107] 測定血清AUC(o-通)（從時間零點至無窮大的濃度時間曲線下面積）、血清MRT(平均 保留時間）、血清tV2(半衰期）、BAL AUC、MAT(平均吸收時間）和F(生物利用度），并且在表1 中顯示。
[0108] 表1
[0109]
[oho]與靜脈內給藥相比，環(huán)丙沙星、加替沙星、諾氟沙星或吉米沙星的氣霧劑給藥導致 BAL AUC顯著增加。與靜脈內給藥相比，左氧氟沙星的氣霧劑給藥沒有表現(xiàn)出BAL AUC的這 樣的顯著增加。另外，左氧氟沙星表現(xiàn)出從肺部至血清的快速吸收。因此，左氧氟沙星鹽溶 液的氣霧劑給藥沒有導致藥物到肺的可利用性顯著增加。
[0111] 比較例2-具有二價陽離子的左氧氟沙星在大鼠中的氣霧劑給藥
[0112] 該實施例涉及一系列研究，其包括具有二價陽離子和乳糖的左氧氟沙星的氣霧劑 給藥，以及左氧氟沙星鹽溶液的IV或氣霧劑給藥。給予大鼠10mg/kg左氧氟沙星(LVX)鹽溶 液或與CaCl 2、MgCl2或Zn+2-起配制的LVX。表2表示用于這些研究的左氧氟沙星制劑。
[0113] 表2
[0115] 在一項研究中，測量包括Cg?直(最大血清濃度）、CL/F(體內總清除率/生物利用度） 的藥物動力學參數(shù)，并在表3中顯示。圖1顯示左氧氟沙星血漿濃度與時間的圖表，其中通過 氣霧劑、靜脈注射或具有MgCl 2的氣霧劑來給予左氧氟沙星。
[0116] 表3
[0117]
[0118] 可以使用兩房室藥物動力學模型來描述靜脈內給藥和氣霧劑給藥的血漿左氧氟 沙星時間曲線的區(qū)別。靜脈內給藥后的血漿AUC與通過具有Mg+ 2的氣霧劑給藥后的血漿AUC 相似(分別為3.79hr.mg/L與3.72hr.mg/L)。這表明來自肺的二價絡合抗生素的生物利用度 接近100%。氣霧劑給藥后的左氧氟沙星的平均保留時間(MRT)比靜脈內給藥后的平均保留 時間更長(0.88小時與0.70小時）。該吸收延遲與BAL中的BAL左氧氟沙星AUCm-sh)的增加(靜 脈內給藥與氣霧劑給藥分別為1.6hr .mg/L與8.3hr .mg/L)，和平均吸收時間(MAT)的18倍增 加有關。
[0119] 在另一研究中，測量氣霧劑給予包含鹽水、Zn2+Xa+2或Mg+2的制劑后的左氧氟沙星 水平，并且測定藥物動力學參數(shù)。表4和圖2概述了該結果。
[0120] 表4
[0122]與在鹽水中配制的左氧氟沙星相比，與Ca+2和Mg+2絡合的左氧氟沙星的氣霧劑給 藥引起更長的血漿半衰期和更長的MAT，這表明較慢的肺到血漿的清除率(表4)。與靜脈內 左氧氟沙星或在鹽水中配制的氣霧化的左氧氟沙星相比，與Ca+ 2或Mg+2-起配制的左氧氟 沙星產(chǎn)生2倍至5倍高的ML和肺部組織的左氧氟沙星CgwdPAUC(表4,圖2)。這些數(shù)據(jù)表明 與二價陽離子絡合的氣霧劑左氧氟沙星在治療肺部感染中將產(chǎn)生更高效力。
[0123]實施例3-藥物動力學建模和反卷積分析
[0124] 該實施例涉及建模肺部的藥物濃度。將藥物動力學反卷積方法用于測定給藥之后 肺部的殘留藥物量。在難于直接測量和/或直接測量產(chǎn)生多種結果的情況下，這樣的方法特 別有用，例如使用痰樣品測量肺部的藥物濃度。
[0125] 使用非房室方法或房室方法能夠測定血清和尿樣的藥物動力學參數(shù)，并且使用反 卷積能夠計算隨時間推移的肺部藥物濃度。該方法已經(jīng)被報導用于妥布霉素的氣霧劑遞 送，其中5.6mg/kg劑量表示約9 %的生物利用度和3小時內的吸收，這與經(jīng)驗得出的數(shù)據(jù)一 致（Cooney G.F.等人，"Absolute bioavailability and absorption characteristics of aerosolized tobramycin in adults with cystic fibrosis"（患有囊性纖維化的成 人的氣霧化的妥布霉素的絕對生物利用度和吸收特性），J.Clinical Pharmacol. (1994)， 34，255-259，其整體以引用的方式并入本文）。
