周義正，黃晨，嵇金如，應(yīng)超群，王培培，劉志盈，肖永紅

(1.湖北省荊州市中心醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)部，荊州 434020；2.長(zhǎng)江大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，荊州 434020；3.寧波市醫(yī)療中心李惠利醫(yī)院呼吸內(nèi)科，寧波 315000；4.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院傳染病診治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家感染性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心、感染性疾病診治協(xié)同創(chuàng)新中心，杭州 310003)

近年來(lái)，隨著創(chuàng)傷性診療技術(shù)在臨床的廣泛開(kāi)展以及廣譜抗菌藥物和糖皮質(zhì)激素的大量使用，血流感染的發(fā)病率呈現(xiàn)逐年增高趨勢(shì)。血流感染病死率高，且住院時(shí)間延長(zhǎng)，增加住院費(fèi)用，危害嚴(yán)重[1]。葡萄球菌是導(dǎo)致血流感染的重要病原菌，其中耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistantStaphylococcusaureus，MRSA)和耐甲氧西林凝固酶陰性葡萄球菌(methicillin-resistant coagulase negativestaphylococci，MRCNS)所占比例均呈逐年增高的趨勢(shì)[2-3]。鑒于MRSA與MRCNS的多重耐藥性，糖肽類抗菌藥物中萬(wàn)古霉素與替考拉寧成為治療此類多重耐藥菌最有效的藥物。糖肽類抗菌藥物在體內(nèi)多以原型經(jīng)腎臟排泄，僅少量經(jīng)其他方式排泄，在腎功能正常成人體內(nèi)，萬(wàn)古霉素平均半衰期為 6 h，替考拉寧平均半衰期則達(dá)到45～60 h。但在腎功能不全者中，以上兩種糖肽類抗菌藥物半衰期則顯著延長(zhǎng)。因此，有必要對(duì)其在不同腎功能患者中的給藥方案進(jìn)行優(yōu)化，以便更好地指導(dǎo)臨床合理用藥。

目前，計(jì)算機(jī)模擬方法已被美國(guó)食品藥品管理局(FDA)推薦用于制定臨床給藥方案，其中蒙特卡洛模擬(monte carlo simulation，MCS)[4]是一種基于計(jì)算機(jī)模擬的分析方法，其通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)行成千上萬(wàn)次模擬，從而較準(zhǔn)確地獲得指定目標(biāo)的發(fā)生概率，為決策者提供參考數(shù)據(jù)。該技術(shù)能有效規(guī)避目前臨床實(shí)踐中存在的主觀干擾大和樣本量少等問(wèn)題，其主要用于模擬抗菌藥物藥動(dòng)學(xué)(pharmacokinetics，PK)/藥效學(xué)(pharmacodynamics，PD)模型以優(yōu)選給藥方案。筆者在本文以該方法優(yōu)化萬(wàn)古霉素與替考拉寧對(duì)耐甲氧西林葡萄球菌血流感染不同腎功能患者的給藥方案，以期為臨床用藥提供科學(xué)客觀的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1PK/PD參數(shù) 本研究關(guān)于萬(wàn)古霉素和替考拉寧在18歲以上成人人群中藥動(dòng)學(xué)參數(shù)來(lái)自于MOISE-BRODER等和BYRNE等[5-6]發(fā)表的高質(zhì)量臨床試驗(yàn)研究相關(guān)文獻(xiàn)，具體數(shù)值見(jiàn)表1。依據(jù)表1中的肌酐清除率(CLcr)，將腎功能不同患者分為 3 組：A組[CLcr 91～120 mL·min-1·(1.73 m2)-1]、B 組[CLcr 60～90 mL·min-1·(1.73 m2)-1]和 C 組[CLcr 30～59 mL·min-1·(1.73 m2)-1]。

表1 腎功能不同成人患者中萬(wàn)古霉素與替考拉寧的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)

1.2菌株來(lái)源與鑒定 本次研究共納入耐甲氧西林葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus，MRS)1235株，其來(lái)源于全國(guó)血流感染細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)聯(lián)盟(Bloodbacterial Resistant Investigation Collaborative System，BRICS)平臺(tái)2018—2019年收集的菌株。1235株細(xì)菌均來(lái)源于非重復(fù)患者的血培養(yǎng)標(biāo)本，血培養(yǎng)操作遵照《臨床微生物實(shí)驗(yàn)室血培養(yǎng)操作規(guī)范》(WS/T503-2017)[7]，并排除污染菌株。細(xì)菌鑒定采用布魯克公司的MALDI Biotyper微生物快速質(zhì)譜鑒定系統(tǒng)，操作步驟與質(zhì)量控制均遵照廠家提供的操作手冊(cè)，基質(zhì)液和標(biāo)準(zhǔn)品為廠家配套產(chǎn)品。

