劉 淼 劉海鳳 鄭風(fēng)勁 審校

1（四川大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院，成都 610041）

2（新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院 第三附屬醫(yī)院，新鄉(xiāng) 453003）

目前臨床上大量病人反復(fù)使用抗菌藥物所產(chǎn)生的選擇性壓力［1］，使細(xì)菌中的突變壓群逐漸發(fā)展成為優(yōu)勢菌群，導(dǎo)致細(xì)菌發(fā)生不同水平的耐藥，以致于這種耐藥大規(guī)模的傳播，造成人類健康的嚴(yán)重威脅。美國學(xué)者XilinZhao［2，3］等首先提出了防細(xì)菌耐藥突變體選擇濃度（mutant prevention concentration，MPC），突變選擇窗（mutant selection window，MSW）的新假說和新理論，為臨床抗菌藥物給藥方案提供了新思路。

1 抗菌藥物的MPC

1.1 MPC的概念

MPC 是指防止單次耐藥突變菌株被選擇性富集擴(kuò)增所需的最低抗菌藥物濃度。這一概念最早是由美國國立衛(wèi)生研究院的XilinZhao 研究小組于1999年提出的，用于評(píng)價(jià)抗菌藥物的抗菌活性并反映其抑制細(xì)菌耐藥的能力。

細(xì)菌發(fā)生耐藥突變，并在菌群中得到選擇性優(yōu)勢生長，是細(xì)菌產(chǎn)生耐藥的必需條件。據(jù)研究［4］，細(xì)菌出現(xiàn)耐藥必須具備兩個(gè)條件：（1）出現(xiàn)耐藥突變菌株；（2）該耐藥突變菌株在菌群中的到選擇性優(yōu)勢增菌（也稱富集擴(kuò)增）。通常情況下，細(xì)菌在繁殖過程中會(huì)因?yàn)樽园l(fā)的遺傳變異或耐藥基因在細(xì)菌間的水平轉(zhuǎn)移等原因而產(chǎn)生耐藥突變菌，但這種突變菌株的出現(xiàn)頻率較低［5］，一般需要菌群的菌落數(shù)目達(dá)到107時(shí)，才有可能出現(xiàn)1 個(gè)耐藥突變菌株。細(xì)菌數(shù)量達(dá)到1014時(shí)，才可能出現(xiàn)同時(shí)發(fā)生兩次耐藥突變的菌株。臨床實(shí)際中，人體感染部位可達(dá)到1010CFU，但不可能達(dá)到1014CFU，因此將沒有雙重突變菌株供選擇，MPC 的理論就是在此基礎(chǔ)上提出，試圖通過防止最不敏感、一步耐藥突變菌株被選擇性富集擴(kuò)增，從而限制細(xì)菌耐藥的進(jìn)一步發(fā)展。

1.2 MPC的測定方法

MPC的測定方法最早是由Dong［6］等建立的。研究發(fā)現(xiàn)，隨著瓊脂平板中氟喹諾酮（FQ）藥物濃度的增加，平板中生存的結(jié)核分支桿菌和金黃色葡萄球菌恢復(fù)增長的菌落數(shù)出現(xiàn)兩次明顯下降。第一次下降發(fā)生在MIC 時(shí)，歸因于抑制了野生型藥物敏感性細(xì)菌的生長，隨著藥物濃度增加，恢復(fù)增長的菌落數(shù)逐漸減少并維持在一個(gè)相對穩(wěn)定的水平（平臺(tái)期）；隨著藥物濃度的進(jìn)一步增長，直至某一限度時(shí)，瓊脂板上沒有了菌落的生長，即達(dá)到了抑制單步突變耐藥菌生長的濃度（MPC），在這一過程中出現(xiàn)了菌落數(shù)第二次的明顯下降。

標(biāo)準(zhǔn)的測定使用104～105CFU 的細(xì)菌，由于人體感染部位的細(xì)菌數(shù)量很少能超過1010CFU，且從1010CFU細(xì)菌中能敏感地發(fā)現(xiàn)耐藥突變菌（103），同時(shí)超過1010CFU 在操作起來具有一定困難，因此規(guī)定MPC測定時(shí)使用數(shù)量為1010CFU的細(xì)菌［7］。

1.3 MPC的適用范圍

目前Zhao［8］的觀點(diǎn)普遍為大家認(rèn)同：MPC 是一個(gè)活性測定，所以MPC 概念適用于廣泛的遺傳耐藥問題，而不僅僅是雙靶位藥物氟喹諾酮類（FQ）耐藥問題。除FQ 外，研究者還檢測了紅霉素、青霉素、四環(huán)素、妥布霉素、利萘唑酮和泰利霉素等抗菌藥對金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、大腸桿菌、流感嗜血桿菌、結(jié)核分支桿菌及包皮垢分枝桿菌等細(xì)菌的MPC。其菌落恢復(fù)生長曲線均可見隨著藥物濃度升高有兩次明顯的下降，只是平臺(tái)的寬度各不相同。因此，MPC不僅僅適用于殺菌藥物，而且對抑菌藥物也同樣適用。