[0126] 在圖3中概述了反卷積方法的實例。該分析比較了氣霧劑給藥和靜脈內給藥之后 的藥物表現(xiàn)與藥物排除，從而確定隨著時間推移殘留在肺部(吸收房室）的藥物量。為了估 計肺部的藥物濃度，將該量除以每個個體的肺上皮細胞襯液（ELF) (epithelial lung fluid)體積(25ml)的估計值。然后，將非房室藥物動力學分析應用于這些預期的肺部藥物 濃度以確定AUCs。
[0127] 能夠通過以噴霧器或其它呼吸遞送裝置遞送的可呼吸藥物劑量為50mg的左氧氟 沙星鹽溶液或與Mg+ 2絡合的左氧氟沙星的人類或動物氣霧劑給藥完成反卷積方法的應用， 由此產(chǎn)生的血漿藥物濃度分布曲線和計算的藥物動力學參數(shù)如圖4和表5及表6所示。在對 單一健康志愿者進行5分鐘的IV注射左氧氟沙星之后，使用WinNonl in和如表5所列的藥物 動力學參數(shù)來分析血清左氧氟沙星濃度。在不同的時刻，該志愿者通過PARI eFlow震動網(wǎng) 式噴霧器接受單獨的左氧氟沙星氣霧劑給藥(RDD = 50mg)。圖4顯示在IV給藥或氣霧劑給藥 之后的血清左氧氟沙星濃度對比。使用圖3描述的PK模型，在氣霧劑給藥之后使用左氧氟沙 星IV給藥的血清PK數(shù)據(jù)(表5顯示的PK參數(shù))反卷積血清中測量的左氧氟沙星血清濃度。結 果如表6所示，其表示隨時間推移肺部殘留的左氧氟沙星的估計量(以mg為單位）。
[0128] 表5
CN 105520922 A 仇 P/j 卞> 19/34 頁
[0130]表6
[0133] 能夠將這些數(shù)據(jù)用于計算作為時間函數(shù)的肺部殘留的左氧氟沙星量（以mg為單 位）。圖5和表6顯示隨時間推移肺部殘留的藥物估計量的實例，但是在1.2小時之后，5分鐘 內給予的50mg可呼吸藥物劑量僅有10%殘留在肺部。該實驗證明反卷積方法的效用。
[0134] 比較例4-具有鹽水的左氧氟沙星的氣霧劑給藥和全身給藥
[0135] 該實施例涉及在鹽水溶液中使用估計可呼吸藥物劑量為20mg或40mg的左氧氟沙 星(噴霧器載荷劑量分別為43.3mg和86.6mg)配制的左氧氟沙星的氣霧劑給藥和全身給藥。 使用PARI eFlow高效噴霧器，給予正常的健康志愿者和穩(wěn)定的CF個體兩種劑量水平左氧氟 沙星的單獨氣霧劑劑量(使用IV制劑Levaquin?)。
[0136] 在每次給藥之后，收集安全性、耐受性和藥物動力學數(shù)據(jù)（血清、痰以及尿排泄 物）。用3.6ml的在鹽水中稀釋至等滲的Levaquin'g液載荷噴霧器，對于20mg可呼吸藥物 劑量組，濃度為11 · 9mg/ml，并且對于40mg可呼吸藥物劑量組，濃度為23 · 8mg/ml。對于 20mgRDD和40mg RDD，這些體積分別相當于43 · 3mg和86 · 6mg左氧氟沙星的"載荷"劑量。表7 概述了鹽水中配制的左氧氟沙星的噴霧器載荷劑量與相應的估計的RDD。
[0137]表7
[0140]共同給予_Novaluzid_?(AstraZeneca)以最小化在吸入期間吞咽的任何左氧氟沙 星的口服吸收。每個個體在初診接受左氧氟沙星的靜脈給藥和氣霧劑鹽溶液給藥，以產(chǎn)生 用于與氣霧劑左氧氟沙星給藥相比的藥物動力學數(shù)據(jù)，并使用eFlow裝置來估計遞送溶液 的耐受性。
[0141 ] 使用Anapharm(Quebec City，加拿大）的認證的HPLC檢驗來分析血清和尿的左氧 氟沙星濃度。發(fā)展痰左氧氟沙星檢驗，并且使用血清檢驗來交叉驗證。
