擼起袖子論「肌松」第一講
肌松藥及拮抗藥研究新進展
授課教授:俞衛鋒
上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院 麻醉科主任
中國醫師協會麻醉學醫師分會第四任會長
中華醫學會麻醉學分會副主任委員
前言:肌松藥是麻醉醫生手上的重要武器,被普遍認為是比較安全的藥物,安全劑量非常大,沒有太多心血管的反應。但是肌松藥也是「魔鬼」,藥物的應用一定要有氣管插管,在呼吸支持的前提下才能夠使用。如何正確認識肌松藥、合理使用肌松藥與拮抗藥,是麻醉醫生的基本功。
一
概述
神經肌肉接頭解剖
神經肌肉接頭的特點為突觸前膜是神經組織,突觸後膜是肌肉組織。突觸前膜內有較多囊泡,囊泡內儲存乙醯膽鹼。在肌肉運動時,囊泡內的乙醯膽鹼釋放到突觸間隙裡,與突觸後膜上的乙醯膽鹼受體作用,產生肌肉的運動。神經肌肉接頭早期在發育時,神經末梢與突觸後膜乙醯膽鹼非對應關係,突觸後膜上的乙醯膽鹼受體呈胎兒型。隨著神經肌肉接頭髮育的成熟,突觸後膜上的乙醯膽鹼受體,成為成熟的乙醯膽鹼受體。
乙醯膽鹼受體在何時回歸到胎兒型乙醯膽鹼受體?
當神經切斷後,會回歸到胎兒型乙醯膽鹼受體。例如臨床上的燒傷病人,或截癱病人。此時大量的突觸後膜乙醯膽鹼受體,變回胎兒型乙醯膽鹼受體。一個神經衝動傳導到神經末梢時,神經接頭會產生囊泡的釋放,作用於突觸後膜上,發生鈉離子內流和鉀離子外流,從而產生EPP,稱為終板電位。終板電位的本身浮動很低,不會引起肌肉的收縮。但是很多的EPP融合後,形成在終板膜上擴展的動作電位,形成肌肉的收縮。這就是從運動神經元,產生運動衝動與肌肉收縮的過程。這樣的過程一定會伴隨神經生化的過程,主要在突觸前膜內。突觸囊泡本來是穩定的,囊泡內有蛋白質將其固定,非活躍的囊泡。鈣離子內流後,蛋白質從囊泡內解離,囊泡變為活躍的囊泡,與突觸前膜融合,囊泡內的乙醯膽鹼外排到突觸間隙裡,與突觸後膜上的乙醯膽鹼受體結合,產生鈉離子內流和鉀離子外流。釋放出的乙醯膽鹼不論是否與乙醯膽鹼受體結合,迅速被突觸間隙內的膽鹼酯酶分解為乙醯輔酶和膽鹼,重新進入突觸前膜,在膽鹼乙醯轉移酶(CAT)的作用下,重新合成乙醯膽鹼,儲存到囊泡裡。依次的肌肉運動運動過程,產生一系列的神經生理的變化,也伴隨著囊泡的融合、外排、作用、分解、再合成、重新儲存的過程。這些過程被阻斷以後,不能產生肌肉的收縮,用於阻斷的藥物,就是肌松藥。
01
肌松藥分類
按作用時效長短分類:
超短效的起效時間為1分鐘,作用時間在6-12分鐘,參考藥物如琥珀膽鹼
短效型的參考藥物為瑞庫溴銨與米庫溴銨,作用時間在15-30分鐘
中效型的較為常用的藥物,有羅庫溴銨、順阿曲庫銨、維庫溴銨、阿曲庫銨,作用時間在30-50分鐘
長效型藥物使用較少,如泮庫溴銨、哌庫溴銨等,作用時間較長,在1.5-2小時。
按化學結構分類:
氨基甾體類:維庫溴銨、羅庫溴銨、泮庫溴銨、哌庫溴銨、瑞庫溴銨
異喹啉類:氯筒箭毒鹼、氯二甲箭毒
苄異喹啉類:阿曲庫銨、順阿曲庫銨、米庫氯銨、杜什氯胺
02
常用肌松藥的特點
氨基甾類
泮庫溴銨:臨床上使用較少,缺陷為40-50%以原型經腎臟排出,控制較困難,且代謝產物3-羥基泮庫溴銨含有肌松活性,肌松效應是有效的1/2,在臨床上很難預判作用時效。
維庫溴銨:解決了泮庫溴銨腎臟排洩的缺陷,主要是由肝臟代謝,僅有15%經腎臟排洩,但依然保留了泮庫溴銨的部分缺陷,其代謝產物3-羥基維庫溴銨同樣有肌松活性,與原藥等同,因代謝產物含肌松活性而較少使用。所幸有三種代謝產物,3-羥基維庫溴銨、17-羥基維庫溴銨、3與17雙羥基維庫溴銨,以後兩者為主,3-羥基維庫溴銨量較小,但仍保留了肌松活性。
