甘露醇(Mannitol)為己六醇結構,屬于滲透性利尿藥,也稱脫水藥。
臨床可作為組織脫水藥用于治療各種原因引起的腦水腫,降低顱內壓;可降低眼內壓;作為輔助性利尿措施治療腎病綜合征、肝硬化腹水尤其是當伴有低蛋白血癥時;對某些藥物逾量或毒物中毒,可促進排泄;可用于術前腸道準備,及作為沖洗劑應用于術中。該藥可能引起水和電解質紊亂、過敏反應等不良反應。
其常用劑型有注射劑、沖洗劑,可通過肌內注射,靜脈注射、靜脈滴注、口服、沖洗等途徑給藥。其注射劑醫保類型為甲類,沖洗劑則為乙類。
1806年,法國化學家Louis-Joseph Proust發現了甘露醇,1833年,德國化學家Justus von Liebig確定其化學組成。
該藥物于1977年首次加入世界衛生組織基本藥物清單(WHO-EML),用于治療腦水腫(TRS 615),1977年增加治療眼高壓(TRS 615)的內容,該藥也作為腦血管病用藥及降顱壓藥收錄于中國國家基本藥物目錄中。世界反興奮劑機構發布的《2022年禁用清單國際標準》中甘露醇作為利尿劑和掩蔽劑被禁用。
醫學用途
適應證
用法與用量
成人
兒科
制劑與規格
藥理機制
甘露醇為單糖,在體內不被代謝,經腎小球濾過后在腎小管內甚少被重吸收,起到滲透性利尿作用。
組織脫水作用
以高滲甘露醇溶液靜脈給藥后,可提高血漿晶體滲透壓,導致組織內(包括眼、腦、腦脊液等)水分進入血管內,從而減輕組織水腫,降低眼內壓、顱內壓和腦脊液容量及其壓力。1g甘露醇可產生的滲透濃度為5.5mOsm/L,注射100g甘露醇可使2000ml細胞內水轉移至細胞外,尿鈉排泄50g。
利尿作用
甘露醇的利尿作用機制分為以下兩個方面:
由于輸注甘露醇后腎小管液流量增加,當某些藥物和毒物中毒時,這些物質在腎小管內濃度下降,對腎臟毒性減小,而且經腎臟排泄加快。
靜脈注射后,利尿作用于1小時出現,維持3小時;降低眼內壓和顱內壓作用于15分鐘內出現,30~60分鐘達高峰,維持3~8小時。
其他作用
尚有清除缺血損傷時的自由基、降低血黏度、改善腦血液循環等作用。
藥代動力學
口服吸收很少。靜脈注射后迅速進入細胞外液而不進入細胞內。但當血甘露醇濃度很高或存在酸中毒時,甘露醇可通過血﹣腦屏障,并引起顱內壓反跳。該藥在肝臟內生成糖原,但由于靜脈注射后迅速經腎臟排泄,故一般情況下經肝臟代謝的量很少。 t1 /2為100分鐘,當存在急性腎功能衰竭時可延長至6小時。腎功能正常時,靜脈注射甘露醇100g,3小時內80%經腎臟排出。
風險與禁忌
不良反應
藥物過量
給予大劑量甘露醇不出現利尿反應,但可使血漿滲透濃度顯著升高,故應警惕發生高滲狀態。滲透性腎病也稱甘露醇腎病,主要見于大劑量快速靜脈滴注甘露醇時。其機制尚未完全闡明,可能與甘露醇引起腎小管液滲透壓上升過高導致腎小管上皮細胞損傷有關。病理表現為腎小管上皮細胞腫脹,空泡形成。臨床上出現尿量減少,甚至急性腎功能衰竭(罕見)。滲透性腎病常見于老年腎血流量減少及低鈉、脫水患者。
藥物相互作用
特殊人群用藥
妊娠期、哺乳期婦女
甘露醇能透過胎盤屏障,美國 FDA 妊娠期用藥安全性分級為C。是否能經乳汁分泌尚不清楚,哺乳期婦女使用對乳兒的危害不能排除。
老年人
老年人應用該藥較易出現腎臟損傷,且隨年齡增長,發生腎損害的機率增高。應適當控制用量。
兒童
12歲以下兒童應用該藥的安全性和有效性未建立。小兒科主要用于組織脫水和滲透性利尿,須注意水電解質的平衡。
其他
禁用
慎用
注意事項