1.3菌株的藥敏試驗(yàn) 采用頭孢西丁紙片法檢測(cè)葡萄球菌對(duì)甲氧西林耐藥性，具體方法如下：將待測(cè)菌株接種于哥倫比亞血瓊脂平板，35 ℃培養(yǎng)18～24 h，取適量菌落于0.9%氯化鈉溶液中調(diào)成0.5麥?zhǔn)蠞岫染鷳乙海缓蟀匆缶鶆蛲坎加贛-H瓊脂，最后將頭孢西丁紙片貼于其上，35 ℃培養(yǎng)16～18 h，量取抑菌圈直徑觀察結(jié)果，具體操作和判定標(biāo)準(zhǔn)遵照臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI)文件M100-S30[8]。對(duì)萬(wàn)古霉素(溫州康泰生物科技公司)和替考拉寧(大連美倫生物技術(shù)有限公司)的最低抑菌濃度(minimum inhibitory concentration，MIC)檢測(cè)采用微量肉湯稀釋法，具體操作和判定標(biāo)準(zhǔn)遵照CLSI文件M100-S30[8]。

1.4給藥方案 各組給藥劑量依據(jù)國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局(CFDA)批準(zhǔn)的萬(wàn)古霉素(商品名：穩(wěn)可信，禮來(lái)蘇州制藥有限公司)藥品說(shuō)明書和替考拉寧(商品名：他格適，賽諾菲北京制藥有限公司)藥品說(shuō)明書，確定萬(wàn)古霉素與替考拉寧給藥方案，萬(wàn)古霉素：500 mg、q12h，1000 mg、qd，1000 mg、q12h，1000 mg、q8h；替考拉寧：400 mg、qd，600 mg、qd，400 mg、q12h，600 mg、q12h(首劑負(fù)荷)。以上給藥方案針對(duì)的研究對(duì)象是≥18歲成人。

1.5蒙特卡洛模擬 以萬(wàn)古霉素和替考拉寧在不同腎功能患者體內(nèi)的PK參數(shù)和對(duì)MRS菌株的藥效學(xué)數(shù)據(jù)建立PK/PD模型，萬(wàn)古霉素與替考拉寧均為長(zhǎng)抗菌后效應(yīng)(postantibiotic effect，PAE)的時(shí)間濃度依賴性抗菌藥，其抑菌效果隨濃度提高而增大，其PK/PD參數(shù)可以表示為：AUIC=AUC·MIC-1，其計(jì)算公式為：AUC24h=Dose24·CL-1，AUC24h·MIC-1=Dose24·CL-1·MIC-1。其中，AUC24h為24 h藥物濃度-時(shí)間曲線下面積(mg·h·L-1)；Dose24為24 h給藥劑量(mg·kg-1)；CL為萬(wàn)古霉素的血漿清除率(L·kg-1·h-1)；MIC為最低抑菌濃度(μg·mL-1)。fAUC24=AUC24h×游離參數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)，萬(wàn)古霉素在人血液中的游離參數(shù)被設(shè)定為50%[9]。

根據(jù)PK/PD模型，本研究將AUIC作為靶參數(shù)，對(duì)以上設(shè)定的給藥方案進(jìn)行蒙特卡洛模擬，可得到PK/PD參數(shù)達(dá)標(biāo)概率(probabtarget，PTA)或累計(jì)反應(yīng)分?jǐn)?shù)(cumulative reaction fraction，CFR)。評(píng)價(jià)與優(yōu)化給藥方案采用比較PTA或CFR的大小，當(dāng) PTA最高或當(dāng)菌株的MIC不確定而對(duì)不同腎功能患者采取經(jīng)驗(yàn)性治療時(shí)，可參考目標(biāo)菌群的CFR值，將PTA≥90%或 CFR≥90%設(shè)定為治療方案可能的最佳選擇。

