抗菌药物耐药突变选择窗的研究进展

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2022抗菌药物PKPD理论临床应用专家共识解读-PKPD指南解读精选全文

疗效及抗菌活性的持续时间。药物对组织的穿透力与药物的脂溶性、相对分子质量、分子结构和血清蛋白结合率等有关。与分布有关的PK 参数有表观分布容积(Vd)和蛋白结合率(PB)。 Vd反映了药物分布的广泛程度或与组织中大分子的结合程度。
2022抗菌药物PK/PD理论临床应用专家共识解读-PK/PD指南解读
康唑、伏立康唑、咪康唑及酮康唑等。
2022抗菌药物PK/PD理论临床应用专家共识解读-PK/PD指南解读
一、PK/PD理论相关概念
▲药代动力学——排泄
药物主要通过肾脏或经肝脏代谢后以原形或代谢物经尿液或肠道排出体外。大多数抗菌药物，部分抗菌药物通过肝肾双通道排泄。肾脏疾病时因肾小球滤过或肾小管功能受损，影响抗菌药物的消除。同样，肝脏疾病也可减弱对药物的代谢或排泄。与代谢和排泄有关的参数主要有消除半衰期(T1/2β)和清除率。
二、抗菌药物主要药效学指标
▲药效学（PD）参数
12．剂量依赖性敏感(susceptible－dose dependent, SDD)：在药敏试验中，当菌株的药敏试验结果位于SDD区间时，意味着该菌株的抗菌药物治疗成功率取决于药物应用的剂量。对体外药敏试验结果为SDD的菌株如要达到临床疗效，有必要使用一个相对高于折点规定的参考药物的剂量(可通过使用增加剂量或高频率给药等方式实现)。当药物有多个批准的使用剂量时，建议对SDD的菌株治疗采用最大允许剂量，以保证达到最高的达标概率，同时需要参照说明书和器官功能进行剂量调整。
2022抗菌药物PK/PD理论临床应用专家共识解读-PK/PD指南解读
二、抗菌药物主要药效学指标
▲药效学（PD）参数
5．耐药突变选择窗(mutant selection window， MSW)：是指细菌MPC与MIC之间的浓度范围，在此范围内，耐药突变菌株更易被选择性富集。常以选择指数(SI)表示，SI＝MPC/MIC，SI越大表示MSW越宽，越易选择出耐药突变株。当治疗药物浓度高于MPC时，在保证疗效的同时也能防止耐药突变；药物浓度如果在突变选择窗内，即使抑制了敏感菌生长，临床治疗可能成功，但也可能导致耐药突变。

