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药品不良反应(ADR)是指正常剂量的药物用于预防、诊断、治疗疾病或调节生理功能时出现的有害的和与用药目的无关的反应[1]。ADR是药品的固有属性,通常所有药品都会或多或少地存在或轻或重的不良反应。据国家不良反应监测年度报告,随着药物种类的增多和用药范围的扩大以及大众对ADR的重视,ADR的报告率逐年上升[2]。 当今人口老龄化的加剧,服用多种药品的人群比例越来越高。有数据表明,药物使用品种数与ADR发生率成正相关。在每日服用超过5种药品的患者中,ADR发生率达25%,这给患者的健康和生命安全带来了严重威胁[3]。为了深入分析后疫情时期ADR发生的特点,本研究对上海交通大学附属第六人民医院南院(我院)2021−2023年的ADR报告进行系统梳理,着重了解ADR的发生情况、影响因素和应对措施,为保障患者安全和合理用药提供科学依据。
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回顾性收集我院2021−2023年上报至国家药品不良反应监测中心的ADR报告,共979例。
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本研究采用了数据分析和统计描述的方法,数据提取包括患者基本信息(如年龄、性别等)、用药情况(如药物品种、剂量、使用时间等)、不良反应类型及表现(如皮疹、恶心、呕吐等)、治疗及转归情况等。运用Excel软件,对ADR报告进行数据分析。对发生ADR的药物、累积的器官/系统、严重情况等进行分类和统计。对其中缺失数据、不规范数据予以剔除,共收集到符合要求的979例ADR报告。通过计算各类指标的平均值、标准差、频数和百分比等,以反映ADR报告的整体特征和趋势。
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在979例发生ADR的患者中,男性622例(63.5%),女性357例(36.4%)。发生ADR患者平均年龄为56.8岁,最小年龄为3岁,最大年龄为88岁(见表1)。
表 1 2021−2023年我院ADR患者的年龄及性别分布
年龄(岁) 例数(n) 总例数及构成比
[n(%)]男性 女性 ≤10 12 4 16(1.6) 11~20 11 4 15(1.5) 21~30 88 71 159(16.2) 31~40 122 79 201(20.5) 41~50 136 73 209(21.3) 51~60 101 61 162(16.5) 61~70 107 47 154(15.7) 71~80 41 15 56(5.7) 81~90 4 3 7(0.7) 合计 622 357 979(100) 在2021年的354例ADR报告中,男性213例,占比60.17%,女性141例占比39.83%,男女比例为1.51∶1。患者年龄最小者3岁,年龄最大者88岁。各年龄段ADR均有发生,31~40岁和41~50岁是ADR的高发人群,分别占总数的19.21%和23.45%。在2022年302例ADR报告中,男性207例(68.54%),女性95例(31.45%),男女比例为2.19∶1。患者年龄最小者4岁,年龄最大者86岁。各年龄段ADR均有发生,31~40岁和41~50岁是ADR的高发人群,分别占总数的19.86%和25.16%。在2023年323例ADR报告中,男性202例(63.53%),女性121例(37.47%),男女比例为1.71∶1。患者年龄最小者8岁,年龄最大者81岁。各年龄段ADR均有发生, 31~40岁和61~70岁是ADR的高发生人群,分别占总数的23.57%和21.67%。总体而言,2021−2023年我院发生ADR以男性患者居多,且年龄在31~50岁人群发生ADR的概率最高。
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979例发生ADR中,977例在停用发生ADR的药物后病情有所好转或痊愈,占比为99.8%。2021年报告的354例ADR中353例患者在接受适当的治疗后,病情有所好转或痊愈,占比超过99.7%。仅有1例患者的不良反应未能好转,占0.3%。2022年报告了302例ADR。其中,301例患者在接受适当的治疗后,病情有所好转。2023年报告了323例ADR,所有发生ADR患者均已好转,3年来,该院发生新的ADR合计219例,占比22.4%(见表2)。以上数据表明,2021−2023年我院ADR发生率总体平稳,ADR的转归情况均表现良好。
表 2 2021−2023年我院药品不良反应发生与转归情况
年份
(年)总例数
(n)不同程度例数(n) 新发例数
[n(%)]好转或痊愈
例数(n)未好转
