頭孢他啶連續(xù)與間斷靜脈給藥治療兔銅綠假單胞菌感染肺炎的比較研究

1、頭孢他啶連續(xù)與間斷靜脈給藥治療兔銅綠假單胞菌感染肺炎的比較研究                作者：胡秀娟 王琪 佟淑平 王慧玲 王鶯燕 王濤 王偉 王巖巖【摘要】   目的 比較頭孢他啶連續(xù)與間斷靜脈給藥 治療 兔銅綠假單胞菌感染性肺炎的藥動/藥效學(xué)特點(diǎn)、 組織 滲透性及療效。方法 采取連續(xù)與間斷兩種方式以高、中、低三種劑量的頭孢他啶治療銅綠假單胞菌感染的新西蘭白兔。繪制血及肺泡間質(zhì)液中頭孢他啶的藥時曲線， 計算 T>MIC、T

2、>4MIC、AUC、IQ等藥效學(xué)參數(shù)和肺組織滲透率，對比觀察各組用藥后療效。結(jié)果 連續(xù)組的T>MIC、T>4MIC值明顯高于間斷組；間斷組的IQ高于連續(xù)組；兩者的AUC和組織滲透率無明顯差異；除間斷給藥低劑量組外，各組體溫恢復(fù)情況無明顯差異；治療后連續(xù)組肺組織病理改善較間斷組改善明顯。結(jié)論 與間斷給藥相比，連續(xù)靜脈滴注的給藥方式可得到更為穩(wěn)定的血及肺組織中藥物濃度，療效更佳。 【關(guān)鍵詞】   頭孢他啶； 銅綠假單胞菌； 肺炎； 連續(xù)給藥； 間斷給藥    ABSTRACT  Objectives  To evalua

3、te the pharmacokinetic/pharmacodynamic characteristic, the penetration rates into lung tissues and the curative effects of ceftazidime administered in continuous versus intermittent infusion in a rabbit Pseudomonas aeruginosa pneumonia model.  Methods  Ceftazidime was given to rabbits infe

4、cted by Pseudomonas aeruginosa Ei ther as continuous infusion (CI) or as intermittent administration (IA) with the same daily dose of 50 mg/(kg·d), 25 mg/(kg·d) or 15mg/(kg·d) respectively. The concentrations of ceftazidime in both blood and epithelial lining fluid (ELF) were determin

5、ed and the pharmacokinetic analysis was carried out for both regiments. The parameters including the time above the MIC, 4MIC (T>MIC, T>4MIC), the area under the concenrtrationtime curve (AUC) and inhibitory quotient (IQ) were compared. The penetration rates of ceftazidime into lung tissus wer

6、e compared as well. Curative effect were evaluated by observing the symptoms and physical signs in the course of the treatments, and the lung pathological characters were evaluated at the end of the course.  Result  Significantly higher T>MIC, T>4MIC wereobtained for the continuous v

7、ersus intermittent administration. The IQs were higher for intermittent administration. No statistically significant different AUCs and penetration rates were found between the two regiments, and the same result among the six subgroups in the two regiments for the symptom and physical sign of the ra

8、bbits except the IA of 15mg/(kg·d). The pathologic examination demonstraded that the improvment is better with continuous administration than intermittent infusion.  Conclusion  Continuous administration of ceftazidime is more efficacious compared with intermittent administration agai

9、nst Pseudomonas aeruginosa due to its better pharmacokinetic characteristics both in blood and lung.    KEY WORDS  Ceftazidime;  Pseudomonas aeruginosa;  Pneumonia;  Continuous infusion;  Intermittent administration    內(nèi)酰胺類抗生素是一類時間依賴性殺菌藥物，殺菌效果與給

10、藥間期內(nèi)藥物濃度維持于最低抑菌濃度之上的時間(T>MIC)密切相關(guān)。基于這一理論，很多學(xué)者提出 應(yīng)用 該類抗生素控制感染時應(yīng)采取連續(xù)24h靜脈滴注的給藥方式，認(rèn)為這種給藥方式能夠使血中藥物濃度穩(wěn)定維持在一個相對低水平，不但能增大T>MIC值，提高療效，還能夠避免間斷靜脈注射給藥時過高的峰濃度導(dǎo)致的藥物副作用，對內(nèi)酰胺類抗生素而言是一種更為理想的給藥方式1。    頭孢他啶是目前 臨床 上常用的內(nèi)酰胺類抗生素之一，殺菌作用強(qiáng)，抗菌譜廣，尤其對包括銅綠假單胞菌在內(nèi)的醫(yī)源性革蘭陰性桿菌感染療效顯著。頭孢他啶具備時間依賴性殺菌特點(diǎn)，半衰期和對革蘭陰性桿菌的抗生

