徐陳琛,汪曉娟,李 亞,郭少波

銅綠假單胞菌(PA)是一種非發(fā)酵革蘭陰性桿菌,其常為機(jī)會(huì)致病菌,可感染防御機(jī)制低下或免疫缺陷患者,導(dǎo)致常見(jiàn)的感染為導(dǎo)管相關(guān)尿道感染、呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎和血流感染[1-2]。2021年CHINET中國(guó)細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示PA占所有分離菌株的7.96%,占革蘭陰性菌的10.2%[3]。對(duì)于PA引起的感染,碳青霉烯類藥物具有良好的治療效果,同時(shí)美羅培南的抗PA效果最強(qiáng)[4]。近十年來(lái),雖然PA對(duì)亞胺培南和美羅培南的耐藥率有所下降,但耐藥率依舊超過(guò)20%,形勢(shì)依舊嚴(yán)峻,給臨床治療帶來(lái)了一定困難與挑戰(zhàn)。

蒙特卡洛模擬(MCS)利用抗菌藥物在人體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)參數(shù),結(jié)合最低抑菌濃度(MIC),以各種藥動(dòng)學(xué)/藥效學(xué)(PK/PD)參數(shù)為目標(biāo)值,可以模擬出臨床若干“病例”的達(dá)標(biāo)概率(PTA),為臨床方案的優(yōu)化提供參考。因各地區(qū)病原菌的分布及耐藥性存在著明顯差異,所以對(duì)于相同的細(xì)菌治療方案也有差異。本文收集了2018—2021年P(guān)A感染患者,并以美羅培南、亞胺培南或比阿培南為治療方案,運(yùn)用MCS方法,計(jì)算3種藥物不同給藥方案的PTA和累積反應(yīng)分?jǐn)?shù)(CFR),優(yōu)化出最佳初始給藥方案,并將模擬結(jié)果與臨床實(shí)際使用情況進(jìn)行驗(yàn)證,為個(gè)體化治療PA感染提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性研究2018年1月—2021年12月阜陽(yáng)市人民醫(yī)院PA感染的住院患者,收集記錄患者的一般情況、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)、藥物敏感試驗(yàn)結(jié)果、治療方案等。

入選標(biāo)準(zhǔn):年齡≥18歲,至少一次標(biāo)本細(xì)菌培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)PA生長(zhǎng)且感染后選擇碳青霉烯類藥物治療者;有碳青霉烯類藥物敏感試驗(yàn)結(jié)果和確切MIC值者;重復(fù)細(xì)菌培養(yǎng)為陽(yáng)性者僅納入一次。排除標(biāo)準(zhǔn):藥物敏感試驗(yàn)用紙片法者;碳青霉烯類藥物使用少于3 d者;無(wú)感染癥狀者;重要臨床資料欠缺者。本研究經(jīng)阜陽(yáng)市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào):LC2023013),患者均知情同意。

1.2 PA鑒定與藥物敏感試驗(yàn)

細(xì)菌培養(yǎng)和鑒定按照全國(guó)臨床檢驗(yàn)操作規(guī)范對(duì)微生物標(biāo)本進(jìn)行操作。采用梅里埃公司生產(chǎn)的VITEK2 COMPACT儀器進(jìn)行菌種鑒定及藥物敏感試驗(yàn)。藥物敏感試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)遵照當(dāng)年度美國(guó)臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化研究所標(biāo)準(zhǔn)[5-6]執(zhí)行。常用碳青霉烯類藥物對(duì)PA在不同標(biāo)準(zhǔn)下的敏感折點(diǎn)[7-8]見(jiàn)表1,并統(tǒng)計(jì)我院PA MIC值分布。

表1 碳青霉烯類藥物對(duì)銅綠假單胞菌在不同標(biāo)準(zhǔn)下的最低抑菌濃度(mg/L)

1.3 療效評(píng)價(jià)

根據(jù)《抗菌藥物臨床應(yīng)用指導(dǎo)原則》(2015版)評(píng)價(jià)療效。有效:患者癥狀、體征、實(shí)驗(yàn)室和病原學(xué)檢查結(jié)果恢復(fù)正常;無(wú)效:用藥72 h后病情無(wú)明顯恢復(fù)或加重者。

1.4 PK/PD模型及藥動(dòng)學(xué)參數(shù)

表2 美羅培南、亞胺培南和比阿培南藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)

1.5 MCS方法

應(yīng)用水晶球軟件Oracle Crystal Ball(V11.1.2.4.4)分別對(duì)比阿培南、亞胺培南和美羅培南10種給藥方案治療PA感染進(jìn)行MCS,設(shè)置5 000次運(yùn)行次數(shù),置信區(qū)間設(shè)置為95%。模擬計(jì)算時(shí)Vd和t1/2為對(duì)數(shù)正態(tài)分布,MIC為自定義分布,PB為均勻分布,碳青霉烯類藥物f%T>MIC≥40%為目標(biāo)靶值,獲得PTA,根據(jù)菌株群體分布的MIC值,計(jì)算3種抗菌藥物不同給藥方案對(duì)目標(biāo)靶值的CFR,CFR≥90%的給藥方案為抗感染治療的最佳選擇。