例数(n)一般 严重 2021 354 353 1 88(24.9) 353 1 2022 302 301 1 55(18.2) 301 1 2023 323 323 0 76(23.5) 323 0 合计 979 977 2 219(22.4) 977 2 -
通过对我院2021−2023年的ADR数据分析发现,引发不良反应的药物有135个品种,包括抗菌药物、中药注射剂、维生素类、中成药、镇痛药、脱水药等,其中抗菌药物引发ADR 478例,占比48.8%,排在ADR发生比例的首位:2021年报告168例,占比47.46%、2022年报告146例,占比48.34%、2023年报告146例,占比50.77%;其次是中成药注射剂,占比19.2%,维生素类药物ADR发生率同样不容小觑,发生了73例,占比7.5%,中成药和马破伤风免疫球蛋白分别位列第4、第5,占比分别是7.2%和6.3%(见表3)。
表 3 2021−2023年我院发生ADR的药物分类
药品种类 品种数(n) 例数(n) 构成比(%) 抗菌药物 42 478 48.8 中药注射剂 18 188 19.2 维生素类 3 73 7.5 中成药 21 70 7.2 马破伤风免疫球蛋白 3 62 6.3 镇痛药 9 34 3.5 脱水药 3 20 2.0 抗凝血药 3 8 0.8 造影剂 3 7 0.7 降血糖药 6 6 0.6 抗病毒药 3 6 0.6 糖皮质激素 3 5 0.5 其他 18 22 2.2 合计 135 979 100 -
进一步对3年间478例发生ADR的抗菌药物进行分类整理,发现头孢呋辛、头孢他啶、头孢替安、头孢唑啉、头孢唑肟、头孢噻肟等头孢菌素类引起的不良反应居多,有214例,占比44.8%;其次是头孢美唑、头孢西丁等头霉素类有120例,占比25.1%;喹诺酮类有59例,占比12.3%。大环内酯类、青霉素类、糖肽类等抗生素类ADR占比虽少,但仍不应轻视(见表4)。
表 4 2021−2023年我院发生ADR抗菌药物品种分布
类别 药品 例数(n) 构成比
(%)头孢菌素类 头孢呋辛、头孢他啶、头孢替安、
头孢唑啉、头孢唑肟、头孢噻肟214 44.8 头霉素类 头孢美唑、头孢西丁 120 25.1 喹诺酮类 左氧氟沙星 59 12.3 大环内酯类 阿奇霉素 44 9.2 其他 克林霉素、磷霉素 23 4.8 糖肽类 万古霉素 10 2.1 青霉素类 青霉素 8 1.7 合计 478 100.0 2021年168例抗菌药物ADR事件中,头孢菌素类有77例,占比45.8%;头霉素类有44例,占比26.2%;喹诺酮类有23例,占比13.7%;大环内酯类有4例,占比2.4%。2022年146例抗菌药物ADR事件中,头孢菌素类有56例,占比38.4%;头霉素类有38例,占比26%;喹诺酮类有27例,占比18.5%;大环内酯类有19例,占比13%。2023年164例抗菌药物ADR事件中,头孢菌素类有81例,占比49.4%;头霉素类有38例,占比23.2%;喹诺酮类有9例,占比5.5%;大环内酯类有21例,占比12.8%。总体而言,2021−2023年我院抗菌药物ADR中头孢菌素类仍有较高的占比,需持续关注。
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通过对3年间979例发生ADR患者的给药途径统计发现,静脉滴注导致的ADR患者763例,占比77.9%;口服导致的ADR患者128例,占比13.1%;外用导致的ADR患者4例,占比0.4%(见表5)。其中,2021年发生的ADR患者中,静脉滴注导致的ADR患者296例,占比83.6%;口服导致的ADR患者27例,占比7.6%;2022年发生的ADR患者中,静脉滴注导致的ADR患者231例,占比76.5%;口服导致的ADR患者40例,占比13.2%;2023年发生的ADR患者中,静脉滴注导致的ADR患者236例,占比73.1%;口服导致的ADR患者61例,占比18.9%。表明2021−2023年静脉滴注是导致ADR的主要给药途径,虽然静脉滴注给药效果显著,但安全性问题容易被忽视,仍需给予关注。
表 5 2021−2023年我院发生ADR的给药途径
年份(年) 不同给药途径例数(n) 静脉滴注 口服 外用 其他 2021 296 27 0 31 2022 231 40 3 28 2023 236 61 1 25 合计 763 128 4 84 -
