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BCSC 2 · Fundamentals and Principles of Ophthalmology

Ch.15 Pharmacologic Principles 藥理學原理

原書 p.363–386 · 考題 6 題 · 最後更新:

課本重點整理

依 BCSC 2 第 15 章自行摘要整理,非原文;p. 標示為原書印刷頁碼。

螢光=考過(後附題號)紅框=易錯陷阱粗體數字=門檻值

一、本章重點與名詞定義

Highlights(本章重點)

  • 經鼻黏膜吸收的局部眼藥繞過肝臟 first-pass metabolism(首渡代謝),血中濃度可達顯著程度;點藥後請病人輕閉眼或以手指壓迫鼻淚管 5 分鐘,可減少全身作用⁠Q58。p.363
  • 使用眼內藥物時,為保護眼內構造免於藥物毒性,必須避免含防腐劑的藥品,並小心控制藥物濃度;配製與注射眼內藥物須嚴格遵守標準無菌技術以預防感染。p.363
  • 全身給藥時,lipophilic(親脂性)化合物比 hydrophilic(親水性)化合物更容易穿透 blood–ocular barrier(血眼屏障)與 blood–brain barrier(血腦屏障)。p.363
  • Genetic polymorphism(基因多型性)可改變病人對藥物治療的反應;目前正在 age-related macular degeneration(AMD,老年性黃斑部退化)與 glaucoma(青光眼)病人中評估這些差異。p.363

名詞定義

  • Amphipathic(兩親性):同時具有親水與親脂性質。p.363
  • Bioavailability(生體可用率):活性藥物到達作用部位的速率,以及它可供標的組織利用的程度。p.363
  • Biologic agent(生物製劑):由活體製成或含活體成分、用於預防、診斷或治療疾病的產品。p.363
  • Emulsion(乳劑):2 種不互溶成分的混合物;Suspension(懸浮液):溶解度差的物質與使其均勻分布的分散介質之混合物。p.363–364
  • Hydrophilic(lipophobic):分子傾向溶於水;Lipophilic(hydrophobic):分子傾向溶於脂質。p.363
  • Pharmacodynamics(藥效學):藥物對生物系統的生化與生理作用及其作用機轉;Pharmacokinetics(藥物動力學):藥物在生物系統中的吸收、分布、代謝與排除。p.363
  • Pharmacology(藥理學):研究藥物作用及生物體與治療物質經生化過程之交互作用;Pharmacotherapeutics(藥物治療學):研究如何達到藥物的預期效果,或預防/減少其不良作用或毒性。p.363–364

二、藥物動力學、藥效學與藥物治療學

Pharmacokinetics(藥物動力學)

  • 藥物須以足夠濃度到達作用部位才有療效;作用部位濃度取決於:給藥途徑、給藥量、給藥部位吸收的程度與速率、藥物在組織的分布與結合、循環液體的 bulk flow(整體流動)、體腔間轉運、biotransformation(生物轉化)、排泄。p.364
  • Pharmacokinetics 與劑量共同決定 bioavailability,即活性藥物在治療部位的濃度。p.364

Pharmacodynamics(藥效學)與作用機轉

  • Pharmacodynamics 是藥物分布到治療部位後的生物活性與臨床效果,包括藥物的組織受體及藥物與受體結合後引發的細胞內變化;因此藥效常以受體描述,例如 α-adrenergic agonist(α 腎上腺素致效劑)或 β-adrenergic antagonist(β 腎上腺素拮抗劑)。p.364
  • 多數藥物藉由結合並改變調節性巨分子的功能而作用,這些分子通常是神經傳導物質受體、荷爾蒙受體或酵素;結合可為靜電力和/或 van der Waals force(凡得瓦力)介導的可逆結合,或形成共價中間物。p.364
  • 藥物–受體交互作用刺激受體天然功能者稱 agonist(致效劑);引發相反作用者稱 antagonist(拮抗劑);作用於酵素的對應名稱為 activator(活化劑)與 inhibitor(抑制劑)⁠Q105。p.364–365
  • 影響神經傳導的藥物或酵素抑制劑,臨床效果通常與當下受體占據程度密切對應;許多作用於荷爾蒙受體的藥物,效果落後受體占據數小時,或在藥物消失後仍持續很久,因其常經一連串生化事件介導。p.365
  • 受體占據程度可與藥效差異很大:睫狀突的 carbonic anhydrase(碳酸酐酶)含量是支持房水分泌所需的 100 倍,故須抑制 > 99% 的酵素分泌才會減少;反之,部分荷爾蒙在遠低於受體飽和的濃度即達最大反應,顯示存在「unbound receptors」。p.365

Pharmacotherapeutics(藥物治療學)

  • 研究以藥物達成臨床終點(如預防或治療疾病);治療劑量可能因病人而異,與病人年齡、性別、種族、目前併用藥物與既有疾病相關。p.365

易錯陷阱

  • Bioavailability 由 pharmacokinetics 與劑量共同決定。p.364
  • Carbonic anhydrase 在睫狀突的量為所需的 100 倍,須抑制 > 99% 才會減少房水分泌。p.365

三、毒性與防腐劑

Toxicity(毒性)

  • 毒性指藥物或環境化學物質的不良作用(含中毒),可受 pharmacokinetics 和/或 pharmacodynamics 影響。p.365
  • 局部眼藥容易經眼與鼻咽黏膜吸收,也經 iris(虹膜)與 ciliary body(睫狀體)吸收;局部吸收避開肝臟 first-pass metabolism、提高全身生體可用率,因此全身毒性可能比依總局部劑量預期的更大⁠Q58。p.365
  • 局部眼藥的 local toxicity(局部毒性)比 systemic toxicity(全身毒性)常見;局部毒性可為 type I immunoglobulin E(IgE)介導的過敏反應,或對藥物本身或其防腐劑的 delayed hypersensitivity reaction(遲發型過敏反應)。p.366

Preservatives(防腐劑)