2 抗菌藥物的MSW

2.1 MSW 概念

細(xì)菌突變耐藥株在最低抑菌濃度（MIC）到防突變濃度（MPC）之間會(huì)被選擇出來，此為突變選擇窗。低于MIC，因?yàn)槊舾兄昙?xì)菌和突變株細(xì)菌都不被抑制，故突變株細(xì)菌不被選擇實(shí)現(xiàn)；高于MPC，因細(xì)菌同時(shí)兼有兩種耐藥機(jī)制幾率非常小［9～10］，故突變株細(xì)菌已被殺滅，。當(dāng)藥物濃度大部分時(shí)間處于MSW 內(nèi)時(shí)，耐藥突變菌株被選擇性富集擴(kuò)增。該理論與傳統(tǒng)理論的區(qū)別在于傳統(tǒng)理論認(rèn)為在抗菌藥物濃度低于MPC 時(shí)，耐藥突變菌株易被誘導(dǎo)產(chǎn)生，從而導(dǎo)致細(xì)菌耐藥，忽略了藥物濃度落在MSW內(nèi)時(shí)，導(dǎo)致的耐藥突變菌株的選擇性富集。低于MIC的治療濃度不會(huì)導(dǎo)致耐藥突變菌株的選擇性富集，因它可使整個(gè)病原菌群增強(qiáng)，從而相對地增加了耐藥突變菌株數(shù)量，而這些耐藥突變菌株在以后的抗菌藥物治療中將被選擇性富集擴(kuò)增。

2.2 MSW 的理論依據(jù)

1990年Baquero［11］最早提出抗菌藥物存在一個(gè)最易選擇出耐藥突變體的危險(xiǎn)濃度區(qū)域，但沒有進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。1999年Dong［6］等通過氟喹諾同類藥物對結(jié)核分枝桿菌和金黃色葡萄球菌作用的研究定義了最小抑菌濃度MIC 和防耐藥突變濃度（MPC）的范圍為MSW。而后又有Blonduau 和Hansen等測定氟喹諾酮藥物對肺炎鏈球菌的MIC，MPC，通過與氟喹諾酮藥物的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)的比較印證MSW 理論。

目前臨床上已測出MPC 的細(xì)菌包括肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單孢菌、結(jié)核分枝桿菌等，研究結(jié)果表明目前臨床上應(yīng)用的藥物治療量落在了MSW 內(nèi)，在解釋了目前臨床廣泛、嚴(yán)重耐藥問題的原因［12］的同時(shí)印證了MSW 理論。

2.3 MSW 的適用范圍

和MPC一樣，MSW 概念適用于廣泛的遺傳耐藥問題，而不僅僅是氟喹諾酮類（FQ）藥物；MSW概念關(guān)心的不是具體外排機(jī)制、靶位改變或是水解酶去阻遏引起的耐藥，而是細(xì)菌是否被選擇性富集。因此，MSW 概念適用于突變積累過程的任何一步。再者，因引入了MPC 作為抗菌藥物活性測定，且殺菌活性不是抑制耐藥突變菌株擴(kuò)增的必要條件，所以MSW 概念不要求MPC 與敏感菌的MIC緊密相關(guān)，也不要求MPC 與藥物殺菌活性相關(guān)，因此MSW 也適用于非殺菌性藥物。

3 基于MSW 理論的治療策略

3.1 縮小MSW

縮小MSW 的方法有兩個(gè)：（1）縮短血漿（或組織、器官）藥物濃度在MSW 中的時(shí)間。原則上，首次使藥物快速達(dá)峰濃度而通過MSW，并使其余的治療時(shí)間保持在MPC 濃度之上而最大限度的縮短突變選擇的時(shí)間。（2）減少M(fèi)PC 和MIC 的差距：MS W 的寬窄可以通過選擇指數(shù)（SI）即MP C／MI C 比值大小來評(píng)價(jià)，選擇指數(shù)越小，MPC 與MIC差距越小，反應(yīng)該藥物具有越強(qiáng)的限制耐藥突變株選擇的能力，為臨床提供了一項(xiàng)新的療效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。C－8－甲氧基FQ 較C－8－氫FQ 有較強(qiáng)的殺滅突變菌株活性，因而具有較低的MPC。而對于大腸埃希菌，C－8－甲氧基可提高FQ 對野生型敏感菌的進(jìn)一步縮小選擇窗。

