Antimicrob Agents Ch | 考比司他对替诺福韦肾转运及细胞毒性的影响

撰文|漓

背景介绍：COBI 与 TFV 的“肾脏交集”

伴随抗逆转录病毒药物（ART）的广泛应用，联合用药成为HIV感染者的标准治疗策略。其中，含有替诺福韦（Tenofovir，TFV）的药物组合（如TDF-FTC-EVG-COBI）由于其良好的药代动力学特性和高效的抗病毒作用，已被广泛采用【1】。考比司他（Cobicistat, COBI）作为药物代谢增强剂，可以抑制CYP450酶的代谢，延长其他抗病毒药物的血药浓度，提升疗效【2】。然而，COBI在药理上会影响到肾脏转运蛋白，有报道表明COBI可以抑制肾脏中的一些阳离子转运体，导致血清肌酐升高，从而会引起肾功能变化甚至药物相互作用【3】，但COBI对TFV的影响尚未被详细研究。

实验设计：用细胞和组织模型还原“肾脏现场”

美国吉利德公司的Kirsten M. Stray团队在Antimicrobial Agents and Chemotherapy上发表了文章Evaluation of the Effect of Cobicistat on the In Vitro Renal Transport and Cytotoxicity Potential of Tenofovir，研究团队结合多种体外模型和实验技术，系统性地评估了COBI对TFV肾脏转运及毒性潜力的影响。具体而言，研究利用HEK293T细胞、肾近端上皮细胞（RPTEC，该原代细胞来自于Lonza公司）、肾皮质切片等，分别从转运活性、细胞毒性等方面展开实验，全面阐明了COBI与TFV间的相互作用。这一系列研究结果显示，在临床血药水平下，COBI对TFV的肾转运几乎不产生显著影响，也未增加其对肾细胞的毒性，表明该药物组合的安全性较高。

COBI 会“拦住”TFV的进入吗？——OAT1/OAT3 摄取实验

首先，研究人员在HEK293T细胞中瞬时过表达了负责TFV摄取的OAT1和OAT3蛋白（均属阴离子转运蛋白，其中OAT1选择了两种变体OAT1v1与OAT1v2）。通过对TFV的摄取进行检测，发现这些转运蛋白在细胞中都表现出较高的TFV转运活性，并且在OAT抑制剂probenecid处理的情况下，TFV的摄取均受到明显抑制。在此基础上，研究进一步检测了COBI对OAT1和OAT3介导的TFV摄取的影响，使用不同浓度（0.5 μM 至 15 μM）的COBI进行处理，结果发现，COBI在最高浓度（15 μM）时，仍未能显著抑制OAT1介导的TFV转运；在OAT3中，COBI表现出一定抑制作用，IC50为约6.6μM，但在临床峰值血药浓度（通常低于此值）时，其抑制作用极为有限。而作为阳性对照的利托那韦（Ritonavir，RTV）则在15μM浓度下可以显著抑制OAT1和OAT3介导的TFV的摄取（见下图）。

COBI 会“堵住”TFV的排出吗？——MRP4 外排实验

接下来，研究人员在HEK293T细胞中表达了负责TFV外排的阴离子转运蛋白MRP4，COBI和RTV均表现出抑制TFV的外排，IC50分别为8.5μM和12.3μM（下图左）。鉴于TFV外排受到抑制有可能会由于其在细胞里的含量增加而产生更多的细胞毒性，因此研究人员使用100%人血清来探讨正常药理条件下COBI对TFV外排的影响，发现即使COBI的浓度达到20μM也不会影响TFV的外排（下图右）。

真实细胞和组织中的表现：COBI 影响范围？

为了解人体内的真实情况，研究人员采用新鲜分离的肾近端上皮细胞（RPTEC）以及肾皮质切片，检测了1.5μM和15μM浓度下COBI和RTV对TFV摄取的影响，发现在RPTEC中，1.5μM和15μM浓度的COBI分别降低了25%和21%的TFV摄取，而1.5μM和15μM浓度的RTV分别降低了40%和30%的TFV摄取（下图左）；在肾皮质切片中，1.5μM的COBI对TFV的摄取无影响，15μM的COBI仅降低了22%，而1.5μM和15μM浓度的RTV分别降低了10%和43%的TFV摄取（下图右）。

TFV 会反过来影响 COBI 的通道吗？——OCT2/MATE1 实验

以往研究报道COBI与阳离子转运蛋白OCT2和MATE1存在互作，那么是否TFV会影响到这两个转运蛋白的转运活性呢？研究人员在CHO细胞中稳定表达了OCT2（下图左）或MATE1（下图右）蛋白，发现TFV并不会影响OCT2的转运活性，并对MATE1的活性仅有轻微抑制（33μM的TFV无抑制，100μM以上的浓度才有20%的抑制）。

联合用药会更“毒”吗？——细胞毒性实验

在对RPTEC的细胞毒性方面，TFV的CC50为>4000μM，恩曲他滨（Emtricitabine）为>100μM，埃替格韦（Elvitegravir）为13.7μM，COBI为26.2μM。将TFV+COBI和TFV+COBI+Emtricitabine+Elvitegravir联合用药，其组合的CC50仍然为>4000μM，即意味着COBI并没有提高TFV的细胞毒性（下图上）。为验证不同转运蛋白对TFV细胞毒性敏感性的影响，研究人员在HEK293T细胞中高表达了阴离子转运蛋白OAT1和MARP4，发现单独表达OAT1的细胞中，TFV的CC50为78.7μM，在共表达OAT1和MARP4的细胞中，TFV的CC50为299.5μM；在TFV+COBI和TFV+COBI+Emtricitabine+Elvitegravir联合用药处理条件下，其组合对单转和双转的HEK293T细胞的CC50分别为68.3μM、68.0μM和230.9μM、228.8μM（下图下）。这些结果从多个角度表明了COBI并未增加TFV对肾细胞的毒性，即表明了其在治疗中的安全性。

✅总结：COBI 与 TFV，和平共处的“肾脏邻居”

总结来看，这项研究通过HEK293T细胞、肾近端上皮细胞以及肾皮质切片，明确了COBI对TFV在肾脏中的转运几乎没有明显的抑制作用，且未增强TFV的细胞毒性。该研究提供了强有力的证据支持其临床安全性，对于临床应用中监测抗逆转录病毒药物的肾功能具有重要指导意义。

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关于Lonza原代细胞

https://doi.org/10.1128/aac.00712-13

参考文献：

1.Gallant J, Koenig E, Andrade-Villanueva J, Chetchotisakd P, DeJesus E, Antunes F, Arastéh K, Moyle G, Rizzardini G, Fehr J, Liu Y, Zhong L, Callebaut C, Ramanathan S, Szwarcberg J, Rhee M, Cheng A. 2012. Cobicistat versus ritonavir as pharmacoenhancers in combination with atazanavir plus tenofovirDF/emtricitabine: phase 3 randomized, double blind, active-controlled trial, week 48 results. J. Int. AIDS Soc. 15(Suppl3):53.

2.Ramanathan S, Mathias AA, German P, Kearney BP. 2011. Clinical pharmacokinetic and pharmacodynamic profile of the HIV integrase inhibitor elvitegravir. Clin. Pharmacokinet. 50:229-244.

3.German P, Liu HC, Szwarcberg J, Hepner M, Andrews J, Kearney BP, Mathias A. 2012. Effect of cobicistat on glomerular filtration rate in subjects with normal and impaired renal function. J. Acquir. Immune Defic.Syndr. 61:32-40.