  • 常用防腐劑:quaternary cationic surfactants(四級陽離子界面活性劑)如 benzalkonium chloride(BAK,苯扎氯銨)與 benzododecinium bromide;原文列於 mercurial agents(汞類製劑)項下的 thimerosal、chlorobutanol 與 parahydroxybenzoates;以及 aromatic alcohols(芳香醇類)。p.366
  • 眼用溶液中的防腐劑局部使用後可對眼表產生毒性,也可增加多種藥物的角膜通透性⁠Q860。p.366
  • 「Disappearing preservatives」:遇光或淚膜離子即消散,例如 stabilized oxychloro complex(分解為氯化鈉與水)、sodium perborate(先分解為過氧化氫,再成為氧與氫);理論上對角膜表面無毒性。p.366
  • 其他可能比 BAK 等四級陽離子界面活性劑毒性較低的系統:含 borate、sorbitol、propylene glycol 與 zinc 的 ionic buffer(離子緩衝系統),遇淚膜陽離子分解為天然成分;polyquaternium-1 是缺乏疏水區的四級銨陽離子聚合物,雖是 detergent(清潔劑),人類角膜上皮細胞傾向排斥它。p.366
  • 為完全消除防腐劑毒性,部分眼藥有單次使用容器的 preservative-free(無防腐劑)製劑⁠Q860。p.367
Compound(成分)Class(類別)Antimicrobial action(抗菌作用)Trade name(商品名)Example(產品例)
Benzalkonium chlorideQuaternary ammoniumDetergent 作用溶解細胞壁與細胞膜NA常見於許多眼用溶液
Polyquaternium 1Detergent作用於細胞膜PolyquadTears Naturale II
Stabilized oxychloro complexOxidizing(氧化型)氧化細胞內脂質與 glutathionePuriteAlphagan P
Sodium perborateOxidizing形成過氧化氫;氧化作用同上GenAquaGenteal
Borate, sorbitol, propylene glycol, zincIonic bufferMultiple(多重)SofZiaTravatan Z

出處(Table 15-1)p.366

防腐劑的眼部副作用(Table 15-2)

  • Eyelids and conjunctiva(眼瞼與結膜):allergic reactions、hyperemia(充血)、erythema(紅斑)、blepharitis(瞼緣炎)、papillary conjunctivitis(乳突性結膜炎)、edema、pemphigoid lesion with squamous metaplasia(類天疱瘡樣病灶合併鱗狀化生)、contact lens intolerance(隱形眼鏡不耐)。p.367
  • Cornea(角膜):punctate keratitis(點狀角膜炎)、edema、pseudomembrane formation(偽膜形成)、上皮 microvilli 減少、vascularization(血管化)、scarring(結疤)、delayed wound-healing symblepharon(表中原文為同一項)、transcorneal permeability(穿角膜通透性)增加、tear film(淚膜)穩定度下降、squamous metaplasia⁠Q860。p.367

Clinical pearl:BAK 是最常用的眼用防腐劑,可對眼表及眼內構造產生毒性:誘發角膜與結膜上皮細胞 apoptosis(凋亡),也已證實會影響 trabecular meshwork(小樑網)與晶體上皮細胞。持續暴露於 BAK 的青光眼病人須監測毒性,應考慮複方藥、含替代防腐劑的藥品或無防腐劑眼藥⁠Q860。p.367

易錯陷阱

  • 局部眼藥的局部毒性比全身毒性常見;但因避開首渡代謝,全身毒性可能大於依總局部劑量預期者。p.365–366
  • 防腐劑除了眼表毒性,也可增加藥物的角膜通透性(Table 15-2 列有 transcorneal permeability 增加)。p.366–367
  • 長期使用含 BAK 藥物的青光眼病人須監測毒性,可考慮複方、替代防腐劑或無防腐劑製劑⁠Q860。p.367

四、年齡與藥理:兒童與老年人

新生兒、嬰幼兒與兒童

  • 新生兒與嬰兒的藥物代謝與排泄較成人未成熟:新生兒早期 cytochrome P450 依賴型 mixed-function oxidases(混合功能氧化酶)及結合酵素的活性約為成人的 50%–70%;glucuronide(葡萄糖醛酸苷)形成要到第 3 或第 4 年才達成人水準。p.365
  • Glomerular filtration rate(GFR,腎絲球過濾率):p.365 寫幼嬰 GFR 低,於出生後 6–12 個月達成人值;p.367 寫兒童於 2 歲達成人 GFR(課本前後說法不一致:p.365 與 p.367 所寫年齡不同,兩處皆保留原文;課本外的研究資料,非 p.365/p.367 內容:Rhodin 等〔Pediatr Nephrol 2009〕匯整 8 項研究建立的模型預測,出生後 1 歲時 GFR 為成人值的 90%)。小兒族群須適當調整劑量與給藥時程以避免毒性。p.365, p.367
  • 嬰幼兒腎血流低於較大兒童與成人;1 歲以下嬰兒全身水分百分比高於成人,影響藥物(特別是水溶性化合物)分布的體積 → 新生兒以較低劑量即可達相同療效。p.367
  • 兒童(特別是 2 歲以下)藥物分布與吸收差異的完整討論超出本書範圍;開藥給兒童時應查閱 US Food and Drug Administration(FDA,美國食品藥物管理局)仿單,例如依體重給藥(weight-based dosing)。p.367

老年人

  • 相較年輕者,老年人肌肉量減少致 lean body mass(瘦體重)較少、體內水分與 albumin(白蛋白)較少、脂肪組織相對百分比增加 → 改變藥物的組織結合與分布;腎功能隨年齡下降,肝灌流與酵素活性受不同程度影響;老年人傾向比年輕者服用更多慢性病藥物,其中許多藥物同時由已受損的代謝系統處理。p.368
  • National Kidney Foundation 各年齡層平均 estimated GFR(mL/min/1.73 m²):20–29 歲 116;30–39 歲 107;40–49 歲 99;50–59 歲 93;60–69 歲 85;≥ 70 歲 75。p.368
  • 老年人藥物動力學處理顯著改變,延長多數全身性藥物的有效半衰期;藥效常另外被增強,即使已依藥動差異減量,藥效與不良作用仍可能增加 → 治療效果與毒性可單純因老化而改變、與劑量無關;選藥應依個人整體健康、年齡與併用藥物。p.368