新型抗菌药物的发现与研究进展

新型抗菌药物的发现与研究进展随着抗菌药物的广泛应用，抗药性细菌的出现愈发令人忧虑。

因此，寻找新型的抗菌药物成为了当今医学界的一个重要研究方向。

本文将对近年来新型抗菌药物的发现与研究进展进行综述，希望能够为相关领域的研究者提供一定的参考和借鉴。

1. 发现新型抗菌药物的策略发现新型抗菌药物是一项复杂的工作，需要充分利用现代科技手段和研究方法。

以下是一些常见的策略：1.1 天然产物筛选：天然产物一直是抗菌药物研究的重要来源。

许多微生物、植物及动物体内都存在着具有抗菌活性的化合物，通过对这些天然产物进行筛选和提取，可以发现具有良好抗菌活性的化合物。

1.2 模拟分子设计：利用计算机辅助药物设计技术，可以通过模拟和计算来寻找具有抗菌活性的化合物。

这种方法可以大大缩短研发时间，提高研发效率。

1.3 抗菌靶点的发现：了解细菌生长和繁殖的机制，寻找到特定的靶点，可以有针对性地设计新型抗菌药物。

对细菌的代谢途径、膜通透性等进行深入研究，可以揭示新型抗菌药物的作用机制。

2. 新型抗菌药物的研究进展2.1 细菌抗药性的挑战近年来，细菌抗药性的问题越来越严重，许多传统抗菌药物已经失去了对抗细菌感染的效果。

这使得研究人员不得不寻求新的解决方案。

在这一方面，一些新型的抗菌药物表现出了巨大的潜力。

2.2 天然产物的应用天然产物一直是抗菌药物研究的热点领域。

一些目前正在研发的新型抗菌药物正是来自于天然产物的提取和改良。

例如，新型的青霉素类抗菌药物在结构上进行了改良，提高了其抗菌活性和稳定性。

2.3 抗菌肽的研究抗菌肽是一类天然存在于生物体内的具有抗菌活性的肽链，具有广谱的抗菌活性和低毒性。

研究人员通过对抗菌肽的结构优化和改良，使其在临床应用中更加稳定和有效。

2.4 抗菌药物的新型靶点近年来，研究人员通过对细菌生长和代谢途径的深入研究，发现了许多潜在的抗菌药物靶点。

例如，对细菌的细胞壁组装和DNA复制过程的抑制成为了新型抗菌药物的研究重点。

耐药突变选择窗与细菌耐药的动物体内研究

ＰＬＡｎｒｌＨｏｐｉｌＧｅｅａｓｔ。Ｂｅｊｎ０８３，Ｃｎａｉｉｇ１０５ｈｉａ
［ｂｔａｔＯｂｅｔｅＴｔｄｈｏｒｌｉｎｏｔｎｅｃｉｎｗｉｄｗ（Ｗ）ｗｔｅｃｉｎｏｒｇｒ— Ａｓｒｃ］ｊｉｏｓｕｙｔｅｃｒｅｔｆｅｖａｏｍｕａｔｌｔｎｏＭＳｓｅｏｉｓｌｔｆｕ —ｅｈｅｏｄ ——
ｓｓａｕｔｓｉｖｏ．ＭｅｈｏｉｔｎｔｍａｎｔｎｖｉｔｄｓＴｉｓａｅｉｅｔｏｎｍｏｌｗｉｈＳｔｓｕｅｃｇｎｆｃｉｄｅｔａｐｈ３ｌｃｔ’ ａｕｒｓ，Ｏ’“ ｏ【ｅｕｗａｓａｉｈｅｎｒ — ｓｅｔｂｌｓｅｅｔｏｎｏｗｉｈｓｌｃｉｎｏｒｇｒｅａｉｎｏｔｎｔｓｌｃｉｎｗｉｄｗｔｅｅｔｏｆｄｕ
ｒｓｓａｔｍｕａｓｉａｉｓｅｉｔｎｔｎｔｎｒｂｂｔ
ｂｉｓｔ，ａｎｈｅｉｆｃｅｍａｌｅｅｔｅｔｄｏａｌｉｈｖｒｏｕｓｓｏｆｌｖｏｌａｃｎＣｈｎｇｅｎｅｏｆｏｘｃｎｃｎｃｎｄｔｎｅｔｄａｎｉｓｗｒｒａｅｒｌｙｗｔａｉｓｄｏｅｅｆｏｘｉ．ａｓｉｌｖｌａｉｏｅｔａｉｎｄｌｖｌａｉｕｓｅｉｌｔｆａｔｒａｗｅｅｍｏｎｉｏｒｄｔｈｉｅｏｆｎｅｔｏｎＲｅｕｌｓｒｔｏｎａｅｏｆｏｘｃｎｓｃｐｔｂｉｉｙｏｂｃｅｉｒｔｅａｔｅｓｔｉｆｃｉ．ｓｔＴｈｅｓｅｔｏｅｌｃｉｎｏｆ

抗菌药物使用对耐药菌富增影响的研究进展

ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｏｓａｇｅｒｅｇｉｍｅｎ，ａｎｄｂｅｃｏｍｅａｎｅｗｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇａｓｐｅｃｔｏｆｖｅｔｅｒｉｎａｒｙｍｅｄｉｃｉｎｅ．
ＨａｉｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉｋｏｕ５７０２２８，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅ￣ｎｇ，ＷｕｈａｎＴｅｘｔｉｌｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇｍｏｒｅｒａｔｉｏｎａｌｄｏｓａｇｅｒｅｇｉｍｅｎａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｔｈｅｆａｓｔｇｒｏｗｔｈｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｓ；ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ；ｍｕｔａｔｉｏｎｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；ｍｕｔａｔｉｏｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｗｉｎｄｏｗｓ
菌耐药性选择性富增的影响的研究进展，认为防突变浓度和突变选择窗可能成为制定合理给药方

