。
1.7. 高原组与对照组T2DM二甲双胍药动参数模拟
在上述建立的PopPK模型的基础上，将不同患者的协变量数据进行蒙特卡罗模拟得到基础二甲双胍药动学参数吸收速率常数(absorption rate constant，Ka)、V及CL，计算各患者药动学参数，并进行统计分析。
1.8. 稳态血药浓度模拟
模拟每天3次口服二甲双胍后高原组与对照组T2DM患者的稳态血药浓度。
1.9. 高原组与对照组T2DM患者短期降血糖效果 比较
统计所有患者第0天及第3天FPG，比较2组的FPG降低值(第0天与第3天FPG差值)，以FPG是否达到《中国2型糖尿病防治指南(2020年版)》[4]T2DM综合控制目标(FPG<7.0 mmol/L)为评判指标。
1.10. 高原组与对照组T2DM患者乳酸含量测定
按照乳酸试剂盒说明书，检测高原组与对照组患者达稳态血药浓度后早晨空腹血样的乳酸含量。
1.11. 统计学处理
使用非线性混合效应模型(nonlinear mixed-effect modeling，NONMEN)法，应用Phoenix NLME软件进行模型构建。人口统计数据结果以中位数和/或平均数表示；降糖药合并用药情况用例表示，精密度和准确度用率(%)表示。二甲双胍浓度及药动学参数模拟结果等计量资料采用SPSS 25.0软件进行独立样本t检验，结果采用均数±标准差( ±s)表示，P<0.05为差异具有统计学意义。
2. 结 果
2.1. 一般临床资料和降糖药用药情况
共纳入受试者85例，其中男52例，女33例；高原组32例，对照组53例。2组共172份血样。受试对象一般临床资料见表1，二甲双胍及联合用药情况见表2。
表1.
85例纳入患者一般临床资料
Table 1 Gerneral information of 85 enrolled patients
| 参数 | 中位数 | 范围 |
|---|---|---|
| 年龄/岁 | 59 | 19~78 |
| 体重/kg | 70.0 | 49.0~125.0 |
| 体重指数/(kg·m-2) | 24.80 | 19.44~36.13 |
| 血肌酐/(μmol·L-1) | 61.0 | 35.0~147.5 |
| 肾小球滤过率/(mL·1.73 m2·min-1) | 102.43 | 30.90~132.42 |
| 谷丙转氨酶/(U·L-1) | 21 | 7~107 |
| 总胆红素/(μmol·L-1) | 11.40 | 5.10~32.10 |
| 直接胆红素/(μmol·L-1) | 3.00 | 1.10~8.10 |
| 空腹血糖/(mmol·L-1) | 10.0 | 4.8~28.3 |
| 糖化血红蛋白/% | 9.4 | 5.7~23.6 |
表2.
高原组与对照组患者二甲双胍单用或联合用药情况比较
Table 2 Metformin alone or metformin combined medication of the patients in the plateau group and the control group
| 组别 | n |
二甲 双胍/例 |
与口服药物联用/例 | 与胰岛素联用/例 | 与口服药物及胰岛素联用/例 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
阿卡波糖片/ 格列美脲 |
阿卡波糖片+ 格列美脲 |
甘精 胰岛素 |
门冬胰岛素30注射液 | 精蛋白重组胰岛素 |
双胰岛素 联用 |
阿卡波糖/格列美脲+胰岛素 | |||
| 对照组 | 53 | 6 | 5 | 4 | 4 | 10 | 2 | 11 | 11 |
| 高原组 | 32 | 9 | 6 | 0 | 17 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2.2. 二甲双胍浓度测定方法学分析
UFLC-MS/MS方法结果显示：二甲双胍的保留时间为0.79 min(图1)，响应值高，未见杂峰干扰，专属性良好。以二甲双胍浓度为横坐标，二甲双胍与内标雷尼替丁峰面积比值为纵坐标进行线性回归，得到标准曲线方程为Y=0.0014X+0.00799(r=0.9985)，10~8 000 ng/mL内线性关系良好。
图1.
血浆中二甲双胍色谱图
Figure 1 Metformin chromatogram in plasma
A: Blank plasma sample; B: Reference plasma sample; C: Patient plasma sample. Blue represents metformin and red represents internal standard ranitidine.