易錯陷阱

  • 新生兒早期 P450 相關酵素活性約為成人的 50%–70%;glucuronide 形成到第 3 或第 4 年才達成人水準。p.365
  • 老年人即使已減量,藥效與不良作用仍可能增加。p.368

五、給藥途徑總覽

Route(途徑)Benefits(優點)Challenges(挑戰)Applications(應用)
Topical(局部點藥)病人遵從性高、可自行使用、非侵入性淚液稀釋與更新率較高、角膜屏障、efflux pumps(外排幫浦)、bioavailability(BA)< 5%Keratitis、uveitis、conjunctivitis、scleritis、episcleritis、blepharitis、glaucoma
Oral/systemic(口服/全身)病人遵從性高、非侵入性Blood–aqueous barrier(BAB)、blood–retinal barrier(BRB)、高劑量致毒性、BA < 2%Scleritis、episcleritis、CMV retinitis、posterior uveitis(PU)
Intravitreal(玻璃體內)直接送達玻璃體與視網膜、維持藥物濃度、避開 BRBRetinal detachment、hemorrhage、cataract、endophthalmitisAMD、PU、BRVO、CRVO、DME、CME、uveitic macular edema(UME)、CMV retinitis
Intracameral(前房內)繞過角膜上皮屏障、前房藥物濃度較高、免用局部眼藥、減少局部治療相關的角膜與全身不良作用Toxic anterior segment syndrome(TASS)、toxic endothelial cell destruction syndrome(TECDS)麻醉、預防眼內炎、發炎、散瞳、青光眼
Subconjunctival(結膜下)繞過結膜上皮屏障、直接送達前後段、可作 depot(儲存)劑型部位結膜與脈絡膜循環青光眼手術、uveitis
Sub-Tenon(Tenon 囊下)繞過結膜上皮屏障、玻璃體藥物濃度高、相對非侵入、併發症比玻璃體內注射少RPE 屏障、chemosis(結膜水腫)、結膜下出血、誤入眼內DME、AMD、RVO、uveitis
Retrobulbar(球後)可給予高劑量局部麻醉、比 peribulbar 更有效、對 IOP 影響極小Retrobulbar hemorrhage、globe perforation(眼球穿孔)、respiratory arrest(呼吸停止)Anesthesia
Posterior juxtascleral(後鞏膜旁)安全給予 depot 劑型、對黃斑維持藥物濃度最長達 6 個月、避免眼內炎與眼內傷害風險需手術、RPE 屏障AMD

出處(Table 15-3)p.369

  • Fig 15-1 的給藥途徑:transcorneal(淚膜經角膜入前房)、transconjunctival(經結膜、鞏膜與前葡萄膜入後房)、intrastromal(直接入角膜基質)、intracameral(直接入前房)、subconjunctival(自前結膜下腔經鞏膜與前葡萄膜入後房,或經鞏膜、脈絡膜、RPE 與視網膜入前玻璃體)、intravitreal(直接入玻璃體)、sub-Tenon(自後 Tenon 下腔經鞏膜、脈絡膜、RPE 與視網膜入後玻璃體)。p.370
  • Fig 15-1 的排除途徑:房水中藥物經 trabecular meshwork 與 Schlemm canal,或經 uvea(葡萄膜)進入全身血管循環;玻璃體中藥物經 blood–retina barrier 進入全身循環;玻璃體與後房之間經 anterior hyaloid(前玻璃體膜)雙向移動;結膜下和/或鞏膜上腔的藥物進入全身淋巴或血管循環。p.370
  • Transcorneal route(經角膜途徑)是藥物達到眼內濃度的主要途徑;局部用藥後,房水動力學及虹膜、睫狀體上皮等結構屏障限制其擴散越過晶體。p.370–371
  • Fig 15-2:角膜是局部藥物的主要吸收部位,之後到後段的 2 條路徑為 transvitreal(經玻璃體)與 uveal-scleral(葡萄膜–鞏膜);第三條 periocular(眼周)路徑經結膜/鞏膜。結膜表面積雖為角膜的 17 倍,但因結膜與脈絡膜血管快速清除,此路徑對眼內藥物濃度貢獻不大;RPE 另構成穿透屏障;uveal-scleral 路徑有類似限制。p.371

易錯陷阱

  • Table 15-3 的 BA:topical < 5%、oral/systemic < 2%。p.369
  • 結膜表面積為角膜的 17 倍(Fig 15-2);結膜對小分子水溶性物質的通透性被認為是角膜的 20 倍(p.375)。p.371, p.375
  • Intracameral 途徑的挑戰為 TASS 與 TECDS;retrobulbar 的挑戰包括 respiratory arrest。p.369

六、點眼液:滯留時間與改善吸收

Retention(滯留)

  • 多數眼藥以點眼液局部給藥:可使前段濃度最大化、全身毒性最小化;由濃縮淚液儲池到角膜與結膜上皮的濃度梯度驅動被動吸收。p.368, p.370
  • 直立、會眨眼的病人,傳統瓶點一滴 50 μL,淚湖體積只從 7 μL 增至 10 μL → 最多只保留 20%(10 μL/50 μL);因此除非點歪,同時連續點 2 滴同一藥物沒有好處⁠Q146。p.371
  • 未受擾動的眼睛淚湖更新率為每分鐘 16%,若誘發反射性流淚則更快;吸收慢的藥物,點藥後 4 分鐘最多剩下最初保留量的 50%(原劑量 10%),10 分鐘只剩 17%(原劑量 3.4%)。p.371
  • Residence time(滯留時間):藥物停留在淚液儲池與淚膜的時間,受劑型、後續用藥時機、淚液分泌與引流影響。p.372