羅庫溴銨:臨床上使用較多,是同類型中起效最快的,使用劑量在0.6mg/Kg時90秒可起效,使用劑量在0.9mg/Kg時,60s可起效。心血管穩定性好,心率、血壓穩定,經過有機陰離子轉運多肽(OATP)從肝細胞分泌到膽汁,經腸道排出,在體內無代謝產物。
苄異喹啉類
不依賴於體內的酶,經過自然降解,在器官功能不佳時或內環境紊亂時,使用苄異喹啉類藥物存在優勢。
阿曲庫銨:最大優勢在於有Hofmann清除,但存在組胺釋放,是箭毒的1/3,心血管穩定性較差,給藥速度快會產生血壓下降、心率升高。代謝產物為N-甲四氫罌粟鹼,可能會中產生中樞興奮,引起病人躁動。在臨床上使用較少。
順阿曲庫銨:藥效是阿曲庫銨的3倍,化學結構是阿曲庫銨的同分異構體,解決了組胺釋放的問題,心血管穩定性非常好,但也存在代謝產物N-甲基罌粟鹼。目前,對於N-甲基罌粟鹼褒貶不一,有人認為會引起躁動,但也有人認為,產生的N-甲基罌粟鹼,可能會對神經系統有一定的保護作用,尤其是在神經外科手術中。目前在臨床上較為廣泛使用。但仍存在一種缺陷,在中效型藥物中起效較慢。
美維松(米庫氯銨):優勢在於,在臨床使用的肌松藥中,作用時效最短,在15分鐘作用,但起效時間長,約為2分鐘,且含有劑量依賴性組胺釋放。因此由於這兩種缺陷,在臨床上使用不多。是一種特殊的苄異喹啉類,通過假性膽鹼酯酶分解,非Hofmann消除,沒有相關的優勢,限制了它的臨床使用,但依舊是目前無法取代的,短效的一種肌松藥。
03
代謝肌松藥的方式
通過肝臟:代表性藥如維庫溴銨、羅庫溴銨。維庫溴銨通過肝臟的氧化還原反應,加羥基的作用,產生三種代謝產物。羅庫溴銨通過有機質轉運多肽,在肝臟完成。
通過腎臟:代表性藥如泮庫溴銨、哌庫溴銨。維庫溴銨、羅庫溴銨與泮庫溴銨、哌庫溴銨,同樣都是甾體類藥物,但分肝臟與腎臟兩種清除渠道,與它們的分子量、蛋白結合率、脂溶性有關。
Hofmann代謝:代表性藥如阿曲庫銨、順阿曲庫銨。
通過膽鹼酯酶:代表性藥物如琥珀膽鹼、米庫氯銨。
二
藥代藥效
01
肌松藥的藥代動力學——肝功能障礙
在肝功能障礙時會發生藥效降低,病人往往會體液瀦留,分布容積增大,藥物被稀釋。二是由於膽鹼酯酶降低。膽鹼酯酶用於分解乙醯膽鹼,而乙醯膽鹼分解減少,導致藥效降低。第三是γ球蛋白增高,與游離藥物結合,使游離藥減少、由於這三大原因,患者往往對肌松藥不敏感,藥代能力下降,作用時效延長。此類藥物在使用時,需要初量增加、追加量減少、間隔延長。在初量時使用量小,達不到肌松效果,由於代謝能力下降,因此追加劑量少,間隔時間需更長。
02
肌松藥的藥代動力學——腎功能障礙
對於經腎臟清除的藥物來說影響最大,如箭毒類藥、泮庫溴銨、哌庫溴銨,主要通過腎臟排洩。所以對腎功能障礙的病人,此類藥物的作用時效會明顯延長。部分從肝臟清除的藥物,也有部分從腎臟清除,也有一定的影響。例如維庫溴銨有15%左右通過腎臟清除,羅庫溴銨主要從肝臟清除,但也有10%左右從腎臟清除,會有較小影響。阿曲庫銨與順阿曲庫銨有20%左右從腎臟清除,其他部分是Hofmann消除,它們的影響也比較小。因此,在對腎功能障礙的病人行腎移植手術時,使用較少經腎臟清除的藥物,不使用主要經腎臟清除的藥物。
03
藥物化學結構對肝腎代謝的影響
藥物是通過肝臟清除或腎臟清除,與分子量有關。分子量低、水溶性、蛋白結合率低的藥物,往往從腎臟清除,如泮庫溴銨、哌庫溴銨。膽汁性藥物則相反,分子量大、脂溶性、蛋白結合率高,如羅庫溴銨、維庫溴銨,蛋白結合率達到95%左右,而泮庫溴銨的蛋白結合率僅10%左右。分子量450,多數從肝臟清除,分子量介於350與450之間,兩種途徑都有。
三
新型非去極化肌松藥
01
更好的甾體類?