式中PTA是在特定MIC值中的靶估計(jì)概率,Fi為在群體菌株中各個(gè)MIC分布的百分率。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 基本情況

共納入符合條件患者71例,男55例(77.46%),年齡(59.97±18.6)歲,療程6.5(5～9)d,感染部位最多為肺部61例(85.92%),治療有效64例(90.14%)。見(jiàn)表3和表4。PA感染對(duì)美羅培南敏感試驗(yàn)MIC值為0.25 mg/L最多28例(39.44%),MIC值≥8 mg/L為耐藥,則耐藥率為26.76%,見(jiàn)表5。

表3 71例銅綠假單胞菌感染住院患者基本信息

表4 71例銅綠假單胞菌感染住院患者不同用藥臨床治療有效性分析[例(%)]

表5 2018—2021年我院銅綠假單胞菌感染71例美羅培南治療MIC值分布

2.2 3種碳青霉烯類抗菌藥物對(duì)PA感染的MCS效果

按照醫(yī)院常用給藥方案對(duì)PA不同MIC值及分布分別通過(guò)MCS計(jì)算5 000次,可得到不同給藥方案下f%T>MIC≥40%的PTA。3種碳青霉類抗菌藥物不同給藥方案治療PA感染的PTA及CFR見(jiàn)圖1、表6和表7。

PTA為達(dá)標(biāo)概率,MIC為最低抑菌濃度;q6 h、q8 h、q12 h分別代表每6、8、12小時(shí)1次。

表7 3種抗菌藥物不同給藥方案敏感性分析

2.3 不同碳青霉烯類抗菌藥物給藥方案對(duì)PA感染的PTA

MIC值為0.5 mg/L時(shí)除了比阿培南的PTA未獲得100%,其余給藥方案均能達(dá)到100%。當(dāng)MIC值為4 mg/L時(shí),有些給藥方案的PTA很低,如美羅培南0.5 g,每8小時(shí)1次(PTA為15.12%);亞胺培南1 g,每12小時(shí)1次(PTA為0.76%)。當(dāng)MIC值為8 mg/L時(shí)無(wú)論哪種給藥方案其PTA均<90%。但每日劑量相同時(shí),比阿培南0.3 g,每6小時(shí)1次給藥方案PTA優(yōu)于0.6 g,每12小時(shí)1次給藥方案(圖1和表6)。

進(jìn)行MCS后發(fā)現(xiàn),3種碳青霉烯類抗菌藥物治療方案對(duì)PA感染的CFR均<90%。相同抗菌藥物加大給藥劑量和增加給藥頻次均可以增加對(duì)細(xì)菌的CFR,見(jiàn)表7。

2.5 敏感性分析

對(duì)3種抗菌藥物10種不同給藥方案治療效果的影響因素進(jìn)行分析。亞胺培南1 g,每6小時(shí)1次給藥方案的MIC敏感性為-85.8%,Vd為-0.50%,t1/2為13.6%,其他給藥方案敏感性分析見(jiàn)表7。

3 討論

臨床上選擇抗菌藥物一般都會(huì)以藥物敏感試驗(yàn)為主導(dǎo)方向,2019年CLSI定義的碳青霉烯類藥物對(duì)于PA耐藥的折點(diǎn)為≥8 mg/L,研究結(jié)果顯示PA對(duì)碳青霉烯類藥物的主要耐藥機(jī)制包括高產(chǎn)AmpC酶聯(lián)合孔蛋白缺失,D類碳青霉烯酶如牛食欲素A酶和主動(dòng)外排泵系統(tǒng)高表達(dá)等[15-16]。統(tǒng)計(jì)顯示我院PA碳青霉烯類藥物的耐藥率26.76%略高于CHINET 2021年公布的對(duì)美羅培南的耐藥率(18.9%)和亞胺培南的耐藥率(23.0%)。分析原因可能為長(zhǎng)期不規(guī)范使用碳青霉烯類抗菌藥物,如未行藥物敏感試驗(yàn)而經(jīng)驗(yàn)性用藥,用法用量不規(guī)范,患者長(zhǎng)期反復(fù)使用抗菌藥物從而導(dǎo)致耐藥性增加[17]。碳青霉烯類藥物作為治療多重耐藥革蘭陰性菌感染的重要手段,如出現(xiàn)高耐藥率將嚴(yán)重影響臨床療效和預(yù)后,給臨床治療帶來(lái)艱巨的挑戰(zhàn),所以PA常作為醫(yī)院感染監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)。