1.除用作腸道準備及術中沖洗外,均應靜脈給藥。
2.甘露醇遇冷易結晶,故應用前應仔細檢查,如有結晶,可置于熱水中或用力振蕩待結晶完全溶解后再使用。當甘露醇濃度高于15%時,應使用具有過濾器的輸液器。
3.根據病情選擇合適的濃度和劑量,避免不必要地使用高濃度和大劑量。
4.使用低濃度和含氯化鈉溶液的甘露醇能降低過度脫水和電解質紊亂的發生機會。
5.用于治療水楊酸鹽或巴比妥類藥物中毒時,應合用碳酸氫鈉以堿化尿液。
6.用藥過程中一旦出現糖尿病高滲性非酮癥糖尿病昏迷,即血糖升高(>20mmol/L)、高血鈉(>150mmol/L)、高血漿滲透壓(>320mOsm/L)、尿糖陽性、體陰性,應立即停藥。
7.靜脈滴注時如藥物漏出血管外,可用0.5%普魯卡因局部封閉,并熱敷處理。
8.隨訪檢查:①血壓;②腎功能;③血電解質濃度,尤其是血Na+和 K+;④尿量;⑤血滲透濃度。
風險提示
可能影響胎兒健康:2011年7月,國家藥品監督管理局發布特殊人群用藥提示,文中提及利尿藥甘露醇可能影響胎兒的健康。孕婦在服用任何藥物前,都應向醫務人員詳細了解該藥品會不會影響胎兒的健康。
警惕奧沙利鉑甘露醇注射液過敏反應:2021年8月,中國國家藥品監督管理局發布關于修訂奧沙利鉑制劑說明書的公告(2021年第102號),說明書修訂要求中表示:奧沙利鉑在任何給藥周期都可能發生過敏反應,包括速發過敏反應,給藥期間應密切觀察,過敏反應嚴重者可致死。一旦發生過敏反應需立即停藥并做相應的治療。發生過敏反應的患者禁止再次使用奧沙利鉑。
運動員禁用:在世界反興奮劑機構發布的《2022年禁用清單國際標準》中,甘露醇作為利尿劑和掩蔽劑被禁用。
歷史
發現史
在化學史上,一般認為甘露醇的發現者是法國化學家Louis-Joseph Proust,1806年他把槭樹液汁的乙醇溶液放在空氣中蒸發至干,得到一種由細絲狀結晶和微小顆粒組成的白色固體物質,這就是提純的甘露醇。它的化學組成是1833年由德國化學家Justus von Liebig確定的。1884年,蘇格蘭化學家Stenhouse又先后在芹菜、蘑菇和褐藻綱中發現了甘露醇,甘露醇也是從自然界中發現的第一種結晶糖醇。
研究史
中國在近代化學傳來以前沒有甘露醇這一名稱,但中國在十一世紀或更早的時候,已經能生產純度相當高的甘露醇——柿霜。柿子里面含有大量的甘露醇。制柿霜的方法不知始于何時,但北宋詩人蘇軾(1037-1101)曾致書蒲傳正請他"代覓柿霜"。到明清時代,柿霜的醫療作用和用途在《本草綱目》、《本草蒙簽》、《隨息居飲食譜》等書中均有記載,認為它可清熱潤燥,治肺熱咳嗽、咽干喉痛、口舌生瘡及消渴等癥。元代王禎《農書》提到柿霜的制法,明代《本草綱目》果部第三十卷條的記載與之相似。李時珍說:"白柿,即柿子餅生霜者。其法用大柿去皮捻扁,日曬夜露至干,內甕中,待生白霜乃取出。今人謂之秭餅,亦曰秭花,其霜謂之柿霜。"甘露醇無吸濕性,易于結晶,因此將柿子曬干制成餅時,它就逐漸析出,作白霜狀。柿餅去霜后,所含44.8%的糖類中,剩下的主要是葡萄糖、果糖和少量的蔗糖,甘露醇已經所剩極微,可見此法可從柿子中提取高純度甘露醇。
在20世紀30年代之前,甘露醇的主要來源在西西里甘露樹液中,之后從海帶中提取,以及通過葡萄糖的分批電化學反應制得。1947年,法國、荷蘭等國直接用蔗糖水解成轉化糖之后催化氫化生產山梨醇和甘露醇。次年,甘露醇與山梨醇開始應用連續氫化法生產。從20世紀60年代開始,科研人員研究采用微生物發酵生產甘露醇的方法,所用菌種有細菌、霉菌、放線菌和酵母菌,發酵所用原料有淀粉水解物(含葡萄糖95%以上)、葡萄糖、蔗糖、果糖和山梨醇。