瑞庫溴銨/蠟哌庫銨
ED95為0.75mg/kg,藥效比羅庫溴銨(0.3mg/kg)弱一倍。如果用兩個ED95,起效時間為60-90秒,作用時效10分鐘。作用起效與作用時間非常接近琥珀膽鹼。該藥物曾經在美國上市,運用較多,但在2001年3月19日,撤出美國臨床,因為發生了21例支氣管痙攣,其中8例死亡,在中國未開始使用。以後是否會再運用於臨床也無法下定論。
02
更好的苄異喹啉類?
Gantacurium(更他氯銨,AV430A,GW280430A)不對稱四氫異喹啉氯延胡索酸鹽
ED95為0.19mg/kg,1-4xED95,起效時間在1.3-2.1min,作用時間在4.7-10.1min,同樣非常接近於琥珀膽鹼。該藥物的最大特點是可與半胱氨酸結合,與氯離子結合後,藥物作用消失。這是一種超快速、超短效、可逆轉的藥物。不過該藥物最終也沒在臨床使用,雖然有很多優勢,但可能由於有一定的組胺釋放,使一部分病人有過敏反應,存在缺陷。當用到2個ED95,起效時間在1.1min左右,作用時間7分鐘左右。當用到3個ED95,起效時間在0.9min左右,作用時間10分鐘左右,與琥珀膽鹼非常接近。該藥物最主要通過半胱氨酸加成反應,使肌松失活,是體內的基本代謝途徑,不涉及腎臟或肝臟。
CW002(AV002)——Gantacurium(AV430A)的化學結構類似物
該藥物是根據更他氯銨的基礎,進行化學改造,與更他氯銨非常接近。此藥物屬於中時效苄異喹啉類,最主要的問題在於起效很快,但持續時間比較長,很像羅庫溴銨。如果運用0.14mg/kg CW002,相當於約2個ED95左右,起效時間約為90秒,但作用時效可以達到35分鐘左右。當T4/T1>0.9時,作用時間在72分鐘左右。以羅庫溴銨作為標準,衡量Gantacurium與CW002這兩個新藥時,CW002與羅庫溴銨更接近。更他氯銨的優勢在於超快速,超短效。兩種新藥物的化學結構非常接近,同屬苄異喹啉類Gantacurium可作為超快速、超短效藥物使用;CW002作為超快速、中時效藥物使用。
CW011——Gantacurium(AV430A)的化學結構類似物
該藥品藥效很強,ED95隻有0.025mg/kg,也是一個短時效藥物,4-5ED95作用時間只有20分鐘左右,屬於超快速、超短效藥物。
HR1750(CW1759-50)——Gantacurium(AV430A)的化學結構類似物
由康奈爾大學J.Savarese團隊合成,2017年被國內Recro Pharm收購。ED95僅0.069mg/kg,比羅庫溴銨強得多,作用時間僅8分鐘左右,幾乎無組胺相關副作用,比更他氯銨的優勢更明顯,更他氯銨有組胺釋放。HR1750為超快速、超短效、無組胺釋放藥物。國內在進行藥物研究後,將有可能作用於臨床上。藥物的特點在於,不論使用劑量在0.1或0.5,恢復時間都在6分鐘左右,CW002的恢復時間也保持在15分鐘左右,恢復時間基本保持恆定。
以上藥物與順阿曲庫銨相比,更他氯銨藥效相對較弱,ED95是0.1mg/kg,而順阿曲庫銨的ED95在0.028mg/kg,這些基本都屬於強效藥物。其中更他氯銨與HR1750屬於短效藥物,其他屬於中時效藥物。之後HR1750也許在臨床應用上有較大前途。