突变选择窗理论及其应用

的理论［大部分学者所关注。７Ｊ被ＭＰＣ和ＭＳ比较：１ＭＰＷ（）Ｃ仅是一个活度的测定，而ＭＳ是这些耐药突变亚群选择性富集扩增Ｗ
耐药突变选择窗（ｔｎｓｌｔｎｗｎｏ，Ｗ）ｍｕａｔｅｅｉｉｄｗＭＳ￣ｃｏ
认为Ｍｃ与ＭＩＰｃ有很大关系
，
同时该理论也并不
是仅适用于杀菌药
。
（）ｃ的测定可应用于非突４ＭＰ
限细耐性生的Ｃ而敏性低耐亚理Ｉ从全变药制耐菌如Ｂ酰类酶制制菌的药的Ｍ感量药产群论，新耐机的药，用一胺加抑剂内该冀的可定ｐ酰酶株相Ｍ值理与篓测产一胺菌对Ｐ。内ｃ
的低剂量抗菌药导致了细菌耐药性和耐药率的上
升，即人类的不合理用药导致细菌生长环境选择性压力剧增，从而迫使细菌不得不通过各种途径避免抗生素的伤害，以适应周围环境。年来提出的细菌近
药机制。国内黄瀚等也作了一些探讨同，目前Ｚａ但ｈｏ
２Ｍｓ理论的适用范围ｗ
图１细菌耐药产生过程３Ｍｓ理论的局限性ｗ
ｚａｈ。认为ＭＳ理论缺陷在于：１由耐药表型Ｗ（）
该理论一经提出，人们便用各种体外体内的试
诱导或者是由固有耐药性导致的耐药不需要耐药突
下界是产生选择性压力的最低药物浓度，通常是很有可能适用于多种类型的耐药

几种抗菌药物对嗜水气单胞菌突变选择窗(MSW)范围的研究

几种抗菌药物对嗜水气单胞菌突变选择窗(MSW)范围的研究俞观泉;卢彤岩;杨雨辉【摘要】为了测定盐酸恩诺沙星、氟苯尼考和卡那霉素对5株临床分离的嗜水气单胞菌的MSW范围,本研究采用试管双倍稀释法测MIC,平板稀释法测MIC99,以超过1010 CFU接种于药物平板上的方法测MPC,确定了3种抗菌药物对5株临床分离的嗜水气单胞菌的突变选择窗范围.结果表明,卡那霉素和盐酸恩诺沙星对5株嗜水气单胞菌的MIC99相差不大,但MPC之间的差异较大:卡那霉素对4号菌株的MPC明显大于其他几种菌株,恩诺沙星对2号菌株的MPC明显小于其他菌株；氟苯尼考对2号菌株MIC99明显大于其他4种菌株,而MPC值均大于128μg/mL.因此认为,目前恩诺沙星和氟苯尼考治疗嗜水气单胞菌的给药方案虽可发挥一定的治疗效果,但容易导致嗜水气单胞菌耐药性的产生.【期刊名称】《中国兽医杂志》【年(卷),期】2012(048)012【总页数】3页(P73-75)【关键词】嗜水气单胞菌;突变选择窗;恩诺沙星;氟苯尼考;卡那霉素【作者】俞观泉;卢彤岩;杨雨辉【作者单位】海南大学农学院,海南海口570228;中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,黑龙江哈尔滨150070;中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,黑龙江哈尔滨150070;海南大学农学院,海南海口570228【正文语种】中文【中图分类】S852.61传统药效理论认为，当抗菌药物浓度低于MIC时，容易被筛选出耐药菌株，从而导致细菌耐药。

因此在以往的给药方案设计中，给药间隔的设计主要是根据MIC来确定［1］。

但最近提出的突变选择窗（Mutation Selection Windows，MSW）概念改变了传统上的这一理论，突变选择窗理论认为病原菌与药物接触过程中，有一个高于MIC的浓度范围可以杀死或抑制敏感细菌，但是在感染细菌群体中少数自发突变耐药的细菌则可能存活下来，并得以繁殖。