中國利用海帶提取甘露醇已有幾十年的歷史, 這種工藝簡單易行, 但受到原料資源、提取收率、氣候條件、能源消耗等限制, 長期以來, 其發展受到制約。20世紀中國的甘露醇年產量始終未超過8000噸。中國的合成法工藝在20世紀80年代開始試驗、90年代問世, 由于其具有不受原料限制、適合大規模生產等優點, 已經取得了長足的發展。
1964年美國首次批準BRONCHITOL?(甘露醇)吸入粉劑,供口服吸入使用。1977年甘露醇首次加入世界衛生組織基本藥物清單(WHO-EML),用于治療腦水腫(TRS 615) ,同年增加治療眼高壓(TRS 615)的內容。2020年10月,甘露醇被美國食品藥品監督管理局批準為附加維持療法,用于控制成年患者囊性纖維化相關的肺部癥狀,改善肺功能,美國公司凱西(Chiesi)以支氣管醇(BRONCHITOL)的名義銷售支氣管醇。
臨床數據
新藥支氣管醇臨床試驗:美國公司凱西(Chiesi)研究人員開展了三項針對囊性纖維化患者的隨機、雙盲、對照試驗臨床研究,在總共761名18歲及18歲以上的患者的三項大規模全球臨床試驗中,使用支氣管醇可使第1秒用力呼氣容積(FEV1)相對于對照組得到持續改善。與對照組患者相比,接受支氣管醇的患者在26周的治療期內觀察到FEV1得到統計學顯著改善,證明新藥支氣管醇可有效改善肺功能。
使用情況
2020年世界甘露醇市場規模已達4.384億美元,銷售總量24萬噸。
動物用藥
甘露醇作為動物用藥主要用于急性少尿癥腎衰竭,以促進利尿作用;還用于降低眼內壓、治療創傷性腦水腫及加快某些毒物的排泄(如阿司匹林、巴比妥類和溴化物等)。
用法為靜脈注射:一次量,馬、牛1000~2000 mL ,羊、豬100~250 mL ;每1kg體重,犬、貓0.25~5mg,一般稀釋成5%~10%溶液(緩慢靜脈注射,4mL/min)。
食品輔料
美國聯邦法規(Code of Federal Regulations,簡稱CFR)第21篇中規定,甘露醇在食品中的使用符合《食品化學品法典》(Food Chemicals Codex),可用作抗結劑、自由流動劑、配方助劑、固化劑、調味劑、佐劑、潤滑劑、脫模劑、營養性甜味劑、加工助劑、穩定劑、增稠劑、表面處理劑、組織化劑。該成分在食品中的含量不超過壓榨薄荷糖中的3%和所有其他硬糖和止咳藥水的25%,無糖口香糖中的含量不超過6%,飴糖中的含量不超過38%, 糖果和糖霜不超過9%,非標準化果醬和果凍不超過15%,所有其他食品中的含量低于2.5%。可能導致每天攝入20克甘露醇的食品,其標簽應標明“過量食用可能產生通便作用”。
甘露醇作為食品中的甜味劑使用時,為無糖糖果、餅干和口香糖等產品的糖替代品,熱量略低于傳統糖,不會促進齲病或導致血糖突然升高。
工業輔料
甘露醇由單糖如甘露糖、葡萄糖等加催化電解還原,加氫制得;亦可用熱乙醇或其他適宜溶劑從木珊瑚的樹干汁或從其他植物中提取制得。其甜度約為蔗糖的57%~72%。常作為醫用輔料用作片劑和膠囊劑的稀釋劑以及甜味劑、冷凍干燥制劑的骨架劑等。
甘露醇可用于直接壓片工藝,許多藥物如巴比妥、苯海拉明、鹽酸普魯卡因等溶于熔融的甘露醇中,可形成固體分散體,此種分散體可直接壓片。含甘露醇的顆粒具有易干燥的優點。甘露醇可用于特殊片劑,包括抗酸劑、硝化甘油片和維生素制劑。甘露醇因其溶解熱為負值、有甜度、口感好等優點,通常作為咀嚼片的賊形劑應用。在冷凍干燥制劑中,甘露醇可作為載體用于形成硬質的均勻骨架,以改善冷凍干燥制劑的外觀。此外,甘露醇也可用作混懸劑的增稠劑。