通过分析我院在2021−2023年ADR患者的临床表现,发现542例患者在皮肤方面有不良反应,临床表现是皮疹、瘙痒、斑丘疹、荨麻疹、潮红等,占比55.4%;168例患者主要在消化系统方面有不良反应,临床表现为恶心、呕吐、腹泻、腹痛、胃痛、腹胀、胃部不适、食欲减退等,占比为17.2%;168例患者主要在呼吸系统方面有不良反应,临床表现为呼吸困难、胸闷、胸痛、气促、憋气等,占比为10.3%;59例患者有局部不良反应,临床表现为静脉炎、局部红肿、血管性水肿、面部水肿等,占比为6%(见表6)。2021年ADR损害以皮肤及其附件为多见,有216例,占比61.02%;呼吸系统方面有不良反应的患者有61例,占比17.2%。2022年ADR损害同样以皮肤及其附件为多见,有180例,占比59.6%;呼吸系统方面有不良反应的患者有35例,占比11.6%。2023年ADR累及皮肤及其附件占比为45.2%,较前略有下降;呼吸系统方面有不良反应的患者有72例,占比22.3%。以上数据表明2021−2023年我院ADR累及器官/系统及主要临床表现为皮肤及附件损害和呼吸系统方面,但循环系统、全身性损害、神经系统等临床不良反应患者仍需关注。
表 6 2021−2023年我院发生ADR累及器官或系统及其临床表现
累及器官/系统 主要临床表现 例数(n) 构成比(%) 皮肤及附件损害 皮疹、瘙痒、斑丘疹、荨麻疹、潮红、血管性水肿、面部水肿等 542 55.4 消化系统 恶心、呕吐、腹泻、腹痛、胃痛、腹胀、胃部不适、食欲
减退等168 17.2 呼吸系统 呼吸困难、胸闷、胸痛、气促、憋气等 101 10.3 局部反应 静脉炎、局部红肿等 59 6.0 神经系统 头晕、头痛、眩晕、抽搐、失眠、焦虑等 53 5.4 全身性损害 寒颤、发热、过敏性休克、水肿、晕厥、疼痛 36 3.7 循环系统 心慌、心悸、心动过速/过缓、紫绀等 20 2.0 总计 979 100.0 -
在过去的几年中,ADR问题一直是医疗领域关注的焦点之一。这些不良反应不仅对患者健康产生负面影响,还会增加医疗成本和资源消耗。因此,对药物不良反应进行监测和分析,对于保障患者安全和促进合理用药具有重要意义。
本文报告了我院2021−2023年期间发生的979例ADR,其中2022年ADR上报数量偏少,其中4−6月ADR上报数量明显低于同期,推测可能与2022年当时上海的疫情有关。
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流行病学调查发现中国高血压和脑卒中患病率均男性高于女性[4-5]。我国及全球癌症统计均显示,除女性特有癌症外,通常男性癌症发生率高于女性[6-8]。男性发病几率大于女性提示男性用药人群多,发生ADR的概率比例高,我们的ADR分析也佐证了这一点。从发生ADR的年龄分布来看,好发生ADR的年龄区间在21~70岁,尤其是30~50岁中青年区间。一般认为幼龄儿童和老年人由于器官功能不全容易发生ADR,但我们的数据却发现中青年人群ADR发生率居高,推测可能与此年龄段人群依从性低,遵医嘱率低有关,这一结果与张成栋等[9]的ADR分析报告相似。
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从本次调查发生ADR的药物分类来看,排名较为靠前的是抗菌药物、中药注射剂、维生素类药物、中成药及马破伤风免疫球蛋白。随着近年来新型冠状病毒肺炎(COVID-19)、流行性感冒等疾病的大爆发,病毒合并细菌感染人群急剧增多,抗菌药物使用也在不断增多,临床调查发现,抗菌药物ADR的发生率有所增高[10]。过度使用和滥用抗菌药物会导致耐药菌株的产生和传播,增加治疗难度和医疗成本。随着我国对抗菌药物合理使用重视程度不断提高,临床对抗菌药物的监管亦日益增强。在抗菌药物使用过程中,医生需要严格控制其适应证和用法用量,根据患者的病情和药敏试验结果,合理选择抗菌药物,避免不必要联合用药和长期使用。必要时进行血药浓度监测以加强用药安全,避免ADR的发生[11]。
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本次调查的979例ADR中,注射液导致的ADR 763例,占比77.9%;口服导致的ADR 128例,占比13.1%。这可能与我院上报ADR多为住院患者有关,因静脉给药是当前住院患者药物治疗的主要途径。静脉给药无首过作用,药物可直接进入血液循环,生物利用度高,可迅速发挥药效,而受到临床青睐,患者也相信静脉给药比口服给药更有效果,但静脉给药的安全性却容易被忽视[12]。我们的研究再次提醒医务人员和患者,尽量不选择静脉给药,在通过静脉滴注给药时,为减少ADR发生,应严格控制滴注速度,防止因滴速过快而短时间内血药浓度过高导致ADR发生;另外避免大剂量超剂量给药,这在临床较为普遍,尤其是头孢类抗菌药物,由于2次/d的给药频次给门急诊患者带来不便,许多医生将1 d的剂量1次给药,这大大增加了药物峰浓度水平而导致ADR的发生。值得注意的是,分析3年来ADR发生与给药途径差异发现,静脉给药导致的ADR逐年下降,从83.6%下降到73.1%。推测可能与近年来门急诊的输液率下降有关。近年来,各大医院严格控制门急诊患者的输液比率,多数医院已基本取消门诊患者输液,从而也减少了部分输液所致的ADR。