二甲双胍日内(1 d内分别测5次)和日间(每天测1次，连续3 d)相对标准偏差(relative standard deviation，RSD)值均在9.12%以内(表3)，表明该浓度测定方法的精密度与准确度良好。定量下限 (10.00 ng/mL)、低(17.50 ng/mL)、中(750.00 ng/mL)、高(6 800.00 ng/mL)浓度的提取回收率分别为101.40%、102.86%、99.87%、99.85%。低浓度二甲双胍在室温24 h内和-80 ℃反复冻融3次的稳定性分别为94.10%和99.85%；高浓度二甲双胍在室温24 h内和-80 ℃反复冻融3次的稳定性分别为99.24%和99.51%。
表3.
UFLC-MS/MS测定人血浆中二甲双胍的精密度和准确度
Table 3 Precision and accuracy of metformin in human plasma by the UFLC-MS/MS
| 浓度/(ng·mL-1) | 日内 | 日间 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 二甲双胍浓度*/(ng·mL-1) | 精密度/% | 准确度/% | 二甲双胍浓度*/(ng·mL-1) | 精密度/% | 准确度/% | |
| 10.00 | 9.80±0.89 | 9.12 | 98.00 | 9.81±0.29 | 2.96 | 98.07 |
| 17.50 | 16.80±0.21 | 1.26 | 96.00 | 18.08±1.62 | 8.96 | 103.30 |
| 750.00 | 739.33±21.92 | 2.96 | 98.58 | 745.56±6.52 | 0.87 | 99.41 |
| 6 800.00 | 6 710.00±21.21 | 0.32 | 98.68 | 6 770.00±54.57 | 0.81 | 99.56 |
* ±s。UFLC-MS/MS：超高效液相色谱-串联质谱。
2.3. 高原组与对照组T2DM患者二甲双胍血药浓度的分析
采集每例患者至少2个时间点的血样，进行二甲双胍血药浓度的测定(图2)。采集的血药浓度数据主要集中在给药后的2个阶段，第1时间段为给药后0~4 h，共72份血样，占41.86%；第2时间段为给药后11~16 h，共84份血样，占48.84%。对峰浓度段与谷浓度段进行差异性分析，高原组服用二甲双胍T2DM患者达稳态后峰浓度与谷浓度较对照组浓度高，且谷浓度在2组间的差异有统计学意义(P<0.01，图3)。
图2.
达稳态血药浓度后服用二甲双胍的血药浓度和采血时间散点图(以采血前服药时间为零点)
Figure 2 Scatter plot of metformin blood concentration and blood sampling time after reaching steady-state plasma concentration (Medication time before blood collection is set as zero)
图3.
高原组与对照组T2DM患者达稳态血药浓度后服用二甲双胍峰浓度段(A)与谷浓度段(B)差异性分析
Figure 3 Analysis of the difference of the peak (A) and valley (B) ranges of metformin administration after diabetes mellitus type 2 patients reaching steady-state blood concentration between the plateau and control groups
**P<0.01.
2.4. PopPK模型
PopPK模型涉及的参数及其条件数值化为：Sex(0=女，1=男)，Area(1=对照组，2=高原组)，Race(1=汉族，2=其他民族)，Age，WT，Cr，ALT，eGFR。经过模拟，最终获得PopPK基础模型及最终模型拟合参数(表4)。PopPK模型各参数表达式如下：
表4.
PopPK基础模型和最终模型拟合参数结果
Table 4 Population pharmacokinetic parameter estimation of the basic and final model
| 模型 | tvKa/h-1 | tvV/L | tvCL/(L·h-1) | dVdAge | dCLdAge | dCLdArea2 | stdev0 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 基础 | 估计值 | 0.80 | 355.85 | 52.83 | — | — | — | 0.29 |
| CV/% | 20.44 | 10.05 | 5.04 | — | — | — | 10.32 | |
| IIV/% | 32.08 | 16.79 | 27.14 | — | — | — | — | |
| 最终 | 估计值 | 0.78 | 321.68 | 54.86 | -0.49 | -0.50 | -0.29 | 0.29 |
| CV/% | 19.48 | 10.30 | 4.57 | -19.76 | -15.03 | -18.77 | 9.22 | |
| 95% CI | 0.48~1.09 | 256.24~387.12 | 49.91~59.81 | -0.68~-0.30 | -0.64~-0.35 | -0.40~-0.18 | 0.24~0.34 | |
| IIV/% | 25.68 | 13.14 | 19.04 | — | — | — | — | |