化學信息
專利
爭議
甘露醇控制顱內高壓的有效性和風險:高滲治療被認為是治療創傷性腦損傷 (TBI) 顱內壓升高 (ICP) 的主要手段。生理鹽水(HS)或甘露醇治療重度TBI患者的應用,仍然存在爭議。雖然甘露醇長期以來一直是控制顱內高壓的金標準,但其許多不良反應已被發現,例如急性腎衰竭、ICP反彈性升高和低血容量。先前薈萃分析的觀點傾向于認為HS在降低ICP方面比甘露醇更有效,但腦外傷基金會第四版的“嚴重創傷性腦損傷管理指南”指出,“比較研究的證據不足以支持正式推薦”,并且也缺乏證據支持對嚴重創傷性腦損傷患者應用任何特定的高滲藥物。
其他相關研究
抗腫瘤應用
2011年4月,廣西壯族自治區腫瘤防治研究所申請了一項名為《甘露醇在制備抗腫瘤藥物中的應用》的專利,該發明公開了甘露醇在制備抗腫瘤藥物中的應用,特別是使用特定濃度(10%~19%)的甘露醇注射液治療肺癌、肝癌、乳腺癌、胰臟癌、胃癌、胃腺癌等。發明人通過科學實驗發現甘露醇具有抗腫瘤活性,通過采用多項細胞凋亡檢測技術及檢測凋亡相關基因bcl-2、BAX,證實特定濃度甘露醇可誘導人多種癌細胞株明顯癌細胞凋亡,并掌握了與濃度、時間的效應關系,初步闡明其可能機理,發明人已將研究結果用于腫瘤病人治療并取得明顯的療效。
2022年8月,廣西醫科大學附屬腫瘤醫院及廣西醫科大學申請了一項名為《甘露醇在制備抗肺鱗癌細胞NCI-H226藥物中的應用》的專利,該發明公開了甘露醇在制備抗肺鱗癌細胞NCI?H226藥物中的應用。試驗表明,在特定濃度的甘露醇溶液下,三種肺鱗癌細胞都有明顯的凋亡發生,其最佳有效濃度在5%~30%,發生凋亡的曲線非常陡峭,沒有平臺現象;而且,該現象明顯與甘露醇對癌細胞bcl?2、BAX表達的影響有關,經甘露醇處理后,肺鱗癌細胞的中bcl?2明顯降低而bax卻顯著升高。結合此次和前期研究結果,可知甘露醇雖然對多型癌細胞均具有促凋亡作用,但是肺鱗癌細胞對此似乎更敏感。
改善空間記憶能力
2018年12月,華中科技大學及中國科學院武漢物理與數學研究所申請了一項名為《甘露醇在制備用于治療阿爾茨海默病的藥物中的應用以及藥物組合物》的專利,該發明公開了甘露醇在制備用于治療阿爾茨海默病的藥物中的應用以及藥物組合物,該藥物組合物含有甘露醇以及藥學專業上可接受的載體、稀釋劑或賦形劑。按照該發明,甘露醇能夠明顯減少AD樣的大腦皮層及海馬區Aβ沉積,改善空間記憶能力。
改善肺功能
2020年10月,甘露醇被美國食品藥品監督管理局批準為附加維持療法,用于控制成年患者囊性纖維化相關的肺部癥狀,改善肺功能。研究人員開展了三項針對囊性纖維化患者的隨機、雙盲、對照試驗臨床研究,證明支氣管醇可有效改善肺功能。但吸入甘露醇維持治療囊性纖維化相關肺部疾病的確切作用機制尚不清楚。據研究人員推測,甘露醇在氣道上皮上產生滲透梯度,將液體吸入細胞外空間并改變氣道表面粘液層的性質,從而使粘液纖毛更容易清除。
相關人物
Louis-Joseph Proust