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本次调查的979例ADR中,大部分临床表现比较轻微。皮肤损害、消化系统损害和呼吸系统损害占前3位。但仔细比较3年来ADR累及组织器官的差异发现,累及皮肤系统的占比在逐年下降,而累及呼吸系统的ADR在2023年占比最高,为22.3%,较2022年翻一番。分析可能是2022年底COVID-19疫情全面放开后,新型冠状病毒攻击了全国大多数居民,导致2023年无论是新型冠病状病毒所致感染还是其他基础疾病等用药增加,而新型冠状病毒攻击的最主要部位就是呼吸系统,从而导致相当一部分居民呼吸系统功能受损,进而使得药物相关的呼吸系统ADR居多[13-14]。已有不少研究报道COVID-19治疗中常用药物的呼吸系统不良反应。如某些抗病毒药物和免疫抑制剂可能引发肺炎、肺纤维化等严重呼吸系统反应。此外,亦有研究发现COVID-19疫情期间,哮喘及心血管疾病的复发而致平喘、抗心血管药物使用增加,这些药物对呼吸系统的不良反应比例上升[15-16]。
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面对日益增加的ADR报道,尤其是新药不断上市的今天,新的和严重的ADR发生问题也日益突出。因此ADR的监测和预防成为了医学研究的重要课题。陈君恒等[17]利用消息传递神经网络(MPNN)和TransE模型进行建模,通过交叉压缩单元为共享,建立了可实现对不良药物检测的多任务消息传递神经网络(MT-MPNN)模型。O’Leary等[18]对新药开发过程中的ADR进行了研究,研发以人工智能为基础的ADR监控体系,在海量的临床试验中对ADR进行实时监控与预警,并能够给临床医师带来病人对某一类药品可能发生ADR的危险程度预警,进而帮助医师做出更为个体化的用药策略。除了开发智能系统外,人工干预如临床药师的干预同样对提高ADRs的上报质量和数量至关重要[19]。
ADR的发生是一个复杂的过程,涉及到多个因素和环节,需要我们从多个角度进行研究和监测,以提高药物治疗的安全性和有效性。临床医务工作者应加强对ADR的发生情况、特点和规律的了解,对严重或者特殊的ADR类型提高警惕,及时发现和处理。应特别注意抗菌药物的合理使用,避免中药注射剂等不必要的使用,给药方案个体化,关注患者输液反应,加强用药指导和用药服务,纠正不合理用药的情况,提高用药的合理性和安全性。
Analysis of characteristics of adverse drug reactions in a hospital from 2021 to 2023
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摘要:
目的 分析上海交通大学附属第六人民医院南院(我院)2021−2023年期间报告的药品不良反应(ADR)特点,为促进临床合理用药提供参考。 方法 回顾性收集我院报告的ADR数据,包括患者基本信息,发生不良反应药物、类型及转归情况等。采用描述性分析方法对数据进行归纳和统计。 结果 2021−2023年,我院共报告了979例ADR。在31~50岁年龄区间患者发生ADR比例最高,男性患者(63.5%)较多。涉及药品排名前5位的分别是抗菌药物(48.8%)、中药注射剂(19.2%)、维生素类(7.5%)、中成药(7.2%)、马破伤风免疫球蛋白(6.3%)。其中抗菌药物品种主要有头孢呋辛、头孢他啶、头孢替安等。ADR累及的器官/系统以皮肤及附件损害(55.4%)为主,临床表现是皮疹、瘙痒、斑丘疹等。 结论 2021−2023年我院最常发生ADR的药品仍以抗菌药物为主,抗菌药物的临床合理使用仍需引起重视。 Abstract:Objective To analyze the characteristics of adverse drug reactions (ADR) reported in Sixth People’s Hospital South Campus, Shanghai Jiaotong University from 2021 to 2023, to provide reference for promoting rational clinical drug use. Methods ADR data reported in our hospital were collected retrospectively, including patients' basic information, drugs causing adverse reactions, types of adverse reactions and outcomes. Descriptive analysis methods were used to summarize and analyze the data. Results A total of 