研究表明,碳青霉烯類、青霉素類和頭孢菌素類藥物達(dá)到有效殺菌f%T>MIC為>20%～25%、20%～36%和35%～55%[18];而如果要達(dá)到最大殺菌效果,則上述指標(biāo)依次為40%、50%和60%～70%[19]。本研究以f%T>MIC目標(biāo)值40%進(jìn)行MCS,從PTA看,單純的增加給藥劑量對(duì)PTA值的提高并不明顯,但是在相同一次給藥劑量下如果增加給藥次數(shù)或縮短給藥時(shí)間間隔則能大幅度提高PTA值,如在MIC值為2 mg/L時(shí)亞胺培南1 g、每12 小時(shí)1次給藥方案PTA值為46.5%,但1 g、每6小時(shí)1次給藥方案時(shí)為100%,提升很明顯。當(dāng)MIC≤1 mg/L所有方案的PTA均>90%,相反若敏感菌MIC≥1 mg/L,則美羅培南和亞胺培南給藥方案需在1 g、每8小時(shí)1次以上,比阿培南需0.3 g、每6小時(shí)1次時(shí)PTA才能達(dá)到90%。當(dāng)MIC=8 mg/L時(shí),所有藥物的給藥方案PTA均<90%,只有亞胺培南1 g、每6小時(shí)1次和2 g、每8小時(shí)1次的給藥方案PTA>80%,說(shuō)明3種抗菌藥物對(duì)于高M(jìn)IC值即使提高給藥劑量或縮短給藥時(shí)間間隔其治療效果亦不理想。從CFR模擬來(lái)看,規(guī)律與PTA相似,增加給藥次數(shù)比單純?cè)黾佑盟巹┝刻岣吒黠@,但無(wú)論是哪種給藥方案,其CFR值均<90%。

從以上得出MIC值是影響CFR和PTA的最主要因素,模擬得出其敏感率在73.52%～88.76%,遠(yuǎn)高于Vd和t1/2,且與其呈負(fù)相關(guān),即MIC值越大,CRF或PTA就越小,治療效果越差。在MCS中,當(dāng)CFR為80%～90%時(shí),該方案仍可成為次優(yōu)給藥方案[20],滿足條件的給藥方案為美羅培南2 g、每8小時(shí)1次。這些結(jié)果提示我們?cè)谟龅侥吞记嗝瓜╊愩~綠假單胞菌(CRPA)時(shí)應(yīng)該采取聯(lián)合治療或更換其他抗菌藥物,有研究表明在CRPA菌株中兩種不同類別的抗菌藥物聯(lián)合使用在體外試驗(yàn)中顯示出協(xié)同和相加效應(yīng),也能獲得更佳治療效果[21-22]。

目前越來(lái)越多的醫(yī)生可以聯(lián)合本院相應(yīng)細(xì)菌MIC值分布、藥物的PK/PD參數(shù),在病原菌藥物敏感試驗(yàn)結(jié)果出來(lái)前就可進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性治療。但MCS也存在局限性,即MIC的分布只是本院數(shù)據(jù),對(duì)于其他地區(qū)醫(yī)院參考價(jià)值可能不是很大,由于MIC分布的差異導(dǎo)致其方案的選擇與模擬效果也不相同。同時(shí)藥物敏感試驗(yàn)的MIC值只是體外抑菌試驗(yàn)所得數(shù)據(jù),而抗菌藥物在人體內(nèi)起效的情況也與體外不同。本研究71例中治療有效率為90.14%,證實(shí)了在實(shí)際臨床治療中由于個(gè)體差異或治療方案調(diào)整能獲得良好的治療效果。其次由于MCS模擬只能對(duì)單一用藥進(jìn)行評(píng)價(jià),而臨床治療中往往會(huì)使用多種藥物進(jìn)行治療,藥物與藥物之間存在相互作用,并且存在聯(lián)合使用抗菌藥物的情況,這些都是MCS無(wú)法評(píng)價(jià)的情況[23]。最后,由于3種藥物的PK參數(shù)均來(lái)自于健康人體血液濃度,對(duì)于不同感染其組織血藥濃度有差異性,從表中可以看出多數(shù)患者是肺部感染,有研究表明美羅培南的肺上皮細(xì)胞襯液與血漿藥物濃度之比為0.51,但在腦脊液中僅為0.17[24],說(shuō)明對(duì)于不同組織感染抗菌藥物血藥濃度有很大差異,需要制訂個(gè)體化治療方案。

綜上,雖然我院3種碳青霉烯類藥物的10種給藥方案的有效率較高,但僅限于低MIC值的PA感染。利用MCS整合藥物PK/PD和細(xì)菌MIC值結(jié)果,待MIC值確定后可參考MCS的相應(yīng)方案,選擇高PTA和CFR的治療方案,制訂個(gè)體化治療方案。對(duì)于CRPA感染,3種抗菌藥物的單一治療方案都未能達(dá)到目標(biāo)PTA,選擇對(duì)PA有效的抗菌藥物進(jìn)行聯(lián)合治療更有意義,同時(shí)在實(shí)際臨床應(yīng)用中還需考慮患者的肝腎功能、感染部位和實(shí)際藥物PK參數(shù)進(jìn)行方案調(diào)整。若要提供更有價(jià)值的研究,需進(jìn)一步收集更多的細(xì)菌藥物敏感試驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果和細(xì)菌流行病學(xué)數(shù)據(jù),同時(shí)精確收集健康人體和各種患者人群的PK參數(shù),利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行MCS提供更可靠的抗菌藥物治療方案。