馬攀，劉芳，馮偉，趙全鳳，戴青，熊麗蓉，陳勇川（陸軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院藥學部，重慶 400038）

左氧氟沙星屬于氟喹諾酮類抗菌藥物，對包括金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌等多種革蘭氏陽性菌以及大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌和流感嗜血桿菌等革蘭氏陰性菌均有抑制作用，在臨床上應用廣泛。近年來，細菌對喹諾酮類藥物的耐藥性逐漸增長，或因給藥劑量不足導致體內(nèi)藥物濃度較低，細菌在“亞抑菌濃度”下存活，為耐藥突變體創(chuàng)造了有利的環(huán)境，增加了耐藥的風險，從而導致抗感染治療的失敗。

左氧氟沙星是濃度依賴性抗菌藥物，其藥效學與藥時曲線下面積（area under the drug concentration-time curve，

AUC

）密切相關，藥物的

AUC

與其最低抑菌濃度（minimal inhibition concentration，

MIC

）的比值（

AUC

/

MIC

）和藥物的峰濃度（maximum plasma concentration，

C

）與

MIC

的比值（

C

/

MIC

）是決定這類藥物能否達到最佳殺菌效果的關鍵藥效學參數(shù)?？咕幬锏呐R床療效與其藥動學（pharmacokinetics，PK）/藥效學（pharmacodynamics，PD）參數(shù)密切相關，臨床可根據(jù)PK/PD參數(shù)的靶值來制訂最佳給藥方案，在盡可能達到最佳的治療效果的同時降低細菌耐藥性的發(fā)生。但目前，臨床上抗感染方案的設計多依賴于臨床醫(yī)師的主觀判斷，缺乏統(tǒng)計學上的客觀評價。近年來，蒙特卡洛模擬（Monte Carlo simulation，MCS）在化學及多種自然科學中應用廣泛，在抗菌藥物的臨床研究中，可用其模擬PK/PD模型，優(yōu)化抗菌藥物的給藥方案。MCS是一種基于“隨機數(shù)”的計算方法，充分考慮了不同患者對同一藥物處置過程的差異，又考慮了同種致病菌的不同菌株對藥物敏感性的差異，通過計算機進行多達上萬次模擬，提高預測結(jié)果的準確性，在提高抗菌藥物的臨床療效方面具有巨大的優(yōu)勢。本研究對左氧氟沙星常用給藥方案治療臨床6種常見致病菌的療效進行研究，結(jié)合其藥動學參數(shù)、藥效學靶值以及

MIC

數(shù)據(jù)，通過MCS考察不同劑量左氧氟沙星對致病菌的最佳臨床療效靶值的達標情況，針對不同菌種推薦合適的左氧氟沙星給藥劑量，為左氧氟沙星治療常見病原菌感染的劑量選擇提供科學的客觀依據(jù)，并減少因劑量不足導致抗感染治療失敗所誘發(fā)的細菌耐藥。

1 材料

1.1 菌株來源

受試菌共6種合計339株，均來自某大型三甲綜合醫(yī)院臨床科室送檢標本（包括痰、分泌物、尿液等）中的分離菌株，包括革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌（

Staphylococcus aureus

，SA）48株、肺炎鏈球菌（

Streptococcus pneumoniae

，SP）52株；革蘭氏陰性菌大腸埃希菌（

Escherichia coli

，EC）76株、肺炎克雷伯菌（

Klebsiella pneumoniae

，KP）60株、流感嗜血桿菌（

Haemophilus influenzae

，Hi）51株、銅綠假單胞菌（

Pseudomonas aeruginosa

，PA）52株。具體信息見表1。

表1 菌株信息(＝339)
Tab 1 Strain information (＝339)

注（Note）：包括創(chuàng)傷口、導管、導管血、膽汁、前列腺液、耳分泌物、咽拭子、體表、灌洗液、腦脊液、眼分泌物（ including wound，catheter，catheter blood，bile，prostate fluid，ear secretion，pharyngeal swab，body surface，lavage fluid，cerebrospinal fluid and eye secretion）。

項目 數(shù)量 占比/%菌株標本來源組織 10 2.95腹水 10 2.95靜脈血 13 3.83傷口分泌物 15 4.43其他* 25 7.38尿液 29 8.55膿液 28 8.26痰液 209 61.65菌株種類SA 48 14.16 SP 52 15.34 EC 76 22.42 KP 60 17.70 Hi 51 15.04 PA 52 15.34

1.2 藥品來源

左氧氟沙星片（第一三共制藥，規(guī)格：0.5 g/片，批號：BW02661），左氧氟沙星對照品（批號：130455-201607，含量 以 CHFNO計 為97.3%，中國食品藥品檢定研究院）。