11、素后效應(yīng)(PAE)很短，采用傳統(tǒng)的每日2次靜脈給藥方式治療時血藥濃度波動明顯，很快降至MIC值以下，致使給藥間期必然有一段時間內(nèi)藥物不能有效清除細(xì)菌，因為只有當(dāng)感染部位的藥物濃度達(dá)到一定有效殺菌水平時，抗生素才真正起作用2。采用連續(xù)靜脈滴注的給藥方到式能夠延長T>MIC，提高療效。目前國內(nèi)、外關(guān)于應(yīng)用頭孢他啶連續(xù)與間斷兩種不同給藥方式治療銅綠假單胞菌感染性重癥肺炎的比較性研究鮮有報道，采取何種給藥方式更有利于該類抗生素向感染組織滲透也值得進(jìn)一步探討。本實驗通過建立銅綠假單胞菌感染的兔肺炎模型，分別應(yīng)用頭孢他啶以連續(xù)24h靜脈滴注和每12h一次間斷靜脈注射兩種方式治療，比較兩者在藥動/藥效

12、學(xué)特性、療效、組織滲透性等方面的優(yōu)劣，旨在探討出一種更為安全、有效的給藥方式。    1  材料與方法     1.1  感染用菌及其MIC值的測定    銅綠假單胞菌標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控質(zhì)菌ATCC27853為感染造模用菌，瓊脂稀釋法測定其對頭孢他啶的MIC值。    1.2  實驗動物及肺炎模型制備    新西蘭白兔共42只，雌、雄各半，由大連醫(yī)科大學(xué)動物中心提供。銅綠假單胞菌ATCC27853復(fù)蘇并培養(yǎng)增菌制備濃度為1.5

13、×108cfu/ml的菌懸液。將兔固定在實驗臺上，麻醉后，環(huán)甲膜切開，插入頂端帶氣囊的支氣管插管至右主支氣管，注入上述細(xì)菌懸液1ml，保持垂直體位5min。    1.3  實驗用藥及動物的分組給藥    1.4  血和肺泡灌洗液(BALF)標(biāo)本的獲得及處理    用藥24h后開始采集標(biāo)本，采血時間點(diǎn)在間斷給藥組分別設(shè)于頭孢他啶注射后5、15min及0.5、1、2、4、8、12h，連續(xù)給藥組則在給藥間期的第0.5、1、2、4、6、12、18、24h，每次取血約1ml。

14、0;   肺泡灌洗參照張慧峰所用方法，將動物麻醉后，切開環(huán)甲膜，插入頂端帶氣囊的支氣管插管內(nèi)導(dǎo)管至右主支氣管，將氣囊注滿氣，使左右肺分隔，通氣數(shù)分鐘后將導(dǎo)管尾部與注射器相連，注入37滅菌生理鹽水5ml進(jìn)行肺灌洗，把兔頭稍放低， 自然 引流至無液體流出，將引流液注入無菌管中混勻。灌洗完畢，輔助呼吸約1min，拔出灌洗導(dǎo)管3。BALF標(biāo)本采集時間分別為用藥后0.5、1、2、4、12h。血和BALF標(biāo)本以3000r/min的速度離心，取上清，貯存于-80冰箱內(nèi)。    1.5  用藥后癥狀體征的比較、病理檢查  

15、0; 療程中監(jiān)測并記錄兔的體溫變化，鼻腔分泌物，精神狀態(tài)等癥狀體征，療程結(jié)束后處死兔，取新鮮右下肺組織后立即置于10%甲醛溶液中，經(jīng)脫水、置換、固定、包埋、切片、HE染色后，顯微鏡下觀察。    1.6  標(biāo)本中藥物濃度和尿素的測定    采用高效液相色譜法測定頭孢他啶的血中及BALF中的藥物濃度，高效液相色譜儀由Waters公司生產(chǎn)，色譜柱Novapak C18(3.9mm×150mm，4m)。流動相為甲醇乙酸氨(1585)，流速0.8ml/min。檢測波長263nm。血及BALF中頭孢他啶絕對回收率分別為92%