Louis-Joseph Proust(1754-1826)法國化學家,他的父親是一名藥劑師。在他父親的商店開始學習化學后,他來到巴黎,被任命為Salpetrière的首席藥劑師,也在航空家J.F.Pilátre de Rozier的博物館講授化學。1799年,他證明了銅的碳酸根,無論是天然的還是人造的,總是有相同的成分,后來又證明了錫的兩種氧化物和鐵的兩種硫化物總是含有相同的相對重量,并且不存在中間不確定化合物。他還研究了甜蔬菜汁中的糖的種類,區分了三種,他證明了葡萄中的糖與俄羅斯化學家J.T.Lowitz(1757-1804)從蜂蜜中獲得的糖相同。1806年,他把槭樹液汁的乙醇溶液放在空氣中蒸發至干,得到一種由細絲狀結晶和微小顆粒組成的白色固體物質,首次得到了提純的甘露醇。
Justus von Liebig
Justus von Liebig(1803-1873)德國化學家,是一位材料經銷商的兒子,他很小的時候就通過父親生產油漆和清漆的工作激發了他對化學的興趣。在他的工作室里,他獨立模仿了他之前在展會上觀察過的化學實驗。他借助各種書籍自學化學知識,后來他在實驗室擔任助理。1822年他完成了題為《論礦物化學與植物化學之間的關系》的博士論文,師從當時最好的老師。三年后,他獲得了吉森大學“正教授”職位,他和他的朋友一起發現碳、氫和氧這三種元素的原子可以形成穩定的基團,即自由基,該理論對于理解 19 世紀的有機化學及其反應具有重要意義。1833年,他確定了甘露醇的化學組成。
參考資料 >
甘露醇.中國藥品注冊數據庫.2023-07-28
甘露醇.國家藥品監督管理局.2023-08-07
復方甘露醇注射液包裝標識.江蘇正大豐海制藥有限公司.2023-08-07
國家基本醫療保險、工傷保險和生育保險藥品目錄(2022年)西藥部分.中國政府網.2023-07-28
Essential medicine status.Essential medicine status.2023-07-28
國家基本藥物目錄.中國政府網.2023-07-28
2022年禁用清單國際標準.體育總局.2023-07-28
甘露醇注射液.華夏生生藥業(北京)有限公司.2023-08-26
特殊人群用藥:哪些藥可能影響胎兒的健康?.國家藥品監督管理局.2023-07-28
奧沙利鉑制劑說明書修訂.國家藥品監督管理局.2023-08-07
奧沙利鉑.國家藥品監督管理局.2023-08-07
柿霜.科學大院.2023-08-26
Access Denied.FDA.2023-07-28
Bronchitol.Bronchitol.2023-08-26
甘露醇市場喜迎“甘露”.醫藥經濟報.2023-08-07
eCFR::21CFR180.25.CFR.2023-07-29
Types of Food Ingredients.FDA.2023-07-28
Sugars That Are Metabolized Differently Than Traditional Sugars.FDA.2023-07-28
甘露醇.山西錦洋藥用輔料有限公司.2023-08-26
Mannitol | C6H14O6 | CID 6251 - PubChem.PubChem.2023-07-28
Louis-Joseph Proust.britannica.2023-08-26
1911 Encyclop?dia Britannica/Proust, Joseph Louis.wikisource.2023-07-29
Justus von Liebig.britannica.2023-08-26
Liebig的職業生涯.Liebig博物館.2023-07-29