2 方法

2.1 左氧氟沙星的含量測定

精密稱取適量左氧氟沙星片（以左氧氟沙星計約0.1 g），置100 mL量瓶中，加0.1 mol·L鹽酸溶液溶解并稀釋至刻度，搖勻，濾過，再精密量取續(xù)濾液5 mL，置50 mL量瓶中，用0.1 mol·L鹽酸溶液稀釋至刻度，搖勻，作為供試品溶液。參照2015年版《中國藥典》左氧氟沙星項下的方法采用Waters2690高效液相色譜儀測定藥品含量。

2.2 左氧氟沙星對細菌的MIC測定

根據(jù)含量測定結(jié)果，按照美國臨床與實驗室標準化協(xié)會（Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI）M100 30th配制抗菌藥物儲備液，并參照CLSI推薦的瓊脂二倍稀釋法測定左氧氟沙星的

MIC

，

MIC

、

MIC

分別表示抑制50%和90%的細菌所需的最低藥物濃度。試驗操作過程均嚴格按照《全國臨床檢驗操作規(guī)程》（第4版）進行，每批試驗均設立質(zhì)控菌株以確保整個試驗的準確性，藥敏折點標準依據(jù)CLSI抗微生物藥物敏感性試驗的執(zhí)行標準進行判讀。

2.3 左氧氟沙星的PK參數(shù)

左氧氟沙星片說明書列出的單次口服左氧氟沙星250 mg、500 mg及750 mg的PK參數(shù)見表2。而有研究顯示單次口服左氧氟沙星50～1000 mg，平均

C

約為0.6～9.4 mg·h·L，

AUC

約為4.7～108 mg·h·L，

AUC

均呈線性增加且左氧氟沙星在多劑量給藥方案中的藥動學與單劑量給藥方案相似，可以預測其藥動學變化情況。

表2 左氧氟沙星片不同給藥劑量的PK參數(shù)
Tab 2 PK parameters of different doses of levofloxacin

?

2.4 MCS

根據(jù)PK/PD模型對不同劑量給藥方案分別進行MCS，當

MIC

為某一特定值時，可獲得靶指數(shù)的達標概率（probability of target attainment，PTA）；當

MIC

為菌株群體的分布值時，可計算PK/PD指數(shù)對目標的累積反應分數(shù)（cumulative fraction of response，CFR），PTA最高或CFR＞90%者可能為最優(yōu)選擇。本研究應用Oracle Crystal Ball（v11.1）軟件對左氧氟沙星在不同給藥劑量下對目標菌群進行MCS，通過比較PTA或CFR的大小，得到其針對不同菌種的最佳給藥方案。左氧氟沙星屬于喹諾酮類藥物，是濃度依賴性抗菌藥物，以

AUIC

表示其臨床抗菌有效性的主要參考指標，即

AUIC

＝

AUC

/

MIC

。根據(jù)參考文獻，設定左氧氟沙星對革蘭氏陽性菌的最佳臨床療效靶值為

AUIC

（

AUC

/

MIC

）≥30，對革蘭氏陰性菌的最佳臨床療效靶值為

AUIC

≥125。設定10 000次模擬左氧氟沙星在不同劑量給藥方案下的

AUIC

靶值。在模擬過程中，假定PK參數(shù)

AUC

遵循正態(tài)分布，PD參數(shù)

MIC

遵循自定義離散分布。根據(jù)各自的概率分布，將不同劑量的

AUC

和

MIC

值分別進行模擬，得到3種劑量下的

AUIC

群體數(shù)據(jù)。以

AUIC

≥30作為考察革蘭氏陽性菌的靶值，以

AUIC

≥125作為考察革蘭氏陰性菌的靶值。具體流程見圖1。

圖1 蒙特卡洛模擬流程圖Fig 1 Flow chart of Monte Carlo simulation

3 結(jié)果

3.1 左氧氟沙星含量測定結(jié)果

按照2015年版《中國藥典》，左氧氟沙星的含量以左氧氟沙星計應為標示量的90.0%～110.0%，對左氧氟沙星片進行含量測定，含量為99.10%，符合藥典規(guī)定。

3.2 MIC結(jié)果

本研究中左氧氟沙星對肺炎鏈球菌和流感嗜血桿菌的敏感率最高，對大腸埃希菌及銅綠假單胞菌的敏感率較低。對各種常見臨床病原菌的

MIC

結(jié)果詳見表3。

表3 口服左氧氟沙星對臨床分離菌株的分布情況
Tab 3 distribution of levofloxacin oral preparations to clinically isolated strains

?