tv*：参数群体典型值；Ka：吸收速率常数；V：分布容积；CL：清除率；Age：年龄；Area：地区；stdev0：比例型残留误差模型的个体内/实验间变异；CV：变异系数；IIV：参数个体间变异。
(1) Ka=tvKa*exp(nKa)；
(2) V=tvV*(Age/59)^dVdAge*exp(nV)；
(3) CL=tvCL*(Age/59)^dCLdAge*exp[dCLdArea2* (Area==2)]*exp(nCL)。
其中tv*表示参数群体典型值，d*d*为相应协变量影响参数的校正系数。
引入协变量Area和Age后，PopPK模型参数CL、V的个体间变异分别从原来的27.14%、16.79%降低至19.04%、13.14%(表4)，且高原组受试者的CL约为对照组的0.75倍(公式3)。
应用可视化预测检验(prediction-corrected visual predictive check，pcVPC)和自举(bootstrap)法对最终模型进行检验。pcVPC中最终模型预测结果无偏移，模型预测趋势与实测值的变化趋势接近；且自举成功率为100%，1 000次自举的群体模型PK参数中位数与最终模型拟合值接近，95%的置信区间包含最终模型拟合值，PopPK最终模型拟合结果好，模型稳定。
2.5. 药动学参数模拟结果
将前期获得的高原组和对照组T2DM患者协变量进行计算，结果如表5所示。与对照组相比，高原组T2DM患者AUC、T 1/2、T max、CL、V、Ke发生了显著变化：高原组T2DM患者服用二甲双胍后药动学参数AUC增加了23.5%，T 1/2、T max分别延长了35.8%和11.7%；CL、V、Ke分别降低了10.2%、31.9%、23.5%。
表5.
高原组与对照组T2DM患者药动学参数模拟结果( ±s)
Table 5 Simulation results of pharmacokinetic parameters in Type 2 diabetes patients in the plateau group and the control group ( ±s)
| 组别 |
AUC/ (μg·h·mL-1) |
T 1/2/h | T max/h | CL/(L·h-1) | V/L | Ke/h-1 | Ka/(μg·mL-1) | C max/(μg·mL-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 对照组 | 25.67±5.41 | 4.07±0.59 | 2.48±0.17 | 61.23±13.8 | 353.67±67.40 | 0.17±0.02 | 0.78±0.05 | 2.86±0.49 |
| 高原组 | 31.48±11.36** | 5.53±1.41** | 2.77±0.29** | 41.64±8.60** | 317.55±39.28** | 0.13±0.03* | 0.79±0.06 | 2.76±0.73 |
与对照组比较，*P<0.05，**P<0.01。AUC：曲线下面积；T 1/2：半衰期；T max：达峰时间；CL：清除率；V：分布容积；Ke：消除速率常数；Ka：吸收速率常数；C max：峰浓度。
2.6. 稳态血药浓度模拟结果
为了直观比较药物浓度的差异，使用蒙特卡罗模拟了2组T2DM患者口服二甲双胍间隔8 h给药达稳态后，患者的血药浓度结果(图4)。以对照组参考线为基础，高原T2DM患者间隔8 h服药的血药浓度谷浓度和峰浓度均升高。
图4.
高原组与对照组2型糖尿病患者每日3次口服盐酸二甲双胍片稳态血药浓度模拟结果
Figure 4 Simulation results of steady-state blood concentration of oral metformin hydrochloride tablets 3 times a day in patients with Type 2 diabetes in the plateau group and the control group
A: Control group; B: Plateau Group. P5, P50 and P95 are the 5th, 50th, and 95th percentiles, respectively. The blue horizontal line is the reference line for the lowest and highest plasma concentration of the control group.
2.7. 高原组与对照组T2DM患者降血糖效果对比
10例患者(对照组3例，高原组7例)依从性差，未能获得第3天FPG数据，最终共收集75例患者的FPG结果，其中对照组50例，高原组25例。对照组和高原组FPG降低值的中位数(第1四分位数，第3四分位数)分别为1.5(0.4，3.1) mmol/L和1.1(0.7，2.5) mmol/L。分析3 d治疗结果的FPG达标数，高原组FPG达标数为4例，对照组为14例。
2.8. 高原组与对照组T2DM患者的乳酸含量
2组患者乳酸测定结果显示：对照组乳酸值为(3.27±0.97) mmol/L，高原组为(3.91±1.43) mmol/L。2组相比，高原组上升了19.6%，差异有统计学意义
(P<0.05，图5)。
图5.
高原组与对照组2型糖尿病患者的乳酸水平
Figure 5 Lactic acid levels in patients with Type 2 diabetes in the plateau group and the control group
*P<0.05 vs the control group.