本研究采用浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院傳染病診治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買自美國(guó)甲骨文公司的水晶球軟件(版本11.1.2.4.000)進(jìn)行MCS，分別對(duì)不同MIC值下的給藥方案進(jìn)行MCS。參照文獻(xiàn)[6，10]，本研究中萬(wàn)古霉素與替考拉寧治療MRS可獲得滿意療效的藥效學(xué)目標(biāo)分別設(shè)定為：fAUIC≥200和AUIC≥800。假設(shè)藥動(dòng)學(xué)參數(shù)服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，MIC值服從自定義分布，模擬運(yùn)行10 000次，置信區(qū)間設(shè)為95%，計(jì)算各組不同腎功能患者在不同給藥方案下的PTA與CFR。

2 結(jié)果

2.1細(xì)菌鑒定與藥敏試驗(yàn)結(jié)果 頭孢西丁紙片法檢測(cè)結(jié)果顯示，納入研究的1235株葡萄球菌均對(duì)甲氧西林耐藥，具體包括金黃色葡萄球菌(sau)394株、人葡萄球菌(sho)316株、表皮葡萄球菌(sep)280株、溶血葡萄球菌(shl)151株和頭狀葡萄球菌(sca)94株。萬(wàn)古霉素藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯示，2株金黃色葡萄球菌與1株人葡萄球菌為中介，其他菌株均敏感。替考拉寧藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯示，12株和2株金黃色葡萄球菌分別為中介和耐藥，其他菌株均敏感。萬(wàn)古霉素與替考拉寧對(duì)不同細(xì)菌MIC值分布頻率見(jiàn)表2。

表2 萬(wàn)古霉素與替考拉寧對(duì)不同菌株的MIC值頻率分布

2.2蒙特卡洛模擬抗菌藥物不同給藥方案對(duì)MRS的PTA 4種萬(wàn)古霉素給藥方案的研究結(jié)果顯示，3種腎功能情況下，MIC≥4 μg·mL-1時(shí)，PTA值均<90%；MIC=0.25 μg·mL-1時(shí)，PTA值均達(dá)到100%；MIC值0.5～2 μg·mL-1時(shí)，PTA值隨MIC值波動(dòng)于0～100%。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。4種替考拉寧給藥方案的研究結(jié)果顯示，3種腎功能情況下，MIC≥4 μg·mL-1時(shí)，PTA值均<90%；MIC≤0.5 μg·mL-1時(shí)，PTA值均達(dá)到100%；MIC值1～2 μg·mL-1時(shí)，PTA值隨MIC值波動(dòng)于0～100%，具體見(jiàn)表4。

表3 3組萬(wàn)古霉素不同給藥方案對(duì)MRS的PTA

表4 3組替考拉寧不同給藥方案對(duì)MRS的PTA

2.3蒙特卡洛模擬抗菌藥物不同給藥方案對(duì)MRS的CFR值 上述PTA值為特定給藥方案在已知MIC值下達(dá)到PK/PD參數(shù)目標(biāo)閾值的概率。但臨床在面對(duì)MRS導(dǎo)致的血流感染危急情況時(shí)，通常需要在藥敏試驗(yàn)結(jié)果尚未出來(lái)前制定合理經(jīng)驗(yàn)給藥方案，此時(shí)參考CFR值有較大幫助，因?yàn)镃FR值代表某種給藥方案對(duì)所有可能MIC值范圍內(nèi)的菌株群體達(dá)到PK/PD參數(shù)目標(biāo)閾值的概率。

對(duì)萬(wàn)古霉素給藥方案的研究結(jié)果顯示，腎功能重度不全時(shí)，給藥方案1000 mg、q12h對(duì)sho的CFR為90.2%，給藥方案1000 mg、q8h對(duì)5種MRS菌株的CRF均>94.0%；腎功能中度不全時(shí)，給藥方案1000 mg、q8h對(duì)sho的CFR為90.4%；其他所有給藥方案對(duì)其他菌株的CRF均<90%，具體見(jiàn)表5。對(duì)替考拉寧給藥方案的研究顯示，在3種腎功能下，4種替考拉寧給藥方案對(duì)金黃色葡萄球菌和溶血葡萄球菌的CRF值均<90%；部分給藥可能對(duì)人葡萄球菌、表皮葡萄球菌和頭狀葡萄球菌的CRF值>90%，具體見(jiàn)表6。