改善不易快速穿過角膜之藥物吸收的簡單方法

  • 使用 1 種以上局部眼藥者,兩種藥之間應間隔 5 分鐘,否則第二滴可能只是把第一滴沖掉⁠Q146。p.372
  • Blinking(眨眼)啟動 nasolacrimal pump(鼻淚管幫浦),把液體從淚囊擠入鼻咽並在淚囊產生負壓、排空淚湖 → 降低藥效⁠Q146。p.372
  • 對策:在 medial canthus(內眥)以手指壓迫鼻淚管(nasolacrimal occlusion,NLO),或每滴點後閉眼 5 分鐘;兩者可防止淚湖排空、延長滯留時間並減少經鼻黏膜吸收 → 增加角膜吸收、減少全身吸收與潛在毒性⁠Q146 Q58。p.372
  • Fig 15-3:NLO 藉限制經鼻淚系統清除而延長接觸時間;閉眼使上下淚點互相貼合、阻斷進入鼻淚系統,達到類似效果。p.372
  • 增加 vehicle(載體)的 viscosity(黏稠度),或使用 contact lens(隱形眼鏡)、collagen shield(膠原蛋白盾)、insert(嵌入劑)等給藥物件,可延長淚液儲池滯留與藥物接觸時間⁠Q146。p.372

全身吸收與劑量換算

  • 經鼻黏膜吸收的局部藥物避開肝臟首渡代謝,血中濃度可達顯著程度;1–2 滴即可能構成顯著的全身劑量⁠Q58。p.372
  • 例:1% atropine(阿托品)= 1 g/100 mL = 10 mg/mL(記法:百分比數字後加一個 0 即為 mg/mL);每 mL 有 20 滴(部分新式細口瓶最多 40 滴)→ 每滴含 1% atropine 1/4–1/2 mg;雙眼各點一滴,最多有 1 mg 可供全身吸收,但實際吸收量受淚液稀釋與沖刷效應限制⁠Q105 Q1662。p.372–373

Absorption of topical agents(局部藥物的吸收)

  • 鼻淚系統移除局部藥物的速度可比眼表吸收快 100 倍;因接觸時間短,藥物由淚液轉移入角膜的速率是眼內穿透的關鍵;眼組織只吸收局部藥物的 1%–10%。p.373
  • 決定角膜穿透量的因素:載體中的濃度與溶解度、載體黏稠度、lipid solubility(脂溶性)、pH、離子與立體形式、分子大小、surfactants(界面活性劑)、反射性流淚、藥物結合。p.373
  • Fig 15-4:角膜途徑為主要途徑(小分子、親脂藥物);結膜與鞏膜途徑為次要途徑(大分子藥物,圖中標為 large, hypophilic drugs);圖示比例:corneal stroma < 10%–50%、aqueous humor < 5%–10%、vitreous humor < 0.0001%;systemic absorption 占劑量 50%–99%,主要經結膜與鼻,次要經淚液引流、咽、胃腸道、頰與眼瞼皮膚、房水、內層眼組織;spillage(溢出)來自超過結膜穹窿最大容量或點藥不當。p.373

易錯陷阱

  • 除非點歪,同時連續點同一藥物 2 滴沒有好處(一滴最多只保留 20%);不同藥物間隔 5 分鐘⁠Q146。p.371–372
  • NLO 是在 medial canthus(內眥)壓迫鼻淚管;另一方法是每滴點後閉眼 5 分鐘;眨眼會啟動鼻淚管幫浦、排空淚湖而降低藥效⁠Q146。p.372
  • NLO 或閉眼同時增加角膜吸收並減少全身吸收與潛在毒性⁠Q58。p.372
  • 1% atropine = 10 mg/mL;每 mL 有 20 滴(部分新式細口瓶最多 40 滴),原文寫每滴含 1/4–1/2 mg⁠Q105。p.372–373

七、影響角膜穿透的因素與劑型

Drug concentration, solubility, and vehicles(濃度、溶解度與載體)

  • 為讓足量藥物穿過角膜屏障,可能需以高濃度填充淚液儲池(例如選 pilocarpine 4% 而非 1%);實際上限:高張溶液誘發反射性流淚,或水溶性差的藥物達溶解上限而沉澱。p.374
  • 水溶性足夠者可製成 solution(溶液);溶解度差者可能需製成 suspension(懸浮液):使用前須搖晃使藥物重新分布,可能比溶液更刺激眼表;例:prednisolone acetate、brinzolamide。p.374
  • Emulsion(乳劑):兩種不互溶液體,需外力或乳化劑維持穩定;相較溶液,接觸時間較長、生體可用率較高;外觀通常混濁,但與懸浮液不同、使用前不需搖晃;比溶液黏稠,點後可能有異物感;例:difluprednate、cyclosporine。p.374
  • Vehicle(載體)是為方便給藥而加入活性成分的非活性物質,包括溶解、懸浮或混合藥物的溶液,也可影響溶液黏稠度;其他技術含緩釋機制、liposome(微脂體)與奈米技術。p.374

濃度單位換算

  • 溶液標示百分比 = 每 100 mL 溶液中活性成分的公克數:1% = 1 g/100 mL = 1000 mg/100 mL = 10 mg/mL⁠Q1662。p.374
  • 稀釋比例表示法:1:1000 溶液 = 1 g/1000 mL = 1 mg/mL = 0.1 g/100 mL = 0.1%⁠Q1662。p.374
1% = 10 mg/mL;1:1000 = 1 mg/mL = 0.1%(百分比後加一個 0 即為 mg/mL)⁠Q1662。p.372, p.374

Clinical pearl:載體選擇可顯著影響藥效持續時間;以溶液玻璃體內注射 0.4 mg dexamethasone phosphate,數天內即自玻璃體清除;0.7 mg 生物可分解聚合物緩釋植入物則可在 1–3 個月內釋放 dexamethasone。p.374

Viscosity(黏稠度)