16、和99%。血及BALF中的尿素濃度由全自動生化分析儀測定。    1.7  肺組織內(nèi)藥物濃度的計算    肺組織細(xì)胞外的藥物濃度可用肺泡間質(zhì)液(ELF)內(nèi)的藥物濃度代表。ELF中的藥物濃度按下式測定：    CAZELF=CAZBAL×UREABAL/UREASER    其中：CAZBAL是在BAL液中所測得的藥物濃度，UREABAL是在BALF中所測得的尿素濃度，UREASER是在血清中的尿素濃度2，4。    1.8&#

17、160; 藥物時間曲線的繪制，藥效學(xué)參數(shù)和藥物組織滲透性的獲得和比較    應(yīng)用Graphpad Prism 4 Demo 軟件 繪制各實驗組血及肺組織內(nèi)頭孢他啶的藥物濃度時間曲線，計算各間斷給藥組的血藥峰濃度cmax，各連續(xù)給藥組頭孢他啶的平均穩(wěn)態(tài)血藥濃度css，各實驗組的T>MIC、藥時曲線下面積AUC、抑菌指數(shù)IQ(連續(xù)給藥時為css/MIC，間斷給藥時為cmax/MIC)等藥效學(xué)參數(shù)。計算各組的頭孢他啶肺組織滲透性：AUC肺組織/AUC血液4。    1.9  統(tǒng)計 學(xué)處理   

18、利用SPSS統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。所有計量資料均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示，同劑量的不同給藥方式組別之間的藥效學(xué)參數(shù)和滲透性的比較及溫度變化的比較應(yīng)用成組設(shè)計的兩樣本均數(shù)的T檢驗(Independent Sample T Test)，兩種不同給藥方式之間的總體比較應(yīng)用多因素方差分析(General Linear Model)。P<0.05時有統(tǒng)計學(xué)意義。     2  結(jié)果     2.1  MIC結(jié)果    瓊脂稀釋法測得頭孢他啶對銅綠假單胞菌標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控菌的

19、MIC值為0.5mol/L。    2.2  療效觀察    新西蘭兔感染造模后出現(xiàn)發(fā)熱，鼻腔分泌粘液，精神差，毛色晦暗等表現(xiàn)，實驗組兩種給藥方式治療后精神狀態(tài)改善，鼻腔分泌物減少，毛色恢復(fù)情況無明顯差異。間斷給藥低劑量亞組兔體溫降為正常的時間較其余治療組長，其余五個治療組體溫隨治療下降時間無明顯差異(表1)。    2.4  藥效學(xué)結(jié)果    2.5  肺組織滲透性    繪制各實驗組頭孢他啶在肺組織內(nèi)的藥物濃度時

20、間曲線。采取連續(xù)給藥方式時，頭孢他啶在肺組織內(nèi)的濃度相對穩(wěn)定(包括低劑量亞組在內(nèi))，平均藥物濃度在整個給藥間期維持于4MIC值之上；采取間斷給藥方式時，頭孢他啶在12h達(dá)峰濃度，之后緩慢下降；低劑量亞組和中劑量亞組平均藥物濃度在46h下降至4MIC值以下。藥物在各實驗兔肺組織內(nèi)代謝過程的個體差異較大(圖3)。肺組織滲透率用頭孢他啶在肺組織和血中的藥時曲線下面積之比(AUCELF/AUCSER)表示。連續(xù)給藥組為(78.09±14.83)%，間斷給藥組為(89.30±28.58)%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(表3)。     3  討論

21、60;   近十年來，隨著抗生素在 臨床 抗感染治療中的廣泛 應(yīng)用 ，對抗生素最佳給藥方式的研究得到了長足的 發(fā)展 ，藥效學(xué)參數(shù)已經(jīng)成為指導(dǎo)各種抗生素給藥方式選擇表2        頭孢他啶給藥后各組的藥效學(xué)參數(shù)的依據(jù)。不同種類抗生素的最佳給藥方式也不同，例如：氨基糖苷類抗生素是濃度依賴型抗生素，增加藥物的峰濃度與MIC的比值能夠相應(yīng)提高殺菌療效；內(nèi)酰胺類抗生素則為時間依賴性抗生素，其殺菌活性與血藥峰濃度無正相關(guān)，而是與給藥間期血藥濃度超出致病菌的MIC的時間密切相關(guān)，時間越長，抗菌活性越強(qiáng)，但當(dāng)其濃度超