[0142] 血清數(shù)據(jù):靜脈注入之后的血清左氧氟沙星濃度適合使用迭代重加權最小二乘回 歸(WinNonl in)的二房室開放性藥物動力學模型。對觀察的Ι/y權重進行回歸。通過最小化 目標函數(shù)和檢驗加權殘差圖來評估擬合優(yōu)度。使用反卷積法來分析由氣霧劑給藥產(chǎn)生的血 清左氧氟沙星濃度，從而估計氣霧劑給藥在肺部的滯留時間(6；^31(111.311(1?61'；1^61〇· "Pharmacokinetics"（藥物動力學），第二版.Marcel Dekker:New York, 1982，其整體以引 用的方式并入本文）。在實施例3中描述了藥物動力學模型和用于反卷積分析的方法。簡單 地說，該分析對比了氣霧劑給藥和靜脈給藥之后的藥物表現(xiàn)和排除，以確定隨時間推移殘 留在肺(吸收房室）中的藥物量。為了估計肺部的藥物濃度，將該量除以每個個體的肺上皮 細胞襯液(ELF)體積(25ml)的估計值。隨后，將非房室藥物動力學分析應用于這些預期的肺 部藥物濃度以確定AUC值。
[0143] 痰數(shù)據(jù)：使用非房室藥物動力學方法（Gibaldi M. "Pharmacokinetics"（藥物動力學），第二版.Marcel Dekker:New York, 1982，其整體以引 用的方式并入本文)來分析痰濃度數(shù)據(jù)。使用線性梯形法則來估計痰濃度與時間曲線下面 積。由于僅從0.5小時至8小時來收集痰，進行從末期階段和初始階段的向前或向后地推算， 從而生成二次藥物動力學參數(shù)的估計值(Cg?t、AUC)。
[0144] 從血清左氧氟沙星濃度數(shù)據(jù)的反卷積中估計用于肺部暴露產(chǎn)生的諸如AUC:MIC和 C最雄:MIC的PK-ro參數(shù)。在CF個體中每天給予兩次估計可呼吸劑量為20mg至120mg的左氧氟 沙星，在左氧氟沙星對綠膿假單胞菌(P.aeruginosa)的MIC的不同值計算參數(shù)的實例。測量 源自CF分離株的臨床分離株的左氧氟沙星MIC分布(MIC5〇、MIC9q和MIC模式）（Traczewski MM和Brown SD.，"In Vitro activity of doripenem against P.aeruginosa and Burkholderia cepacia isolates from both cystic fibrosis and non-cystic fibrosis patients"（多利培南抗從囊性纖維化患者和非囊性纖維化患者二者中分離的抗 綠膿假單胞菌(P.aeruginosa)和洋蔥伯克霍爾德氏菌(Burkholderia cepacia)的體外活 性）.Antimicrob Agents Chemother 2006;50:819-21，其整體以引用的方式并入本文）。
[0145] 劑量概要:在研究中，招募了一共7個普通健康志愿者(NHV)和9個患有CF的個體。 所有的個體完成了治療的所有階段;在表8中提供了劑量概要。9個囊性纖維化個體中的7個 接受了 20mg和40mg的可呼吸藥物劑量水平，而再給予2個個體用沙丁胺醇預處理的20mg劑 量水平。1秒鐘內的用力呼氣量(FEV 1)。
[0146]表8
[0149]血清中左氧氟沙星藥物動力學：圖6顯示IV給藥和氣霧劑給藥之后的普通個體和 CF個體的平均血清左氧氟沙星濃度。在NHV個體和CF個體中的總左氧氟沙星的清除率分別 為17.2L/h和14. lL/h。氣霧劑給藥之后的血清左氧氟沙星濃度通常與用靜脈內給藥觀察的 那些血清左氧氟沙星濃度相當，特別在1小時后-給藥之后。使用模型-獨立分析對比IV給藥 或氣霧劑給藥的左氧氟沙星AUC，該對比表明對于普通志愿者，與50mgIV給藥相比，氣霧劑 給藥的低氣霧劑劑量和高氣霧劑劑量的左氧氟沙星暴露分別為(平均值+/_SD)35.6%+/- 9.4%和59.4%+/-16.6%，對于0卩個體，其分別為27.9%+/-3.3%和51.1%+/-11.2%。 [0150]血清反卷積分析:在所有個體中，成功地反卷積氣霧劑給藥后的血清左氧氟沙星 濃度，允許估計隨時間推移吸收(肺)房室的藥物量(圖7)。從肺至血清的吸收在CF個體中的 發(fā)生顯著慢于健康普通志愿者；在給藥后的至少0.5小時，50%的肺部劑量明顯殘留在肺 部。