979 cases of ADR were reported in our hospital from 2021 to 2023. The highest proportion of patients with ADR occurred in the age range of 31 to 50, and more male patients (63.5%). The top five drugs involved with adverse reactions were antibiotics (48.8%), Chinese medicine injections(19.2%), vitamins(7.5%), Chinese patent medicine(7.2%), equine tetanus immunoglobulin(6.3%). Among antibiotics, cefuroxime, ceftazidime and cefotiam were the majority. The organs/systems involved in all ADR were mainly skin and accessories damage (55.4%). The clinical manifestations were rash, itching, and maculopapular rash. Conclusion From 2021 to 2023, the most common drugs causing adverse drug reactions in our hospital are still mainly antibacterial drugs, and the rational clinical use of antibacterial drugs still needs to be paid attention to. -
Key words:
- adverse drug reactions /
- antibiotics /
- rational drug use
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中药挥发性成分(VOCs)是指中药中一类具有芳香气并易挥发的成分,其化学组成复杂,主要包括挥发油类以及其他分子量较小、易挥发的化合物,例如萜类、脂肪族、芳香族化合物等。VOCs具有发汗解表、芳香开窍、镇咳祛痰、理气、驱风、抑菌、镇痛、杀虫等多种功效。作为中药学研究的热点之一,高效率、高标准的检测药材中VOCs十分关键。因此,利用现代化方法来实现对中草药挥发性成分的细致分析,意义巨大。
VOCs常用气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法进行分析,虽分离能力强,但样品需要预处理且分析时间长。气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)法结合了GC突出的分离能力和IMS快速响应、高灵敏度的特点,具有样品准备简便、高灵敏度、高分辨率等显著优势,结合化学计量学分析中药材VOCs所呈现图谱,可实现对药材VOCs无损、快速区分[1]。
1. 气相色谱–离子迁移谱联用技术原理
GC-IMS 技术的基本原理[2]是通过将样品混合物引进气相色谱仪进行分离,样品分子和载气分子在离子源放射性物质的作用下发生一系列反应形成产物离子,这些产物离子在不同的电场驱动下通过离子门进入迁移区,与逆向而来的中性迁移气体分子发生碰撞而损失能量。产物离子在电场中的迁移速率不同,到达检测器上的时间不同,从而使样品差异化分离(如图1),最后可得到一个包含有离子迁移时间(X轴),气相色谱保留时间(Y轴),离子强度(Z轴)的三维谱图(如图2)。
图 2 气相色谱-离子迁移谱联用技术结果三维谱图[3]顶空-气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)是应用于检测药材中VOCs最为广泛的方式之一 [3]。其原理是首先将样品中的VOCs通过热孵育和振摇使之从药材中逸出,随后抽取顶空气体进行分析,避免复杂基质干扰,再使之进入气相色谱(GC)、离子迁移谱(IMS)中,得到相应谱图。HS-GC-IMS无需样品预处理,在分析复杂样品或需要快速检测场景方面更具优势。
自从1972年第一张经过GC分离的IMS谱图出现[2],早期主要用于军事领域(如化学战剂检测)和毒品筛查的先进技术逐渐面向市场,应用于研究(如图3),引进国内后广泛使用于中药研究。现阶段,通过GC-IMS捕捉到中药材中的微量VOCs,将其应用于区分中药的不同种类和产地、监控中药炮制过程以及中药复方组分分析等[4],为中药材的产地及真伪鉴别提供可靠的依据,同时也为质量控制和药效研究等方面提供数据支持。