  • 加入 methylcellulose、polyvinyl alcohol(PVA)等高黏稠物質 → 增加藥物在下穹窿的滯留、幫助穿透⁠Q146。p.375
  • 例:timolol maleate 以 gellan gum 或 xanthan gum(高分子量、水溶性、陰離子多醣,接觸淚膜後變稠)配製,可減為每日 1 次仍維持治療濃度。p.375
  • 黏稠度 1–15 cP(1 cP = 1 mPa·s)時眼部給藥改善;最佳為 12–15 cP;> 15 cP 似乎不會使房水濃度成比例增加,反而易刺激眼表 → 反射性眨眼、流淚、引流增加,也可能阻礙與淚液混合、扭曲眼表,並造成黏膩感與視力模糊⁠Q146。p.375

Lipid solubility(脂溶性)

  • 角膜上皮與內皮有 tight junction(緊密連接)限制細胞旁通過,上皮細胞間 desmosome(橋粒)為額外屏障;藥物須依序通過親脂的上皮細胞膜 → 親水的基質 → 親脂的內皮細胞膜。p.375
  • 理論上局部眼藥應為 amphipathic;但離體角膜通透研究顯示,促進穿透時脂溶性比水溶性更重要。p.375
  • 結膜有類似考量,但結膜對小分子水溶性物質的通透性被認為是角膜的 20 倍。p.375
Structure(構造)Solubility(溶解性)
Tear film:mucoaqueous layer、mucin layerHydrophilic
Corneal epithelium(角膜上皮)Lipophilic
Corneal stroma(角膜基質)Hydrophilic
Corneal endothelium(角膜內皮)Lipophilic
Conjunctiva(結膜)Hydrophilic
Tenon capsule(Tenon 囊)Lipophilic
Sclera(鞏膜)Hydrophilic
Uvea(葡萄膜)Lipophilic
Blood–aqueous barrier、blood–retina barrierLipophilic

出處(Table 15-4;僅表示相對脂溶性,實際通透性另受多種因素決定)p.376

pH and ionic charge(pH 與離子電荷)

  • 非離子型比離子型更親脂,較易穿過細胞磷脂膜;可調整 pH 改變離子化與非離子化比例以優化穿透速率。p.375
  • 許多眼藥為 alkaloid(生物鹼)或弱鹼,在酸性 pH 最穩定;緩衝能力應足以在保存期限內維持 pH 於穩定範圍,但應盡量小,使淚液 pH 只被短暫擾動。p.375
  • 病人可耐受的 pH 範圍窄;眼藥與淚液 pH 差異大可能造成眼部刺激,並誘發反射性流淚而稀釋或沖走藥物。p.375
  • Tropicamide、cyclopentolate、atropine、epinephrine 在淚液微鹼的 pH 7.4 下同時存在帶電與不帶電形式;提高水相 pH 可增加較脂溶、不帶電形式的比例,提高分配係數與穿透。p.375
  • 溶液離子電荷穿過帶相反電荷的構造時可獨立影響穿透:角膜基質與鞏膜皆親水,但鞏膜細胞外基質帶負電,限制帶正電分子通過。p.376

Molecular size、surfactants、reflex tearing、binding

  • 穿越上皮時,較小(< 450 Da)的親脂分子較適合 transcellular(跨細胞)路徑,較大的親水分子經 paracellular(細胞旁)路徑擴散較佳;鞏膜雖親水,經鞏膜吸收受分子大小的影響大於親脂性。p.376
  • 許多眼藥含稱為 surfactant(surface-active agent)的防腐劑,改變角膜及細菌的細胞膜 → 降低角膜上皮屏障、增加藥物穿透;例:含 0.03% BAK 的 0.1% carbachol 可引起與不含此防腐劑之 2% 溶液相同的縮瞳反應。p.376
  • Corneal abrasion(角膜擦傷)機械性破壞上皮屏障,也會增加眼內藥物穿透速率。p.376
  • Reflex tearing(反射性流淚)沖走淚湖藥物、縮短接觸時間;在藥物非等張、pH 非生理值或含刺激物時發生。p.376
  • 淚液與眼表蛋白質及眼內 melanin(黑色素)可結合局部或全身藥物 → 使藥物無法利用或形成緩釋儲池,改變起效延遲、尖峰效果與作用時間,並可在停藥後造成局部毒性;例:aminoquinoline 抗瘧藥 chloroquine 與 hydroxychloroquine 停藥後視網膜毒性仍會進展(後者也常用於 lupus、rheumatoid arthritis 等自體免疫疾病)。p.377

易錯陷阱

  • Suspension 使用前須搖晃(例:prednisolone acetate、brinzolamide);emulsion 不需搖晃(例:difluprednate、cyclosporine)。p.374
  • 1% = 1 g/100 mL;1:1000 = 0.1%(1 mg/mL)⁠Q1662。p.374
  • 最佳黏稠度 12–15 cP;超過 15 cP 房水濃度似乎不會成比例增加,反而易刺激眼表⁠Q146。p.375
  • 提高水相 pH 增加不帶電(較脂溶)形式比例,可增加穿透;鞏膜細胞外基質帶負電,限制帶正電分子通過。p.375–376
  • 經鞏膜吸收受分子大小影響大於親脂性。p.376

八、眼藥膏

  • Ointment(眼藥膏)是增加眼藥接觸時間的另一策略;市售油性眼藥膏通常由 petrolatum(凡士林)與 mineral oil(礦物油)組成,礦物油使藥膏在體溫下融化,兩者也都是有效的脂溶劑。p.377
  • 多數水溶性藥物不溶於藥膏、以微晶體存在;只有藥膏表面的微晶體溶於淚液,其餘被困住直到藥膏融化 → 這種延長的緩慢釋放可能使淚液中藥物達不到治療濃度。p.377
  • 藥物須具高脂溶性(可在藥膏中擴散)並有部分水溶性,才能從藥膏進入角膜上皮與淚液;fluorometholone、chloramphenicol、tetracycline 以藥膏給藥時房水濃度高於點眼液。p.377