3.2 藥物聯(lián)合應(yīng)用關(guān)閉MSW［13］

對大多數(shù)藥物來說，要獲得血漿或組織液藥物濃度超過MPC 是很困難的，因?yàn)橐话阍摑舛葘⒁鸹颊邍?yán)重的毒副反應(yīng)。當(dāng)兩種不同作用機(jī)制的抗菌藥物聯(lián)合應(yīng)用并同時(shí)處于各自的MIC 之上時(shí)，細(xì)菌需要同時(shí)發(fā)生兩種耐藥突變才能生長。因此不同作用機(jī)制的藥物聯(lián)合應(yīng)用提供了一種關(guān)閉MSW的途徑，即使這些藥物各自都有非常高的MPC，但仍有多種情況致使MSW 開放：（1）兩種藥物的藥代動(dòng)力圖不完全重疊而使MSW 開放：兩種藥物的濃度在不同的時(shí)間內(nèi)大于各自的MIC；（2）由于藥物濃度的波動(dòng)而使MSW 開放：一種藥物濃度暫時(shí)性低于其MIC，而另一種藥物仍在其MIC之上；（3）藥物的MIC 提高或組織／血漿藥物濃度波動(dòng)而使MSW 開放；（4）由于一種耐藥突變而導(dǎo)致細(xì)菌多藥耐藥：如外排系統(tǒng)的突變可導(dǎo)致對多種不同類型的抗菌藥物同時(shí)耐藥。因此，當(dāng)幾種不同作用機(jī)制的藥物有類似的藥代動(dòng)力學(xué)時(shí)，通過劑量和處方管理使幾種藥物在治療過程中一直保持在各自的MIC之上才能達(dá)到理想的治療效果。陳愉、張智潔等研究證明單藥治療易導(dǎo)致耐藥突變菌株的富集生長，可通過聯(lián)合用藥方式限制細(xì)菌耐藥的發(fā)生［14］。

4 MPC，MSW 理論對新藥研發(fā)的指導(dǎo)意義

目前細(xì)菌耐藥已進(jìn)入了多藥耐藥階段，克服耐藥將是開發(fā)新藥的新要求。從耐藥突變菌被選擇角度看，因?yàn)樘岣進(jìn)IC 可以縮窄MSW，殺菌劑在MSW 內(nèi)殺滅大量敏感菌，可能比抑菌劑更容易選擇出耐藥突變菌所以MIC 較低的抗菌藥和殺菌劑都不是最符合要求的。從MPC，MSW 理論可知，最有效的抗生素應(yīng)該是可以阻斷或殺滅耐藥突變菌的藥物，研究發(fā)現(xiàn)［15］，將C－8甲氧基加入環(huán)丙沙星，可使后者的MPC 及選擇指數(shù)顯著下降，可見改變藥物結(jié)構(gòu)可以縮窄MSW，這對改造現(xiàn)有抗菌藥提高其抗耐藥菌活性，延長抗菌藥的使用壽命具有現(xiàn)實(shí)意義。通過測定生長在不同溫度和氧張力下大腸桿菌，對不同F(xiàn)Q 藥物的MIC，MPC，并根據(jù)MPC，t1／2計(jì)算出假定選擇周期，發(fā)現(xiàn)新近研制的半衰期長的抗菌藥，盡管服用方便，但藥物濃度在MSW 內(nèi)的時(shí)間較長，有利于細(xì)菌對FQ 耐藥突變的發(fā)生，因此研制半衰期長的新藥還需慎重考慮MSW［16］。

研究還發(fā)現(xiàn)，萬古霉素與磷霉素聯(lián)合縮小MRSA 耐藥突變窗的能力強(qiáng)于萬古霉素與利福平的聯(lián)合方案，而磷霉素MSW 較利福平平臺(tái)期窄得多，因此，各單藥的MSW 越窄，聯(lián)合使用后MPC 降低的幅度越大［17］，對指導(dǎo)臨床聯(lián)合用藥具有深遠(yuǎn)意義。

MPC，MSW 理論增加了限制耐藥的新目標(biāo)。因此，MPC低、MSW 窄，能安全地使血清藥物濃度超過MPC，并保持一定時(shí)間的藥物成為新開發(fā)的最理想抗菌藥；也可通過調(diào)整用藥劑量［18］，尋找不同結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制藥物，使其藥動(dòng)學(xué)匹配等方法，通過對生物利用度、生物有效性、組織分布等研究而指導(dǎo)開發(fā)兩藥或多藥聯(lián)合治療成為研究重點(diǎn)。MPC，MSW 策略的提出，改變了以往研發(fā)抗菌藥的理念，必將對開發(fā)新藥、重構(gòu)用藥方案及PK／PD 評(píng)價(jià)理論，以解決臨床耐藥難題產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

5 結(jié)語

隨著MPC研究的深入，這一理論日益受到實(shí)驗(yàn)室與臨床的重視，并逐漸被接受。如果通過動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)及人體實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝌?yàn)證MPC及MSW 理論，將會(huì)徹底改變目前的用藥方案及藥效學(xué)評(píng)價(jià)理論，同時(shí)也為解決臨床耐藥難題提供一種新的思路和方法。

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