2. 在中药鉴定中的应用
2.1 同属不同种的中药鉴别
同属不同种之间的中药材亲缘关系比较接近,在VOCs种类差异上不显著,利用GC-IMS技术善于捕捉挥发性化合物种类微小差异的特点,可对样品进行品种鉴别。
陈皮中主要含有三萜类、挥发油类等几百种成分,有平喘止咳、调节血管等药理作用[5-6],刘主洁等[7]和Lv等[8]采用HS-GC-IMS对陈皮和广陈皮样品中VOCs进行研究,分析二者的特征信号,以邻氨基苯甲酸二甲酯为广陈皮最明显的特征标记物,柠檬烯、癸醛等也可作为广陈皮的特征信号,利用这些特征信号可对陈皮和广陈皮进行区分。山莓是覆盆子的混淆品之一,为保证用药安全有效,有必要对两者进行区分[9],严爱娟等[10]采用GC-IMS技术检测山莓和覆盆子VOCs,明确鉴定出覆盆子特征成分较山莓多,其中癸醛、1-辛烯-3-醇等在覆盆子样品中的含量更高,苯甲醛、2-丁酮等在山莓样品中的含量更高,以此来实现山莓和覆盆子的区分。彭旭阳等[11]采用GC-IMS分析新疆和田地区“梭梭”和“红柳”肉苁蓉这两种不同寄主肉苁蓉挥发性物质之间的不同,找到了二者主要差异物质为苯甲醛、庚醛等。
2.2 中药不同产地鉴别
道地药材是指生长在特定的自然生态环境中,经过一系列技术培育和加工而成,且被公认为比其他地方生产的同种药材的质量和治疗效果好的药材[12]。但随着产地的迁移、品种的引入,在外观性状上对道地药材和其他产地的中药进行简单鉴别已经不能满足需求。
王振洲等[13]采用GC-IMS对来自不同产区的人参VOCs进行检测,发现2,5-二甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪等VOCs在吉林集安四年生人参中含量较高,而吉林敦化四年生人参中含量相对较低,由此鉴别四年生吉林集安和敦化的人参。西洋参同属于五加科人参属,成功引种进入我国后,辽宁、吉林和山东是其主产区[14],王燕等[15]使用GC-IMS技术对美国、加拿大、山东等五个不同产地的西洋参进行研究,共鉴定出53种VOCs,其中美国西洋参中2-庚酮等成分的含量较高,而加拿大产α-蒎烯等成分的含量显著高于其它产区,中国产芳樟醇等成分的含量较高,其中吉林产地的含量是辽宁、山东产地的2.60和3.60倍,通过这些显著差异可对西洋参进行产地溯源和鉴别。
李曼祎等[16]使用GC-IMS技术对新疆、宁夏、内蒙古、青海四个主要产区的枸杞进行化学成分测定,分析出了四个地区含量差异较大的16种物质,发现内蒙古枸杞区别于另外三个产地特有的物质为正丁醇,同时筛选出了叶醇等五种标记性物质对枸杞产地进行区分。Li[17]等分别采用HS-SPME-GC-MS和HS-GC-IMS检测河北、河南、江苏、浙江、安徽以及山东6个不同地区的五味子,结果显示安徽的五味子萜类物质含量较高,同时该研究也证明了HS-GC-IMS对样品的分类效果优于HS-SPME-GC-MS。山东为瓜萎的道地产区[18],河北也是瓜萎的重要产区,不同产地的瓜萎可能在品质及所含成分上有所差别,从而对药效也会产生一定的影响[19-20]。张敏敏等[19]采用GC-IMS在瓜萎皮样品中共鉴定出醛类和醇类等88种VOCs,分析发现山东瓜蒌皮中2-庚酮、正壬醛等物质的含量低于河北瓜蒌皮,但1-己醇、糠醇等含量更高的结论,通过这些差异基本实现了两地区瓜萎皮的区分。Li等[21]采用HS-GC-IMS联合PCA建立松茸特征图谱,对分别来自云南和四川的松茸样品以及它们的菌盖和菌柄进行研究,发现虽然指纹图谱相似度较高,但各自也有其特征性挥发物:苯乙醛和糠醇等仅在云南产松茸的菌柄中被发现,戊烷仅在四川产松茸的菌柄中被发现,戊醛仅在云南产松茸的菌盖中检出,甲基吡嗪仅在四川产松茸的菌盖中检出,通过特征性挥发物的不同,可对分别产自云南和四川的松茸进行区分。
2.3 中药复方中主成分的鉴别
中药复方成分众多且复杂,确保其质量符合标准、疗效可靠、使用安全是关键,采用HPLC特征图谱进行分析是目前公认的良好方法之一[22]。GC-IMS检测灵敏度高、分离效果好,是对HPLC表征中药复方质量分析的有益补充。
Yuan等[23]设置了对照组、慢性不可预测轻度应激(CUMS)组和CUMS+百合鸡子黄汤组,采用HS-GC-IMS等方法对百合鸡子黄汤治疗CUMS大鼠粪便中挥发性化合物含量进行研究,鉴定出了11个生物标志物,找出了对照组大鼠粪便样品中甲硫醚含量较高,而CUMS组则较低,同时百合子鸡汤组抑郁表现出保护性干预作用;Yin等[24]采用HS-GC-IMS对开心散中的挥发性化合物进行分析,鉴别出β-细辛酮等十种VOCs可作为开心散的质量标记物,进一步为开心散质量控制及药效机制等的相关研究奠定基础;李巍等[25]利用HS-GC-IMS对清感秋饮中的VOCs进行定性定量分析,共鉴定出120种VOCs,其中,紫苏属酮、β-石竹烯等可能为其主要药效成分。
3. 在中药加工炮制中的应用