九、局部注射:眼周與眼內

Periocular injections(眼周注射)

  • 結膜下或 Tenon 囊下注射可繞過結膜與角膜上皮屏障;到達後段的途徑:經鞏膜進入葡萄膜、經眼周血管吸收入全身循環、經角膜進入前段。p.377
  • 結膜上皮細胞旁通道大,對親水物質相對通透;結膜下注射可形成釋入淚膜的藥物儲池;經鞏膜吸收因結膜血管與淋巴快速清除而受限。p.377
  • Sub-Tenon injection:繞過結膜,藥物沿濃度梯度被動經鞏膜吸收入眼內;Tenon 囊是親脂屏障,親水藥物注入 Tenon 囊下時穿透眼內組織可比局部點藥快;特別適合脂溶性低(如 penicillin)、點眼無法充分穿透的藥物;也可在眼內手術前或術中給予麻醉。p.377
  • 眼周注射可將藥物送到較接近作用部位,例:posterior sub-Tenon 類固醇治療 cystoid macular edema(CME,囊樣黃斑部水腫)、trabeculectomy(小樑切除術)後結膜下注射 fluorouracil(5-FU)。p.378
  • Retrobulbar(球後)與 peribulbar(球周)注射也直接作用於注射部位,但不用於給予眼內治療,通常用於眼科麻醉;其他局部注射例:botulinum toxin(肉毒桿菌毒素)治療 benign essential blepharospasm(良性本態性眼瞼痙攣)、hemifacial spasm(半面痙攣)與斜視;retrobulbar alcohol 治療盲眼慢性疼痛。p.378

Intraocular injections(眼內注射)

  • 眼內注射可立即在標的部位達到有效濃度;可減少全身不良作用,但眼部不良作用(含暫時性眼壓升高、發炎/感染)可能較明顯。p.378
  • 須避免含防腐劑的藥物並控制眼內藥物濃度,以保護眼內精細構造;配製與注射須嚴格遵守標準無菌技術。分為 intracameral(前房內)與 intravitreal(玻璃體內)兩型。p.378

Intracameral(前房內)

  • 白內障手術結束時前房注射抗生素可預防 endophthalmitis(眼內炎),並可減少術後用藥需求;cefuroxime(廣效 cephalosporin)常用,但美國無單劑量溶液,須依嚴格無菌調劑流程溶解與稀釋⁠Q160。p.378
  • Vancomycin:前房注射前也需稀釋,對 methicillin-resistant Staphylococcus aureus(MRSA)有效;但濫用可能誘發抗藥性,另有罕見併發症 vancomycin-associated hemorrhagic occlusive retinal vasculitis(HORV,出血性阻塞性視網膜血管炎)⁠Q160。p.378
  • 另一選擇是將無防腐劑的局部 moxifloxacin(廣效第四代 fluoroquinolone)稀釋後前房使用;前房注射用抗生素溶液必須不含防腐劑或其他添加物⁠Q160。p.378

Clinical pearl:前房 lidocaine 用於白內障手術輔助麻醉;術者必須確認劑量,且只用無防腐劑製劑,以避免續發眼內發炎反應;任何含防腐劑和/或劑量錯誤的前房藥物使用後,都曾有 toxic anterior segment syndrome(TASS,毒性前段症候群)的報告。p.378

Intracameral agent(前房內藥物)Clinical application(臨床用途)
Antibiotics(例:cefuroxime、moxifloxacin、vancomycin)預防白內障術後眼內炎
Acetylcholine、carbachol眼內手術中縮瞳
Balanced salt solution(BSS)、ophthalmic viscosurgical devices(OVDs)眼內手術、重建前房
Epinephrine(表中標為 preservative- and bisulfite-free,附註 a)眼內手術中散瞳
Phenylephrine 1%/ketorolac 0.3%眼內手術中維持散瞳(加入灌注液)
Lidocaine(preservative-free)眼內手術、麻醉
Trypan blue白內障手術前囊染色
Tissue plasminogen activator(tPA,仿單外使用)協助溶解前房 fibrin 及 subretinal hemorrhage(視網膜下出血)

出處(Table 15-5 前房內部分)p.379

  • Table 15-5 附註 a:含 0.1% bisulfite 的無防腐劑 1:1000 epinephrine 安瓿,若以 BSS 或 fortified BSS(BSS Plus)作 1:4 稀釋,可安全前房注射。【劑量警示】課本前後說法不一致:此處表格本身標示 bisulfite-free、附註卻寫含 0.1% bisulfite 安瓿稀釋後可用,且「1:4」未說明是 1 份加 3 份或 1 份加 4 份;原文亦記載任何含防腐劑和/或劑量錯誤的前房藥物使用後都曾有 TASS 的報告(p.378)。勿僅依此句自行配製,實際稀釋請依院內標準流程與仿單確認。p.378–379

Intravitreal(玻璃體內)

  • 玻璃體內注射是最常見的眼內給藥形式,最常用於 diabetic retinopathy 併發症(DME、視網膜新生血管)、AMD(choroidal neovascularization,脈絡膜新生血管)、retinal vein occlusion(CME、視網膜新生血管),也用於 uveitis、endophthalmitis 等。p.379
  • 玻璃體內給藥可達到具臨床意義的全身濃度,臨床試驗中對側眼出現的作用即為證據。p.379
  • Table 15-5 玻璃體內藥物:anti-vascular endothelial growth factor(anti-VEGF)藥物(CNV、DR、DME、RVO);corticosteroids(如 triamcinolone acetonide;以 poly(lactic-co-glycolic acid) 為基質的 dexamethasone 緩釋植入物、polyvinyl acetate/silicone laminate 的 fluocinolone acetonide 植入物)用於 CME、DME、RVO、posterior uveitis、術後發炎;foscarnet(CMV retinitis 與 acute retinal necrosis);ganciclovir(CMV retinitis);silicone oil、intraocular gases、perfluorocarbon(玻璃體視網膜手術);各種抗生素(預防/治療眼內感染)。p.379
  • 玻璃體內藥物清除:親水、高分子量者隨房水外流向前排出;親脂、低分子量者經視網膜與 RPE 進入脈絡膜向後排出;向前途徑清除者半衰期較長,可能因能穿越視網膜的分子較小且後段表面積較大。p.380