TAAC3(非去極化肌松藥新的化學結構)——託品二酯衍生物
此藥物非常規意義上苄異喹啉類或甾體類,起效與恢復時間都在1分鐘之內,持續時間非常短,在1.8-3.5min。目前TAAC3已進入臨床試驗,但尚無詳細研究結果報導。
四
新型肌松拮抗藥
01
常用的肌松拮抗劑
競爭性拮抗
新斯的明:主要減少乙醯膽鹼的分解,大量乙醯膽鹼不能分解,堆積以後取代肌松藥物。但這種拮抗有風險,在深肌松情況下是不允許的,在肌松有一定恢復後才能使用。
選擇性拮抗
更多採用的拮抗方式。例如拮抗羅庫溴銨的舒更葡萄鈉,可以在深肌松的情況下產生快速拮抗。
02
新斯的明的拮抗肌松藥原理
突觸前膜中的突觸囊泡釋放乙醯膽鹼,作用於突觸後膜的乙醯膽鹼受體,多餘的乙醯膽鹼,被膽鹼酯酶分解為乙醯輔酶和膽鹼,再攝取到突觸前膜中,合成乙醯膽鹼儲存起來。如果用了肌松藥,用了膽鹼酯酶抑制劑後,乙醯膽鹼不會被分解,就取代了羅庫溴銨。這種拮抗是非徹底、不完全的。羅庫溴銨的分子一直在旁側,隨時可以回歸取代。當肌松藥再回到突觸後膜,又會產生肌松作用。新斯的明的拮抗一般作用10分鐘左右,10分鐘後,只能靠肌松藥的代謝和排洩。一般使用1mg的新斯的明和0.5mg的阿託品,一般TOFr提高到0.6-0.65。但新斯的明有很多禁忌症,如支氣管哮喘、癲癇、心絞痛、室性心動過速、機械性腸梗阻、尿路梗阻等患者都不能使用。因此新斯的明的使用有很多限制,作用維持時間和效果有限,非完全徹底拮抗。
03
新型甾類肌松藥拮抗劑
舒更葡萄鈉(布瑞亭)
由8個糖基組成γ環,α環有6個糖基,β環有7個糖基。羅庫溴銨分子孔隙與γ環非常匹配。
舒更葡萄鈉的拮抗肌松藥原理?
舒更葡萄鈉將羅庫溴銨包裹到Bridion中帶走,從腎臟清除,不會再回到突觸中,屬於特異性拮抗。
與新斯的明(間接作用機制)相比,舒更葡萄鈉(直接作用機制)優勢明顯
最大的優勢在於快速逆轉,可逆轉中度與深度NMB,在腹腔鏡中大量使用,減少腹腔壓力,衝更多氣,暴露更好,對器官損傷更輕。在深肌松下使用這樣的逆轉,對病人的風險較小。
舒更葡萄鈉的用法用量推薦
在中度肌松的情況下,一般用2mg/kg;在深肌松情況下,一般用4mg/kg。
舒更葡萄鈉的不良反應
最常見不良反應:味覺障礙、嘔吐、口乾、眩暈、低血壓。
其他少見不良反應:過敏反應、心血管系統中心臟QT間期延長、負壓性肺水腫、出血風險等。這些在臨床上比較少見,但是目前舒更葡萄鈉的臨床使用越來越多,應持續關注舒更葡萄鈉的副作用。
adamgammadex(奧美克松鈉)
屬於仿製品,同樣有8個糖基,在側鏈上延長了一定的結構,分子更大,抓力更強,已經做過相關臨床試驗。因為它的分子量大,當同樣使用了8mg,它的藥效低於舒更葡萄鈉。由於分子較大,同樣的100mg藥品中,含有的奧美克松鈉分子數量小於舒更葡萄鈉。當用到了32mg的劑量,相當於8mg的舒更葡萄鈉,因此藥效較低,這與它的分子量有關,抓力強但分子重量大,這是奧美克松鈉的特點。它的優勢在於,臨床試驗中,沒有發現心臟QT間期延長,也沒出現過敏反應,而舒更葡萄鈉會有副作用。但是否證明它的副作用更小,有待於臨床進一步實驗,但該藥物應該會很快作用於臨床。