中药的加工炮制是提高临床疗效的重要手段,也是保证临床用药安全的重要措施[26]。应用不同的炮制方法可能会引起中药中的化学成分发生含量加减、成分转化与破坏等变化,采用GC-IMS技术对中药加工炮制过程中的VOCs进行动态监控,对于炮制工艺的规范、制定更优炮制方案等具有指导意义。
干燥是中药材和饮片加工制备过程中的重要且关键的环节之一,而中药中的VOCs易受干燥工艺的影响,对于富含VOCs的中药,准确控制干燥工艺有利于减少有效成分的损失。陈树鹏等[27]采用GC-IMS等技术确定烘干样品的整体香气属性优于晒干样品,这可能是由于烘干工艺对环境温度的调整使得烘干过程更有利于果香、柑橘香以及甜香香气保留。其中苯乙酸乙酯、乙酸乙酯等 12 种物质为晒干主要成分,2-甲基-1-丁醇、(E)-2-己烯-1-醇等为烘干主要成分;Wang等[24]在8S-GC-IMS技术的辅助下,了解了柑橘皮干燥以及不同条件下挥发性成分情况,研究柑橘皮各成分在不同干燥温度下的缺失,其中,70 ℃下干燥会导致2,2-苯基-1-苦基肼基和铁还原抗氧化能力显著降低。Yu等[29]通过GC-MS比较总离子色谱图中的峰面积与苯乙酸乙酯的峰面积,将VOCs的含量进行半定量再通过GC-IMS呈现图谱对结果进行比较,确定VOCs的身份,从而证实晒干有利于两个品种的网纹柑橘中萜醇类化合物的保存,热风干燥有利于脂肪族醛和倍半萜的保存,而冷冻干燥是保存酯类和酚类物质的最佳方法;Zhou等[30]对肉苁蓉进行酒制增效后粉碎、超微粉碎、醇提、水提等处理,采用HS-GC-IMS方法检测其VOCs并建立指纹图谱,发现增效处理的肉苁蓉VOCs的种类和含量有所减少,分析原因可能为各种化学物质之间在处理过程中会发生化学变化,而新鲜肉苁蓉则保存了更多种类的VOCs,超微粉碎处理和水提处理后的肉苁蓉挥发性化合物主要以醛类为主。除此之外,将其它中药基于GC-IMS技术在不同炮制方法中的应用汇总于表1。
表 1 GC-IMS技术在炮制研究方面的应用作者 药材及炮制方法 采用方式 实例 高以丹等 [31] 柴达木枸杞
冷冻干燥、自然阴干、热风烘干GC-IMS 从枸杞样品中鉴定出反-2-壬烯醛、2,4-庚二烯醛等52种VOCs,表明冷冻干燥法比自然阴干、热风烘干以及微波干燥更好,能够有效保留枸杞中的VOCs,使枸杞保持较高的品质。 时海燕等 [32] 六神曲
生品、炒品、焦品HS-GC-IMS 从六神曲生品、炒品和焦品中鉴别出60种化合物通过比较种类和差异,得出炒神曲比焦神曲健胃消食的效果更好。 林秀敏等 [33] 当归
酒洗、酒炙、酒浸GC-IMS 2-十一烯醛、丙酮等为酒洗与酒浸当归的主要差异性物质,2-十一烯醛、丙酮等为酒洗与酒炙当归的主要差异性物质,2-十一烯醛、辛酸乙酯等为酒浸与酒炙当归的主要差异性物质。 武旭等 [34] 胆南星
发酵炮制GC-IMS 发酵炮制有助于胆南星矫味矫臭 王雨晨等 [35] 太子参
常温晾干、晒干、热风干燥、
真空冷冻干燥GC-IMS 40 ℃热风干燥可以有效保留太子参样品中的VOCs,与晒干、晾干样品无差异,但真空冷冻干燥对太子参挥发性成分的影响较大,会造成挥发性成分以及风味的损失 焦焕然等 [36] 侧柏叶
常温晾干、晒干,热风干燥、
变温干燥GC-IMS 40 ℃和60 ℃热风干燥能够较好地保留瓜蒌样品中的核苷类和黄酮类成分 4. 与电子鼻联用
国内外也有许多采用GC-IMS与电子鼻联用对中药挥发性成分进行研究。电子鼻是一种通过模拟人嗅觉系统对检测物质进行品质评价的感官仪器,其原理是通过传感器阵列对气味分子进行检测和响应,将产生的信号经过预处理后送入模式识别系统,通过指纹图谱对挥发性成分或是气体进行定量或定性分析[37]。两种技术的联用为实验的结果研究提供了更高的准确度。
Feng等 [38]采用GC-IMS、GC-MS对不同地理标志的八种花椒的VOCs进行测定,证明了两种方法均可用于对不同花椒的分类,但相较之下GC-IMS操作时间更短,且有能够检测到含量很低物质,结果表明红花椒比青花椒能够释放出更多的萜烯、酯类和更少的醇类,同时该研究还与电子鼻联用表征花椒中的香气物质,W1W、W2W和W5S传感器对花椒样品VOCs的响应更强,说明花椒产品中可能含有更高丰度的萜烯、有机硫化物和氮氧化物。陈小爱等 [39]利用GC-MS、GC-IMS和电子鼻技术联用,分析老香黄在发酵期间的VOCs变化,GC-MS共鉴别出包括醇类等八个种类的46种VOCs,GC-IMS则检测出包括杂环类等九个类别的38种VOCs,同时电子鼻PCA有效区分了不同发酵时间的样品,发现发酵6个月后老香黄挥发性组分开始发生较大的变化,其中柠檬烯等14种是发酵期间含量较高且相对稳定的成分,发酵过程中产生的庚醛、糠醛等是构成老香黄特有气味的特征性成分。王世丽等 [40]通过电子鼻辨识南北柴胡气味特征物质与GC-IMS检测其挥发性成分,发现南北柴胡中短链烷烃、醛类等物质差异较大,癸醛、异戊烯醛等可作为南柴胡的特征物质,2-甲基丙酸、3-甲基丁醇可作为北柴胡的特征物质,此外乙酸、乙酸甲酯等成分在北柴胡中显著高于南柴胡。