易錯陷阱

  • Retrobulbar/peribulbar 注射通常用於麻醉,不用於給予眼內治療。p.378
  • 前房注射 vancomycin 對 MRSA 有效,但濫用有誘發抗藥性的疑慮及罕見的 HORV 併發症⁠Q160。p.378
  • 前房注射用抗生素必須不含防腐劑或其他添加物;任何含防腐劑和/或劑量錯誤的前房藥物使用後,都曾有 TASS 的報告。p.378
  • 玻璃體內藥物:向前(房水)途徑清除者半衰期較向後途徑長。p.380

十、全身給藥

血眼屏障與穿透

  • 全身用藥可治療眼內疾病或有眼部表現的全身疾病,經口服和/或靜脈(parenteral)給予;兩者進入眼內面臨類似屏障。p.380
  • 視網膜血管內皮與腦一樣無窗孔(nonfenestrated)並以 tight junction 相連;脈絡膜與睫狀體雖有 fenestrated(有窗孔)內皮,但脈絡膜被 RPE(tight junction)、睫狀體被 nonpigmented epithelium(無色素上皮,tight junction)有效隔離。p.380
  • 脂溶性較高的藥物較易穿透 blood–ocular barrier:高脂溶性的 chloramphenicol 穿透比脂溶性差的 penicillin 好 20 倍。p.380
  • 只有未與血漿蛋白結合的游離型能穿過 blood–ocular barrier:sulfonamides 雖脂溶,但治療濃度下 > 90% 與血漿蛋白結合 → 穿透差;oxacillin 比 methicillin 血漿蛋白結合多 → 穿透較差。p.380
  • Bolus(快速推注)給藥超過血漿蛋白結合能力 → 眼內藥物濃度高於緩慢靜脈滴注;抗生素用此法以達高眼內尖峰濃度。p.380

Oral administration(口服)

  • 優點是方便,病人可在家服藥,不需住院或放置 peripherally inserted central catheter(PICC line);成效取決於生體可用率及在無毒性下達臨床有效濃度的能力。p.381
  • Clinical pearl:fluconazole 與 voriconazole 生體可用率高,口服可達臨床有效眼內濃度,減少 endogenous fungal endophthalmitis(內因性黴菌眼內炎)靜脈治療的需求或時間。p.381
  • Sustained-release(緩釋)口服製劑:單劑 acetazolamide 降眼壓最長 10 小時,緩釋 acetazolamide 單劑效果相當且持續 20 小時;緩釋製劑血中濃度較穩定、避免明顯高低峰,並減少給藥頻率。p.381

Intravenous、intramuscular、subcutaneous

  • 靜脈診斷用藥:sodium fluorescein 與 indocyanine green 用於視網膜血管攝影,協助診斷視網膜與脈絡膜疾病。p.381
  • 術後 endophthalmitis 的靜脈治療已被玻璃體內注射取代;但內因性感染者以連續靜脈抗生素維持眼內治療濃度仍有效。p.381
  • 靜脈藥物生體可用率較佳並繞過首渡代謝,但進入眼內仍面臨與口服類似的屏障;發炎眼的藥物穿透可能優於健康眼,因發炎破壞 blood–aqueous 與 blood–retina barrier(血管攝影時發炎血管的 fluorescein 漏入玻璃體可證明)。p.381
  • 眼科使用肌肉與皮下注射比局部、口服或靜脈給藥少;例外:肌肉注射 botulinum toxin 作局部作用(如顏面肌張力不全、部分斜視),以及皮下注射 adalimumab 治療非感染性 uveitis。p.381

易錯陷阱

  • Sulfonamides 脂溶但穿透差,因治療濃度下 > 90% 與血漿蛋白結合;只有游離型能穿過血眼屏障。p.380
  • Bolus 給藥的眼內濃度高於緩慢靜脈滴注。p.380
  • 緩釋 acetazolamide 單劑作用 20 小時,一般單劑最長 10 小時。p.381

十一、新型藥物設計與緩釋給藥系統

Prodrugs(前驅藥)

  • 眼用前驅藥是無治療活性的衍生物,設計為由眼內酵素系統活化以改善眼部穿透;通常經 ester(酯)或 amide(醯胺)鍵連接 promoiety,穿過角膜或結膜時被 esterase 與 amidase 水解為活性分子;前驅藥脂溶性增加也改善角膜通透。p.382
  • Prostaglandin analogue(前列腺素類似物)是成功例子:latanoprost、travoprost、tafluprost 作用於 prostaglandin FP receptor,須在眼內水解後才成為活性化合物。p.382
  • 口服前驅藥:valacyclovir 易經胃腸道吸收並迅速轉為 acyclovir;famciclovir 是 penciclovir 的前驅藥。p.382

Sustained-release(緩釋)的理由

  • 點眼需週期性給予較大量藥物以克服低生體可用率(流淚與眨眼、鼻淚引流、結膜血流與淋巴流、代謝分解、角膜與 blood–aqueous barrier);bolus 給藥的高尖峰可致局部與全身副作用,例如 pilocarpine 誘發調節造成 brow ache(眉弓痛);藥物濃度也隨點藥技巧與遵從性而變。p.382

Ocular inserts(眼用嵌入劑)

  • 置於結膜穹窿的無菌、薄、多層、含藥固體或半固體裝置,以穩態供藥,療效佳且不良作用較少;第一個穩態給藥系統為 1970 年代的非生物可分解 insert,以 40 μg/hr 釋放 pilocarpine,後因 pilocarpine 使用減少而停產;inserts 為圓柱形。p.382–383
  • Soluble(可溶性):藉聚合物基質與淚膜交互作用釋藥,不需取出;insoluble(不可溶性):釋藥速率可能比可溶性更恆定,但藥物用盡後須取出。p.383
  • 優點:延長且穩定給藥、可改善遵從性;缺點:可能造成病人不適,包括異物感與植入物位置偏移。p.383