表5 3組萬(wàn)古霉素給藥方案對(duì)MRS的CFR

表6 3組替考拉寧給藥方案對(duì)MRS的CFR

3 討論

蒙特卡洛模擬是一種先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)建模方法，可以依據(jù)藥動(dòng)學(xué)個(gè)體差異和藥敏試驗(yàn)結(jié)果擴(kuò)大樣本量，以使用不同的模擬方案預(yù)測(cè)治療目標(biāo)的成功可能性。其通過(guò)計(jì)算PTA和CFR以探索不同模擬劑量方案的最佳折點(diǎn)，并確定經(jīng)驗(yàn)性抗菌治療的適當(dāng)劑量方案和治療成功的可能性。本研究綜合考量臨床分離菌株的耐藥水平和患者腎功能狀態(tài)，借助蒙特卡洛模擬對(duì)萬(wàn)古霉素和替考拉寧治療MRS所致菌血癥的方案進(jìn)行了初步探討。

研究顯示，正常腎功能情況下，4種萬(wàn)古霉素給藥方案對(duì)5種葡萄球菌的CFR值均<90%，這表明當(dāng)菌株MIC值不明確時(shí)，對(duì)于正常腎功能者，本研究中的所有給藥方案對(duì)葡萄球菌所致菌血癥的經(jīng)驗(yàn)性治療效果不佳。以上情況與既往相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道不一致[11]，其原因可能與不同感染來(lái)源的葡萄球菌對(duì)萬(wàn)古霉素的敏感程度存在差異，也可能是近年來(lái)在抗菌藥物壓力下，萬(wàn)古霉素對(duì)葡萄球菌的MIC值增高造成的。1000 mg、q8h給藥方案是本研究中唯一可能達(dá)到療效的方案，但結(jié)合萬(wàn)古霉素腎毒性，尤其是在腎功能不全患者中，此劑量下發(fā)生腎毒性的風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)顯著增高[12]。針對(duì)腎功能不全患者，常規(guī)需要降低給藥劑量至500 mg、q12h或500 mg、q24h，在該給藥方案下，本研究發(fā)現(xiàn)對(duì)MRS所取得的CFR值僅為8.3%～57.0%，表明采用萬(wàn)古霉素治療葡萄球菌所致菌血癥時(shí)，有必要檢測(cè)菌株MIC值，這將有利于提前評(píng)估療效并決策聯(lián)合其他抗菌藥物治療的必要性。

替考拉寧與萬(wàn)古霉素同屬糖肽類抗菌藥物，是臨床常用治療革蘭陽(yáng)性菌感染的重要藥物。替考拉寧對(duì)多種革蘭陽(yáng)性球菌具有高等抗菌活性，對(duì)大多數(shù)金黃色葡萄球菌和其他凝固酶陰性葡萄球菌的抗菌活性與萬(wàn)古霉素一致或略優(yōu)。本研究顯示，在3種腎功能狀態(tài)下，針對(duì)MRSA，4種替考拉寧給藥方案的CFR值均<90%，表明替考拉寧用于治療MRSA所致菌血癥時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高劑量以提高療效或者與其他抗菌藥物聯(lián)合治療，這與相關(guān)文獻(xiàn)的推薦一致[13]。對(duì)于MRCNS而言，后3種給藥方案對(duì)于人葡萄球菌的CFR值在不同腎功能情況下均能超過(guò)90%；但對(duì)其他菌種的CFR值則因腎功能狀態(tài)呈現(xiàn)不同水平。此外，本研究顯示替考拉寧治療溶血葡萄球菌的CFR值在5種葡萄球菌中最低，這可能與本研究中溶血葡萄球菌對(duì)替考拉寧的MIC值較高有關(guān)，也與相關(guān)文獻(xiàn)的報(bào)道一致[13]。與萬(wàn)古霉素類似，在不同MIC值情況下，各給藥方案的PTA存在差異。當(dāng)MIC≥4 μg·mL-1時(shí)，3種腎功能情況下4種給藥方案的PTA均<90%；但當(dāng)MIC≤0.5 μg·mL-1時(shí)，3種腎功能情況下4種給藥方案PTA均>90%。這表明采用替考拉寧治療MRS所致菌血癥時(shí)，有必要檢測(cè)菌株MIC值，這將有利于選擇更佳的治療方案或評(píng)估療效和調(diào)整治療方案。此外值得關(guān)注的是，本研究發(fā)現(xiàn)了2株對(duì)替考拉寧耐藥的金黃色葡萄球菌，此類特殊耐藥菌株近年來(lái)有少量文獻(xiàn)報(bào)道[14-15]，其耐藥機(jī)制可能與tcaRAB、vraSR、graSR等基因的突變有關(guān)[15]，但確切耐藥機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