3. 讨 论
前期研究[1-3]表明：高原低氧影响药物在体内的代谢，进而影响药效，同时可能会引起药物不良反应的发生。但关于高原环境对人体二甲双胍药动学影响的研究鲜有文献报道。
针对高原糖尿病患者增多，高原降糖药物临床合理用药难点突出的关键问题，笔者首次研究了高原低氧对T2DM患者降血糖基础药物二甲双胍临床药动参数的影响，并将高原低氧因素作为协变量引入到中国高原T2DM患者二甲双胍PopPK模型建立中。本研究建立了使用UFLC-MS/MS测定人血浆中二甲双胍血药浓度的方法，并对所建立的方法学进行验证。建立了中国高原T2DM患者二甲双胍PopPK模型，通过对所建立的PopPK模型进行评价，证实所建立的模型能很好地预测高原环境人体药动学参数，且随着协变量高原低氧、年龄的引入，二甲双胍在T2DM患者体内的个体间变异降低，表明高原低氧和年龄是模型建立的主要协变量。
PopPK模型模拟获得T2DM患者高原人群的药动学参数，结果显示：高原组T2DM患者与对照组相比AUC增加了23.5%，T max、T 1/2分别延长了35.8%和11.7%；V、CL、Ke分别降低了10.2%、31.9%、23.5%。表明高原环境下二甲双胍代谢减慢。课题组对高原组与对照组T2DM患者服用二甲双胍降血糖效果进行了对比。服用二甲双胍3 d后，对照组FPG中位值降低了1.5 mmol/L，高原组FPG中位值降低了1.1 mmol/L，但2组FPG降低值个体差异较大。以《中国2型糖尿病防治指南(2020年版)》提出的中国T2DM综合控制目标中“T2DM患者需降糖至7.0 mmol/L以下”作为评判标准，高原组25例患者中有4例FPG达标，对照组50例患者中有14例FPG达标，高原组降糖效果比对照组差。从临床治疗效果来看，在药物浓度增加的情况下，药物的药效学理应提高，但在本次药效评价中，药效学并未与药动学结果相互关联，究其原因可能有以下4方面：1)高原人群对糖尿病认知程度不高，依从性差；同时高原人群的饮食结构以高脂食物为主，活动较少，未满足糖尿病患者控制血糖的基本饮食及运动需求。2)评价了二甲双胍3 d的治疗时间，对于糖尿病患者来说时间过短。3)对照组糖尿病患者合并用药较多，且以胰岛素居多，而高原组患者合并使用胰岛素少。4)结合药动学数据中高原T2DM患者V降低，表明在高原组中二甲双胍在组织分布上较对照组少。
对药动学数据结果进一步分析，发现高原组患者V降低，表明患者服用相同剂量药物后，高原患者血浆中药物浓度高于对照组。药物说明书及已有资料[19]显示，二甲双胍的蓄积会导致其严重不良 反应——乳酸性酸中毒。因此，课题组进一步检测2组患者的血浆乳酸含量，结果发现：高原组与对照组T2DM患者服用二甲双胍后乳酸含量有显著差异，高原患者血样中的乳酸含量高于对照患者。这亦与唐大东[20]的研究结果一致。据此，高原T2DM患者可能需通过增加二甲双胍服药间隔时间，降低其不良反应发生的可能性。因此，本研究为提高高原T2DM患者服用二甲双胍的药效，达到有效的降糖效果，降低不良反应的发生奠定了理论基础。进一步的相关研究课题组正在进行。
Acknowledgments
致谢:感谢长沙唯实信息科技有限公司提供的群体药动学建模技术服务。
基金资助
国家自然科学基金(81673508)；中央高校基本科研业务费专项资金(3192020009)；甘肃省青年科技基金计划(20JR10RA014)；医院院内应急医学科研项目(20yjky017)。
This work was supported by the National Natural Science Foundation (81673508), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (3192020009), Gansu Provincial Youth Science and Technology Fund Program (20JR10RA014), and the Hospital Emergency Medical Research Project (20yjky017), China.
利益冲突声明
作者声称无任何利益冲突。
作者贡献
申亦可 论文撰写和修订，数据采集，血药浓度测定；秦宁宁 数据采集，数据统计分析；罗晓红、王桢 数据采集；胡琳、罗林 血药浓度测定；孙月梅 论文修订；王荣 论文整体构想，校正和修订；李文斌 论文构想。所有作者阅读并同意最终的文本。
原文网址
http://xbyxb.csu.edu.cn/xbwk/fileup/PDF/202304481.pdf
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