22、出MIC一定程度后，再增加血藥濃度并不能增強(qiáng)抗菌活性5。因此，T>MIC值目前已經(jīng)被公認(rèn)為是決定該類抗生素殺菌療效的最重要的藥效學(xué)參數(shù)69。內(nèi)酰胺類抗生素對革蘭陰性細(xì)菌抗生素后效應(yīng)很短或可以忽略不計10，因此，這類抗生素治療革蘭陰性細(xì)菌感染時的給藥策略是盡量延長T>MIC6。要達(dá)到這一目的，可持采取延長給藥時間，即持續(xù)靜脈滴注的給藥方式。    實驗研究表明頭孢他啶14倍MIC值的血藥濃度才能具備殺菌效果，45倍MIC的血藥濃度能使殺菌效果達(dá)到最大1113，但這些結(jié)論都很難在銅綠假單胞菌中得到。銅綠假單胞菌是假單胞菌屬最重要的一種條件致病菌，是免疫缺陷

23、患者院內(nèi)感染的常見菌，由于該細(xì)菌表面有一層生物被膜，不易被吞噬細(xì)胞吞噬，也不易被抗生素滲透及殺滅，且銅綠假單胞菌天然有染色體介導(dǎo)的多重耐藥特性，在使用抗菌藥后易發(fā)生獲得性耐藥，是難治性下呼吸道感染常見致病菌14。頭孢他啶是治療這種細(xì)菌感染的有效抗生素之一15。治療包括銅綠假單胞菌在內(nèi)的腸桿菌科細(xì)菌感染，頭孢他啶濃度僅僅是略高于或波動于MIC值是不夠的，藥物濃度維持于4倍MIC值以上的時間超過給藥間期的60%才有意義13。    本實驗的療效觀察和病理結(jié)果表明，兩種給藥方式之間，劑量相同時，連續(xù)組優(yōu)于間斷組；在間斷給藥組內(nèi)，隨著劑量的增加，治療效果也明顯改善；在連續(xù)

24、給藥組內(nèi)，中劑量和高劑量亞組的療效優(yōu)于低劑量亞組，而高、中兩個劑量亞組之間則無明顯的差異。銅綠假單胞菌標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控菌ATCC27853的MIC值為0.5g/ml。實驗中采取連續(xù)給藥方式的各劑量亞組的css均達(dá)到并維持于MIC值之上，包括低劑量亞組在內(nèi)均能達(dá)到4倍MIC值(2g/ml)以上，T>MIC和T>4MIC值均達(dá)100%。采取間斷給藥方式的各劑量亞組的cmax均較高，峰值后藥物濃度很快下降到MIC值以下，T>MIC和T>4MIC百分比值明顯小于連續(xù)給藥方式，具有統(tǒng)計學(xué)差異；劑量相同時，兩種給藥方式的藥時曲線下面積AUC無明顯差異。間斷給藥方式組的IQ明顯高于連續(xù)給藥方

25、式組，采取同種給藥方式時，劑量越高，IQ越大。綜上所述，兩種給藥方式之間的差別在于連續(xù)給藥時的T>MIC和T>4MIC值高于間斷給藥，而抑菌指數(shù)則為間斷大于連續(xù)?？梢哉J(rèn)為，頭孢他啶治療兔銅綠假單胞菌性肺炎時，連續(xù)給藥方式的T>MIC值更大，療效更顯著；間斷給藥方式的抑菌指數(shù)較連續(xù)給藥方式更高但是療效較差，因此頭孢他啶的療效不能單純用抑菌指數(shù)來衡量；連續(xù)給表3   頭孢他啶給藥后各組的肺組織藥物滲透率藥方式各劑量亞組之間的差異可以用抑菌指數(shù)來解釋，分析三個劑量亞組的抑菌指數(shù)大小，結(jié)合內(nèi)酰胺類抗生素的殺菌活性特點(diǎn)及連續(xù)組三個劑量亞組之間療效的差別，我們認(rèn)為，對