3.3 MCS左氧氟沙星不同給藥方案下的CFR、PTA結(jié)果

CFR結(jié)果詳見表4，當以左氧氟沙星24 h給藥250 mg為最佳給藥方案時，對于革蘭氏陽性菌達到靶值

AUIC

≥30，金黃色葡萄球菌的CFR為93.99%，而肺炎鏈球菌的CFR僅為70.86%。對于革蘭氏陰性菌

AUIC

≥125，左氧氟沙星對4種菌的CFR均未達到90%的目標。

表4 左氧氟沙星在不同給藥劑量下對臨床菌株的CFR (%)
Tab 4 CFR of strain infections treated with different doses of levofloxacin (%)

劑量/mg AUIC＝30 AUIC＝125 SA SP EC KP PA Hi 250 93.99 70.86 50.21 77.60 3.58 88.48 500 96.05 99.84 68.81 85.04 23.80 92.18 750 99.91 99.97 85.90 95.13 72.26 98.27

當以左氧氟沙星24 h給藥500 mg為最佳給藥方案時，對于革蘭氏陽性菌，金黃色葡萄球菌和肺炎鏈球菌的CFR均大于90%。對于革蘭氏陰性菌，僅有流感嗜血桿菌的CFR大于90%，其余菌種的CFR均未達標。

當以左氧氟沙星24 h給藥750 mg為最佳給藥方案時，對于革蘭氏陽性菌達到靶值

AUIC

≥30，金黃色葡萄球菌和肺炎鏈球菌的CFR幾乎接近100%。對于革蘭氏陰性菌

AUIC

≥125，流感嗜血桿菌和肺炎克雷伯菌的CFR大于90%，大腸埃希菌的CFR接近90%，而銅綠假單胞菌為72.26%。PTA結(jié)果如圖2所示，當PTA高于90%時預期可取得良好的抗菌效果和臨床療效。對于臨床上較敏感的細菌，如陽性菌的

MIC

≤0.5 μg·mL，陰性菌的

MIC

≤0.125 μg·mL時，每日給藥250 mg即可使PK/PD靶值對應的PTA≥90%；當陽性菌的

MIC

≤1 μg·mL，陰性菌的

MIC

≤0.25 μg·mL時，每日給藥500 mg所達到PK/PD靶值對應的PTA≥90%；當陽性菌的

MIC

≤2 μg·mL，陰性菌的

MIC

≤0.5 μg·mL時，每日給藥750 mg才能使PK/PD靶值對應的PTA≥90%。

圖2 不同給藥劑量左氧氟沙星對臨床菌株的達標概率（PTA）分布Fig 2 PTA of different doses of levofloxacin for clinically isolated strains

4 討論

左氧氟沙星因其抗菌譜廣、抗菌活性強已成為臨床中最常用的抗感染藥物之一，是肺炎、鼻竇炎、支氣管炎、尿路感染以及腎盂腎炎的臨床治療用藥或經(jīng)驗用藥。近年來革蘭氏陰性菌對氟喹諾酮類藥物的耐藥性逐漸增加，耐藥形勢日益嚴峻，而目前市場上大多數(shù)仿制藥的左氧氟沙星口服制劑推薦劑量為每次200～300 mg，一日服用2～3次，從本研究結(jié)果看，給藥劑量為200～300 mg時，左氧氟沙星對大多數(shù)細菌的PK/PD靶值均未能達標，且左氧氟沙星屬于濃度依賴性抗菌藥物，若單次給藥劑量不足，不僅達不到良好的治療效果反而可能產(chǎn)生耐藥。本研究結(jié)果表明，在250 mg或500 mg劑量下，左氧氟沙星很難對革蘭氏陰性菌引起的感染產(chǎn)生良好的治療效果，尤其是250 mg對常見臨床病原菌感染有效的可能性更小。左氟沙星原研藥的說明書早已將其用法用量改為每24 h給藥一次，250 mg或500 mg或750 mg，因左氧氟沙星主要以原形經(jīng)尿排出，尿排泄率高達80%，在尿液中藥物濃度較高，因此僅在尿路感染時推薦給藥劑量為250 mg，在醫(yī)院內(nèi)肺炎、急性細菌性鼻竇炎以及急性腎盂腎炎等感染推薦的治療劑量均已達到750 mg。