Intraocular implants(眼內植入物)

  • 第一個緩釋植入物為治療 cytomegalovirus(CMV)retinitis 的 ganciclovir intravitreal implant:ethylene vinyl acetate 圓盤加 PVA 塗層為藥物儲槽,PVA 蓋厚度調節釋放;手術植入後穩定釋放 ganciclovir 5–8 個月;專利於 2015 年到期後停產。p.383
  • 目前美國 FDA 核准的眼內緩釋產品:3 種非生物可分解 fluocinolone acetonide 玻璃體內植入物(0.59 mg、0.19 mg、0.18 mg)、生物可分解 0.7 mg dexamethasone 玻璃體內植入物、生物可分解 10 μg bimatoprost 前房植入物。p.383
  • 研究中:附於人工水晶體周邊或 haptic(襻)、含 triamcinolone acetonide 或抗生素的生物可分解聚合物緩釋系統(預防感染、控制術後發炎);可載 dexamethasone 的人工水晶體材料;以及經 supraciliary space(睫狀體上腔)或結膜下給予降眼壓藥、數月持續降眼壓的可注射生物可分解植入物(因青光眼藥物治療遵從性差)。p.384

Contact lenses、punctal plugs、hydrogels

  • Contact lens 給藥研究以延長藥物在眼表的滯留時間為目標;併藥方法:浸泡藥液、在 hydrogel 中加入可與藥物交互作用的單體、加入載藥膠體奈米粒子、molecular imprinting(分子印跡)建立高親和結合位;須保留透明度與角膜所需的透氧性(例如把藥物聚合物膜車削置於鏡片周邊);含 timolol、latanoprost、timolol/dorzolamide、timolol/latanoprost 的鏡片評估中。p.384
  • Punctal plug(淚點塞)給藥:載藥圓柱聚合物核心、不通透外殼與帶孔的帽(藥物經擴散釋出),多數接近恆定釋放;相較點眼液的潛在優點:不接觸防腐劑、減少劑量、以最佳速率控制釋放、改善遵從性;限制:可給劑量低,以及可能的不良作用(眼刺激、癢、不適、流淚增加、自發脫出);多種系統仍在臨床研究中。p.384
  • 美國 FDA 唯一核准的 punctal plug 系統:可吸收的 intracanalicular(淚小管內)植入物,於 30 天內釋放 0.4 mg dexamethasone,治療術後發炎與疼痛;類似的 travoprost 系統研究中。p.385
  • Hydrogel(水凝膠):gel-forming drops 以 pentablock copolymer 為載體,非黏稠的藥滴接觸眼表後遇體溫轉為凝膠;gellan 與 xanthan gum 為延長釋放 timolol 產品的成膠載體;其他例:人工淚液、viscous lidocaine;新應用含晶體與玻璃體替代、玻璃體內給藥、幹細胞遞送/組織工程。p.385

Liposomes、nanotechnology、iontophoresis

  • Liposome(微脂體):磷脂在水中形成雙層膜的合成脂質微球,雙層內部為疏水脂肪酸尾、外層為親水極性頭;水溶性藥物溶於內部水相,疏水藥物嵌入脂質雙層;常規眼用受限於保存期限短、載藥量有限、製劑難穩定。p.385
  • Nanotechnology(奈米技術):生物可分解奈米粒子(nanospheres、nanocapsules、nanomicelles)、nanosuspension、nanoemulsion,可運送親水與親脂藥物及基因,仿病毒分子結構設計;0.09% cyclosporine nanomicelle 眼藥用於 dry eye syndrome(乾眼症),相較現有製劑,可能以較少不適達到 cyclosporine 治療濃度。p.385
  • Iontophoresis(離子導入):以電流移動帶電分子,在局部放置相對高濃度藥物,浪費與全身吸收少;動物研究顯示可增加多種抗生素與抗病毒藥穿透;但病人不適、眼組織損傷與壞死限制其廣泛使用。p.385–386

易錯陷阱

  • Soluble insert 不需取出;insoluble insert 釋放可能較恆定,但用盡後須取出。p.383
  • FDA 核准的 fluocinolone 植入物為非生物可分解;dexamethasone 0.7 mg 玻璃體內植入物與 bimatoprost 10 μg 前房植入物為生物可分解。p.383
  • Latanoprost、travoprost、tafluprost 為前驅藥,須水解後才有活性。p.382

十二、藥物基因學

  • 編碼藥物代謝酵素、藥物轉運蛋白與受體的基因多型性,至少部分造成個體間藥物反應與不良反應的廣泛差異。p.386
  • Pharmacogenetics(藥物遺傳學):研究基因變異對藥效或毒性的影響,著重單一基因;常與 pharmacogenomics(藥物基因體學)互用,後者研究整體基因組成如何影響個人藥物反應,著重多基因。p.386
  • Pharmacogenetics 大致分為:(1)影響藥物代謝的基因變異(pharmacokinetics);(2)影響藥物標的的基因變異(pharmacodynamics)。p.386
  • 部分小規模研究顯示基因型或單倍型與 AMD、青光眼兩大眼疾的藥物反應相關,但結果相互矛盾;例:matrix metalloproteinase 基因及 prostaglandin F2α receptor 基因(PTGFR)的 single nucleotide polymorphism(SNP,單一核苷酸多型性)與 latanoprost 反應的關係;特定基因多型性與 exudative AMD(滲出型 AMD)治療效果差異的關係。p.386
  • 轉化為臨床實務前,基因歧視等議題需達成社會、倫理與經濟共識並由主管機關處理;臨床醫師須了解基因檢測相關的倫理、法律與社會議題。p.386

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