26、于銅綠假單胞菌來說，當(dāng)頭孢他啶的穩(wěn)態(tài)血藥濃度低于一定水平時，抑菌指數(shù)越大，療效越好，當(dāng)達(dá)到這個水平(47倍的MIC值之間)后，進(jìn)一步增大濃度的并不能繼續(xù)提高療效；藥效學(xué)研究結(jié)果表明，采用間斷靜脈注射給藥時，隨著劑量的增加，T>MIC值和T>4MIC百分比值也隨之增大，這也就是間斷給藥方式三個劑量亞組之間的療效存在差異的原因，雖然中劑量亞組和高劑量亞組T>MIC值能夠達(dá)到或高于50%60%，但三組的T>4MIC值都未達(dá)到50%60%，鑒于銅綠假單胞菌的特殊性，頭孢他啶的這個藥物濃度水平并不能達(dá)到最佳療效。    抗生素必須在感染位點(diǎn)達(dá)到一定濃

27、度才能發(fā)揮功效，所以組織內(nèi)的藥物濃度至關(guān)重要，在本實驗中，采取連續(xù)靜脈滴注的給藥方式時頭孢他啶向肺組織內(nèi)的滲透率為(78.09±14.83)%，間斷給藥方式時為(89.30±28.58)%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義；但是連續(xù)給藥時，組織內(nèi)藥物濃度在感染位點(diǎn)達(dá)到并維持于穩(wěn)態(tài)濃度，而間斷給藥則得到較高的峰濃度和較低的谷濃度，根據(jù)T>MIC影響殺菌效果這一結(jié)論，結(jié)果提示連續(xù)給藥方式較間斷給藥方式占明顯優(yōu)勢。對于連續(xù)靜脈滴注給藥方式來說，三個劑量組時ELF內(nèi)平均穩(wěn)態(tài)藥物濃度達(dá)到了4MIC水平，但是，實驗數(shù)據(jù)表明肺組織內(nèi)藥物濃度的個體差異性和時間變異性很大，低劑量亞組的各時間點(diǎn)、各實驗

28、兔在整個給藥間期均存在藥物濃度低于4MIC的情況，這也可以解釋連續(xù)給藥時低劑量亞組與高、中劑量亞組之間的差異性。但是抗生素在感染位點(diǎn)的藥物濃度，是否與同血中藥物濃度一樣和T>MIC值密切相關(guān)，且組織內(nèi)藥物濃度達(dá)到何水平才能發(fā)揮最大殺菌活性，目前國內(nèi)外尚未見報道，有待于進(jìn)一步研究。    4  結(jié)論     本研究證明了頭孢他啶治療兔銅綠假單胞菌感染性肺炎時，根據(jù)內(nèi)酰胺類抗生素的殺菌活性特點(diǎn)和藥效學(xué)依據(jù)，在日劑量相同的情況下，連續(xù)靜脈滴注的給藥方式比間斷靜脈注射給藥獲得更為理想的血藥濃度和ELF內(nèi)藥物濃度，殺菌效果更好，

29、能夠獲得更好的療效?！?參考 文獻(xiàn) 】   1 Cousson J, Floch T, VernetGarnier V, et al. Pharmacodynamic interest of ceftazidime continuous infusion vs intermittent bolus administration in patients with severe nosocomial pneumonia J. Pathol Biol,2005,53(89):546550.2 BergogneBerezin E. New concepts in the pulmonary

30、disposition of antibiotics J. Pulm Pharmacol,1995,8(23):6581.3 張慧峰，李秋營，姚汝琳，等.大容量肺灌洗治療矽肺的實驗研究M. 衛(wèi)生研究，1997，26(2)：7779.4 Boselli E, Allaouchiche B. Pulmonary diffusion of antibiotics J. Crit Anal Liter,2001,20:(7):612630.5 Craig W A, Ebert S C. Continuous infusion of lactam antibiotics J. Antimicrob Ag

31、ents Chemother,1992,36(12):25772583.6 Nicolau D P, Quintiliani R. Choosing among the new cephalosporin antibiotics: a pharmacodynamic approach J. Pharmaco Economics,1994,5(2):3439.7 Nightingale C H, Quintiliani R, Nicolau D P, et al. Intelligent dosing of antimicrobials J. Curr Clin Top Infect Dis,1994,14:252265.8 Onyeji C O, Nicolau D P, Nightingale C H, et al. Optimal duration of time above the minimum inhibitory