5. 总结和展望
GC-IMS在中药研究中的应用前景非常广阔,不仅可以对同属不同种、不同产地来源、不同采收期以及不同贮存时间的中药VOCs进行分析鉴别,还可以帮助分析炮制前后中药VOCs含量变化以及在复方中寻找质量标志物,为药物质量控制与药效研究提供帮助。另外,随着技术的不断进步和中药现代化需求的增加,GC-IMS可以与特征图谱相结合,构建特征指纹图谱;也可以与电子鼻等其他分析手段融合,发挥出新的效果,让其所能提供的信息更加全面。但该项技术作为新兴科技仍需解决许多问题,比如应探索融合数据库的体系架构[41]。目前,GC-IMS通常使用的数据库为NIST出版的标准质谱图,对于中药VOCs的专业数据库搭建还不全面,部分VOCs需要自行判断建立文档保存入库,对实验进程造成不便。由于中药挥发性成分复杂,GC-IMS可能因峰重叠导致部分成分无法准确定性,例如分析复方丹参片时,GC-IMS仅能明确鉴定其中60%的化合物,需GC-MS辅助验证。而且GC-IMS对象单一,无法检测多糖、生物碱等非挥发性成分,难以全面评价中药质量。
总的来说,GC-IMS技术为中药研究提供了一种新的科学工具,有利于推动中药科学研究深入,也为中药产业的发展走向国际化和标准化提供支持。
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表 1 2021−2023年我院ADR患者的年龄及性别分布
年龄(岁) 例数(n) 总例数及构成比
[n(%)]男性 女性 ≤10 12 4 16(1.6) 11~20 11 4 15(1.5) 21~30 88 71 159(16.2) 31~40 122 79 201(20.5) 41~50 136 73 209(21.3) 51~60 101 61 162(16.5) 61~70 107 47 154(15.7) 71~80 41 15 56(5.7) 81~90 4 3 7(0.7) 合计 622 357 979(100) 表 2 2021−2023年我院药品不良反应发生与转归情况
年份
(年)总例数
(n)不同程度例数(n) 新发例数
[n(%)]好转或痊愈
例数(n)未好转
例数(n)一般 严重 2021 354 353 1 88(24.9) 353 1 2022 302 301 1 55(18.2) 301 1 2023 323 323 0 76(23.5) 323 0 合计 979 977 2 219(22.4) 977 2 表 3 2021−2023年我院发生ADR的药物分类
药品种类 品种数(n) 例数(n) 构成比(%) 抗菌药物 42 478 48.8 中药注射剂 18 188 19.2 维生素类 3 73 7.5 中成药 21 70 7.2 马破伤风免疫球蛋白 3 62 6.3 镇痛药 9 34 3.5 脱水药 3 20 2.0 抗凝血药 3 8 0.8 造影剂 3 7 0.7 降血糖药 6 6 0.6 抗病毒药 3 6 0.6 糖皮质激素 3 5 0.5 其他 18 22 2.2 合计 135 979 100 表 4 2021−2023年我院发生ADR抗菌药物品种分布
类别 药品 例数(n) 构成比
(%)头孢菌素类 头孢呋辛、头孢他啶、头孢替安、
头孢唑啉、头孢唑肟、头孢噻肟214 44.8 头霉素类 头孢美唑、头孢西丁 120 25.1 喹诺酮类 左氧氟沙星 59 12.3 大环内酯类 阿奇霉素 44 9.2 其他 克林霉素、磷霉素 23 4.8 糖肽类 万古霉素 10 2.1 青霉素类 青霉素 8 1.7 合计 478 100.0 表 5 2021−2023年我院发生ADR的给药途径
年份(年) 不同给药途径例数(n) 静脉滴注 口服 外用 其他 2021 296 27 0 31 2022 231 40 3 28 2023 236 61 1 25 合计 763 128 4 84 表 6 2021−2023年我院发生ADR累及器官或系统及其临床表现
累及器官/系统 主要临床表现 例数(n) 构成比(%) 皮肤及附件损害 皮疹、瘙痒、斑丘疹、荨麻疹、潮红、血管性水肿、面部水肿等 542 55.4 消化系统 恶心、呕吐、腹泻、腹痛、胃痛、腹胀、胃部不适、食欲
减退等168 17.2 呼吸系统 呼吸困难、胸闷、胸痛、气促、憋气等 101 10.3 局部反应 静脉炎、局部红肿等 59 6.0 神经系统 头晕、头痛、眩晕、抽搐、失眠、焦虑等 53 5.4 全身性损害 寒颤、发热、过敏性休克、水肿、晕厥、疼痛 36 3.7 循环系统 心慌、心悸、心动过速/过缓、紫绀等 20 2.0 总计 979 100.0 -
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