使用25ml肺上皮細胞襯液(ELF)體積估計的文獻值，在圖8A和圖8B中顯示單獨氣霧劑給 藥后CF患者的ELF中的左氧氟沙星的估計濃度（Rennard，S ,G ·等人，"Estimation of volume of epithelial lining fluid recovered by lavage using urea as a marker of dilution"（使用作為稀釋標記的脲估計通過灌洗回收的上皮細胞襯液體積） .J. Appl. Physio. 60:532-8，其整體以引用的方式并入本文）。在低量給藥和高量給藥結束 時，CF患者的ELF中的平均預期C影值濃度分別超過500μg/ml和1000μg/ml。當隨時間推移結 合時，對于健康個體的低量給藥和高量給藥，肺液的預期的平均+/-SD左氧氟沙星AUC為365 +/-338和710+/-471，對于CF患者的低量給藥和高量給藥，該值為354+/-274和1199+/-1147〇
[0151]痰的左氧氟沙星藥物動力學：圖9顯示CF個體的低量氣霧劑給藥和高量氣霧劑給 藥之后的痰的左氧氟沙星濃度。對于至少1小時的使用左氧氟沙星氣霧劑的后給藥，在兩種 氣霧劑給藥水平后的痰左氧氟沙星濃度明顯高于使用50mg IV給藥獲得的那些。濃度趨于 在給藥的第一個2小時期間快速下降，這與從肺部的藥物吸收一致。痰左氧氟沙星濃度在患 者中和患者間可變，但是在觀察期內，通常86.6mg的載荷劑量不提供更高的濃度。
[0152] 求氣霧劑給藥后源自CF個體的痰的左氧氟沙星濃度的平均值，并且將其與通過其 它途徑給藥獲得的濃度比較。圖10描述了兩種氣霧劑劑量水平，在5分鐘內對相同個體注入 的50mg IV劑量，以及750mg的口服劑量(本文未描述的另外的研究）的CF個體的建模痰濃 度;表9顯示測量的痰左氧氟沙星濃度的Cg?f、AUC和半衰期值。
[0153] 表9
[0155] 盡管750mg 口服左氧氟沙星劑量導致持續(xù)時間更長的痰的藥物濃度，但低至20mg 的氣霧劑劑量產(chǎn)生10倍以上的峰值濃度。
[0156] 圖6顯示給予普通健康志愿者和CF患者單獨的RDD為20mg或40mg的鹽水中制備的 左氧氟沙星和IV劑量的左氧氟沙星制劑(Levaquin)之后的血清左氧氟沙星濃度。將這些數(shù) 據(jù)用于進行上述的藥物動力學反卷積。圖7表示反卷積的結果，該結果顯示隨時間推移殘留 在肺中的左氧氟沙星估計量。與普通健康志愿者相比，CF患者的左氧氟沙星殘留在肺部的 時間更長（圖7)。明顯地，在痰中觀察到的左氧氟沙星濃度與反卷積分析中預期的ELF濃度 一致（圖8A和圖8B對比圖9和表9)。
[0157] PK-ro分析:藥物動力學與綠膿假單胞菌(P.aeruginosa)敏感性數(shù)據(jù)的結合允許 評估期望的體內藥效作用。氟喹諾酮的PK-PD參數(shù)包括24小時AUC: MIC和C最雄:MIC的比。非 常高的C最比對快速微生物殺傷和耐藥性抑制是重要的。
[0158] 能夠將來自每天兩次給予左氧氟沙星以及綠膿假單胞菌(P. aeruginosa)的MIC數(shù) 據(jù)的反卷積分析的PK-ro分析與模擬的ELF PK數(shù)據(jù)的結果（由肺部左氧氟沙星的量除以ELF 體積產(chǎn)生）用于計算綠膿假單胞菌(P. aeruginosa)的左氧氟沙星PK-F1D指數(shù)。表10表示左氧 氟沙星的特定給藥方案的預測的PK-H)指數(shù)(C駄值:MIC; 24小時AUC: MIC)。
[0159] 表1〇
[0161] 例如，每天的劑量為20mg BID左氧氟沙星、C最雄:MIC = 248;24小時AUC:MIC = 350; 以及左氧氟沙星MIC = 2mg/L。該模擬表明對于超過90%的綠膿假單胞菌(？.361〇^;[11083)0卩 隔離株，通過所有方案將得到C駄fi:MIC>20的主要靶值。另外，在較低劑量下，對于大多數(shù)菌 株將獲得24小時AUC: MI0300的次要PK-PD靶值，但是在即將進行的臨床研究中評估的預期 較高劑量下，還可以覆蓋超過90%的隔離株。