抗感染治療成功的關鍵是抗菌藥物的濃度達到治愈感染所需的

MIC

，本研究發(fā)現(xiàn)無論是對革蘭氏陽性菌還是陰性菌，若細菌較敏感，即使

MIC

小于0.125 μg·mL，3種給藥劑量的PTA都能高于90%。但臨床感染情況復雜，耐藥問題嚴峻，治療不夠敏感的細菌可能出現(xiàn)PTA斷崖式下降，無法保證良好的抗感染效果。本研究通過MCS建立了左氧氟沙星的PK/PD模型，分別得到了能夠反映最佳臨床療效的參考指標CFR和PTA。一般而言，抗菌藥物給藥劑量對某一細菌CFR值高于90%時，提示該劑量對該細菌具有最大殺菌效果，為最佳劑量；對某一細菌在某一

MIC

值下PTA高于90%時，提示該給藥劑量對不高于該

MIC

值的細菌具有最大殺菌效果。有研究結(jié)果顯示，對于敏感的金黃色葡萄球菌感染，可采用左氧氟沙星250 mg劑量，此時的CFR已超過90%。對于肺炎鏈球菌和流感嗜血桿菌，可采用左氧氟沙星500 mg劑量，對于肺炎克雷伯菌應采用750 mg劑量的左氧氟沙星才能使CFR≥90%，與本研究結(jié)果一致。但對于大腸埃希菌和銅綠假單胞菌，即使采用750 mg的劑量，CFR仍然未能達到90%，說明這兩種細菌更容易對左氧氟沙星產(chǎn)生耐藥，尤其是銅綠假單胞菌的CFR僅為72.26%，已有文獻報道臨床上多重耐藥銅綠假單胞菌檢出率持續(xù)升高，警醒醫(yī)院應重視防控工作。超廣譜

β

-內(nèi)酰胺酶（ESBLs）為大腸埃希菌最常見的耐藥原因，考慮到臨床細菌耐藥等復雜情況，尤其是近年發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)ESBLs大腸埃希菌對左氧氟沙星的耐藥呈上升趨勢，且質(zhì)粒介導的喹諾酮類耐藥（plasmid-mediated quinolone resistance，PMQR）機制致耐藥菌株逐年增加，課題組初步研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)ESBLs和/或攜帶

qnr

基因的大腸埃希菌可能導致細菌對左氧氟沙星耐藥從而達不到PK/PD臨床靶值，該研究結(jié)果也部分解釋了使用750 mg劑量的左氧氟沙星對大腸埃希菌仍未達到臨床最佳療效靶值的原因。銅綠假單胞菌具有易定植、易變異和多重耐藥的特點，2014年中華醫(yī)學會呼吸病學分會感染學組在《銅綠假單胞菌下呼吸道感染診治專家共識》中提出，對銅綠假單胞菌感染尤其是多重耐藥銅綠假單胞菌，聯(lián)合用藥治療臨床感染的效果優(yōu)于單藥，最常用的聯(lián)合治療方案為抗銅綠假單胞菌

β

-內(nèi)酰胺類加氨基糖苷類或氟喹諾酮類。本研究結(jié)果亦提示臨床在使用左氧氟沙星治療銅綠假單胞菌、大腸埃希菌這兩類臨床菌株時可能療效欠佳，在真實的細菌耐藥情況下，建議參考藥敏檢驗報告，謹慎選擇左氧氟沙星的給藥劑量或者聯(lián)合用藥，甚至考慮換用其他更有效的抗菌藥物。為了準確評估

AUC

/

MIC

，應該使用游離藥物濃度，但因左氧氟沙星屬于低血漿蛋白結(jié)合率藥物，故本研究并未進行游離血藥濃度的換算。另外，本研究MCS的PK/PD達標靶值是基于血中藥物濃度所得，不能反映感染部位，而不同的感染部位左氧氟沙星的濃度可能不同，如左氧氟沙星主要經(jīng)尿路排泄，尿中濃度較高，在肺泡巨噬細胞中的藥物濃度也高于血藥濃度，針對這些部位的感染，在較低的PK/PD靶值條件下也可獲得較好的治療效果，而本研究并未針對不同感染部位對左氧氟沙星的達標情況進行MCS分析。

應用MCS方法制訂合理的給藥方案，該方法結(jié)合藥動學和藥效學數(shù)據(jù)，既考慮了不同患者對同一種抗菌藥物處置過程的差異，又考慮了同種病原菌的不同菌株對同種藥物敏感性之間的差異。通過MCS在計算機水平上建立了左氧氟沙星的PK/PD模型，分別得到能夠反映臨床治療有效的參考指標CFR和PTA，為抗感染治療中早期經(jīng)驗性抗菌藥物給藥方案的制訂提供一定的科學依據(jù)。