04
新型苄異喹啉類肌松藥拮抗劑
Cysteine 半胱氨酸
苄異喹啉類肌松藥的特點是存在氯離子,與半胱氨酸會形成雜環,從而使藥效消失,作為Gantacurium和CW002等的肌松拮抗劑,起效快,安全性高。半胱氨酸是體內本身存在的,非必須的一種胺基酸,使用半胱氨酸進行逆轉,副作用較小。與阿託品比較,半胱氨酸逆轉時效更快,有劑量依賴性。如果提高半胱氨酸的劑量,達到50mg/kg時,一般在1分鐘之內可以逆轉。
05
新型苄異喹啉類肌松藥拮抗劑
半胱氨酸只對新型苄異喹啉類有效,對於老式藥品諸如順阿曲庫銨、阿曲庫銨都沒有作用。舒更葡萄鈉與奧美克松鈉,只對甾體類藥物,尤其是羅庫溴銨起作用,那是否有萬能拮抗藥呢?
Calabadion
含有兩種分子,Calabadion1與Calabadion2。它同樣屬於分子容器,即葫蘆脲結構,對甾體類和苄異喹啉類非去極化肌松藥均能很好逆轉。
Calabadion1
對於羅庫溴銨,當用到90mg/kg Calabadion1時,可在15秒內恢復自主呼吸,84秒左右TOFr恢復到0.9。如果逆轉順阿曲庫銨,可以加大劑量,用到150mg,在47秒左右恢復自主呼吸,恢復到TOFr0.9,約用到87秒,都可拮抗,但是對於甾體類肌松藥,使用劑量更小。
Calabadion2
第二代無環成員,對順阿曲庫銨的親和力約是calabadion1的5倍。對於順阿曲庫銨來說,Calabadion2較於calabadion1的作用更強。與舒更葡萄鈉相比,在體內或體外,對於羅庫溴銨具有更高的結合親和力,大約為舒更葡萄鈉的89倍,表明其可能有更寬的治療範圍。可能當Calabadion運用後,舒更葡萄鈉和奧美克松鈉也會逐漸被取代,對今後肌松的拮抗,可能會帶來革命性的變化。
專家在線答疑
俞衛鋒 教授
Q
我們為何要研究肌松藥?現存的肌松藥有哪些缺陷?我們現在真正需要怎樣的新型肌松藥?
俞衛鋒:一般來說,超快速、超短效的藥物,是較為需要的,諸如靜脈麻醉藥物丙泊酚。當泵上時,藥物起效;泵停止時,藥物作用消失。如果肌松藥也這樣快速短效,就不再需要拮抗藥。當想用到時,肌肉可以鬆弛,停藥後,肌松恢復,那是最好效果。目前已經有了短效肌松藥,如米庫氯銨;有快速但非短效肌松藥,如羅庫溴銨;有短效但非快速肌松藥,如美維松。
Q
為何肌松要拮抗?
俞衛鋒:最主要的問題,在於有大量肌松殘餘,給臨床帶來了很大的風險。在國內曾有一個全國性調查,發現中國的肌松殘餘總發生率,大約在57.8%。其中,TOF比值在0.8-0.9之間有16.9%,0.7-0.8之間有11.1%,0.6-0.7之間有6.9%,
Q
肌松殘餘的危害是什麼?
俞衛鋒:最主要的是產生低氧血症與高碳酸血症,這是對病人最大的風險,往往病人會缺氧。當然還有一些類似產生視力障礙;氣道保護劑型而產生的吞咽反射、咳嗽反射;咽喉保護劑型沒有恢復會產生上氣道梗阻、吞咽困難、言語不清。
Q
國內外對肌松殘餘預防和處理策略是什麼?
俞衛鋒:最主要的策略,是進行術後肌松拮抗,還有儘量使用短效肌松藥、進行肌松監測,可以有效防止肌松的殘餘作用。
感謝仙琚製藥
對本次直播的公益支持!
THE
END