總之，本研究通過(guò)大數(shù)據(jù)方法，對(duì)來(lái)源于全國(guó)的1235株血流感染來(lái)源的葡萄球菌的萬(wàn)古霉素和替考拉寧MIC值進(jìn)行測(cè)定，并結(jié)合不同腎功能狀態(tài)下的相關(guān)藥動(dòng)學(xué)參數(shù)，采用蒙特卡洛模擬對(duì)萬(wàn)古霉素和替考拉寧治療MRS所致血流感染的給藥方案進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)。本研究表明，經(jīng)驗(yàn)性用藥時(shí)，目前推薦萬(wàn)古霉素給藥方案1000 mg、q12h對(duì)多數(shù)MRS所致菌血癥療效欠佳，有必要根據(jù)患者腎功能狀態(tài)合理提高劑量或者聯(lián)合其他抗菌藥物治療。此外，測(cè)定MIC值對(duì)于萬(wàn)古霉素和替考拉寧治療方案的制定具有較高價(jià)值，這有利于提前評(píng)估療效或調(diào)整治療方案。需要說(shuō)明的是，本研究中使用的萬(wàn)古霉素和替考拉寧藥動(dòng)學(xué)參數(shù)來(lái)源于國(guó)外文獻(xiàn)，考慮到國(guó)外人群的體質(zhì)量相對(duì)國(guó)內(nèi)偏高所帶來(lái)的影響，其可能對(duì)針對(duì)國(guó)內(nèi)人群的療效評(píng)估產(chǎn)生影響。此外，本研究未考慮患者免疫狀態(tài)對(duì)療效的影響；同時(shí)，蒙特卡洛模擬并不能考慮藥物應(yīng)用的安全性，也未考慮血流感染患者常伴有多器官受損情況。因此，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)綜合考慮患者情況，對(duì)治療方案進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整。臨床采用蒙特卡洛模擬所推薦的治療方案時(shí)，還應(yīng)密切關(guān)注患者用藥后是否存在不良反應(yīng)。

志謝：本研究數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)血流感染細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)聯(lián)盟(BRICS)成員單位2018—2019年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)使用已獲BRICS成員單位授權(quán)。

特此鳴謝BRICS成員單位(排名按實(shí)際分析菌株)：

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院；

麗水市中心醫(yī)院；

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院；

連云港市第一人民醫(yī)院；

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院；

皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院；

安徽省立醫(yī)院；

武漢市普仁醫(yī)院；

荊州市第一人民醫(yī)院；

寧夏回族自治區(qū)人民醫(yī)院；

安陽(yáng)地區(qū)醫(yī)院；

云南省第二人民醫(yī)院；

浙江省中醫(yī)院；

黃山市人民醫(yī)院；

寧德市閩東醫(yī)院；

濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院；

慶陽(yáng)市人民醫(yī)院；

滕州市中心人民醫(yī)院；

六安市人民醫(yī)院；

新疆伊犁哈薩克自治州友誼醫(yī)院；

宜春市人民醫(yī)院；

九江市第一人民醫(yī)院；

山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院；

荊州市中心醫(yī)院；

贛南醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院；

莆田市第一醫(yī)院；

海寧市人民醫(yī)院；

勝利油田中心醫(yī)院；

牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院；

寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院；

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院；

安徽醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院；

安徽省天長(zhǎng)市人民醫(yī)院；

陜西省人民醫(yī)院；

河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院；

荊州市第二人民醫(yī)院；

六安世立醫(yī)院；

蚌埠醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院；

河南大學(xué)淮河醫(yī)院；

山東大學(xué)齊魯兒童醫(yī)院；

自貢市第三人民醫(yī)院；

山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院；

安徽廬江縣人民醫(yī)院；

嘉峪關(guān)市第一人民醫(yī)院；

合肥市第三人民醫(yī)院；

中國(guó)人民解放軍北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院；

新余市新鋼中心醫(yī)院；

西安醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院；

甘肅省中醫(yī)院；

郴州市第一人民醫(yī)院；

山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院；

云南省盈江縣人民醫(yī)院；

福建醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院；

六安市兒童醫(yī)院；

南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院；

蘭州大學(xué)第二醫(yī)院。