[0162] 比較例5_30mg/ml和50mg/ml的與MgCh-起配制的左氧氟沙星溶液的氣霧齊Ij給藥
[0163] 該實施例涉及30mg/ml和50mg/ml的與MgCh-起配制的左氧氟沙星溶液對CF患者 的氣霧劑給藥。表11表示具有MgCl2和乳糖的左氧氟沙星制劑。
[0164]表11
[0166] 使用eFlow高效噴霧器(PARI Pharma,Munich，德國），8個穩(wěn)定的CF患者接受載荷 量為78mg、175mg和260mg(分別相當于RDD 40mg、80mg和120mg)的與MgCl2-起配制的左氧 氟沙星。相隔1周給予升高的劑量。連續(xù)4周，每隔一周給予7個CF患者的單獨組單獨劑量為 750mg的口服左氧氟沙星。通過HPLC分析血清樣品和痰樣品的左氧氟沙星。使用非房室藥物 動力學方法來分析血清左氧氟沙星濃度和痰左氧氟沙星濃度數(shù)據(jù)。表12顯示平均藥物動力 學參數(shù)。
[0167]表12
[0170] PK-PD數(shù)據(jù)此前顯示對于氟喹諾酮，Cft?S:MIC比為與最佳微生物殺傷和防止耐藥 性相關的PK-PD參數(shù)。具有MgCl 2的左氧氟沙星的氣霧劑給藥提供了達到綠膿假單胞菌 (P.aeruginosa)的Qs雄:MIC比MO的痰濃度。相反，750mg的口服左氧氟沙星劑量產(chǎn)生了1 · 1 的比。這些數(shù)據(jù)表明具有MgCl2的左氧氟沙星的氣霧劑給藥提供了在痰中的高度暴露，該暴 露大于使用口服左氧氟沙星可達到的那些。
[0171] 比較例6-40mgRDD的在鹽水或MgCl 2中配制的左氧氟沙星在CF患者中的氣霧劑給 藥的比較
[0172] 該實施例涉及使用40mg左氧氟沙星的估計可呼吸藥物劑量(RDD)的具有MgCl2的 左氧氟沙星或左氧氟沙星鹽溶液的氣霧劑給藥。左氧氟沙星鹽溶液的濃度為23.8mg/ml，并 且在含MgCl 2/乳糖的制劑中左氧氟沙星的濃度為30mg/ml(參見表11) XF患者通過氣霧劑 遞送接受40mg可呼吸藥物劑量的左氧氟沙星:7個患者接受鹽水中配制的左氧氟沙星；10個 患者接受相同估計RDD的與MgCl 2-起配制的左氧氟沙星。多次采取痰試樣直至24小時，并 且使用HPLC/熒光法來測定左氧氟沙星濃度。圖11顯示隨著時間推移在痰中測量的平均左 氧氟沙星濃度。相對于相同劑量的在鹽水中遞送的左氧氟沙星，使用MgCl 2遞送的左氧氟沙 星在痰中保持更長時間和更高濃度。
[0173] 此外，對于左氧氟沙星鹽溶液的氣霧劑給藥，在CF痰中的PK參數(shù)的對比（實施例4-表8)表明通過與鎂絡合從而實現(xiàn)明顯更高的痰C獻(直和AUC(例如，對于40mg可呼吸劑量， Cft?直為211.5ml/L左氧氟沙星與388ml/L左氧氟沙星:Mg，以及AUC為171.4h .mg/L左氧氟沙 星/鹽水與851h.mg/LMg左氧氟沙星:Mg)。
[0174] 實施例7:在多達14天內，氣霧劑給予含MgCl2加乳糖的制劑之后CF患者的左氧氟 沙星藥物動力學
[0175] 在第一天，CF患者每次治療接受約40mg、80mg或120mg的可呼吸遞送劑量(每次治 療的載荷劑量為78mg、175mg或260mg)，然后每天兩次給藥，持續(xù)14天。使用表11所示的制 劑。使用標準非房室PK方法和房室PK方法來生成血清、痰和尿的PK參數(shù)（Gibaldi M， Perrier B.，"Pharmacokinetics"（藥物動力學），第二版，New York:Marcel-Dekker; 1982， 其整體以引用的方式并入本文）。測定血清和痰的PK參數(shù)，并且分別在表13和表14中顯示。 左氧氟沙星鹽溶液給藥的比較(實施例4)表明通過與鎂絡合實現(xiàn)了明顯較高的痰(：_和 AUC(例如，對于40mg可呼吸劑量，Cg雄為211.5mg//L左氧氟沙星對448.9