一般将这个浓度范围称为MSW［1－4］。

阿米卡星与三种抗菌药物单独及联合应用对奶牛乳房链球菌耐药突变选择窗的影响

本实验通过对我国部分地区规模化奶牛养殖场乳房链球菌毒力基因和耐药现状的分析,为研制以其链球菌毒力基因为抗原的新型疫苗提供理论依据,并且通过探讨体外临床上相对敏感的抗菌药物联用对其耐药突变选择窗的影响,为缓解其耐药现状、减少乳房链球菌耐药突变菌株的产生提供了实验数据,对防治、指导临床合理用药以及新药研发具有较大的积极指导意义。
Байду номын сангаас
本实验收集2016-2017年我国部分地区规模化奶牛养殖场乳样63 份,经分离培养、应用链球菌超氧化物歧化酶(sodA基因)进行 PCR扩增以获得乳房链球菌35株,总体分离率达到55.56%。对临床分离菌株的7种常见毒力基因进行PCR检测,结果显示,scpB基因检出率最高为68.57%,其次为cfb(57.14%)、cyl(48.57%)、 glnA(31.43%)、hylB(22.86%)、lmb(8.57%),bac基因未检测到。
采用Kirby-Bauer(K-B)药敏纸片扩散法检测35株乳房链球菌对 30种抗菌药物的敏感性和耐药性,并且检测10种常见耐药基因的携带情况。结果显示,临床分离菌株对磺胺甲恶唑表现为高度耐药,耐药率高达85.72%;而对土霉素、多西环素、四环素表现相对敏感,耐药率为31.43%、22.86%和20%。
结果表明:单用时,AK、EFT、E、MBF的MIC单范围分别为8-64、 0.5-8、0.125-16、1-16μ g/mL;联用后,AK与EFT、E、MBF的FIC 指数分别为0.625-1、0.3125-0.75、0.3125-0.75,说明AK分别与其他三种药物联用后,对乳房链球菌病均具有协同或相加作用。药物单独应用时,AK、EFT、E、MBF的MPC联分为128-512、64512、16-256、64-512μ g/mL;AK与EFT、E、MBF联合应用后,SI 分别缩小了1-2、1-2、2-4倍,说明AK分别与其他三种药物联用后均可以缩小MSW,且AK与MBF联用后作用较为明显。

细菌耐药突变选择窗与合理用药

Ｆｉｒｓｏｖ等０１通过体外ＰＫ／ＰＤ模型首先证明了ＭＳＷ的存在，将金黄色葡萄球菌暴露于波动的氟喹诺酮药物，分别使药物浓度小于ＭＩＣ、位于ＭＳＷ内和大于ＭＰＣ，通过测定ＭＩＣ来评价细菌耐药突变体富集的情况。结果表明，只有当药物浓度太部分时间处于ＭＳＷ内时，耐药突变体被选择性富集
万方数据
·２９４·
中华老年多器官疾两杂志２００７年１０月第０卷第５期ＣｈｉｎＪＭｎｈＣｈ－ｇａｎＤｉｓＥｌｄｅｒｌｙＯｃｔ２００７Ｖｏｌ６Ｎｏ５
·２９３·
·专题笔谈·
细菌耐药突变选择窗与合理用药
崔俊昌陈良安
耐药突变选择窗（ｍｕｔａｎｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎｗｉｎｄｏｗ，ＭＳＷ）理论是近年来提出的一个遏制抗菌药物耐药的新策略，它从一个全新的角度来看待耐药性的产生，为预防耐药研究提供了新思路。同时ＭＳＷ理论也对传统的抗感染药物开发策略提出了重要的修正，并为如何更好地通过联合用药来抑制耐药性的产生提供了新的理论依据与指导，已受到国内外学者的高度关注与重视。
ｅｒ，２００３，４７：１６０４－１６１３．
［６］ＣｕｉＪ，ＬｉｕＹ．ＷａｎｇＲ，ｅｔａ１．Ｔｈｍｕｔａｎｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎｗｉｎ—
ｄｏｗｉｎｒａｂｂｉｔｓｉｎｆｅｃｔｅｄｗｉｔｈＳ￡Ⅱ户＾ｙＺｏｃｏｆⅢａｕｒｅｕｓ．Ｊ
ＩｎｆｅｃｔＤｉｓ，２０外，ＭＳＷ理论也对抗感染药物开发具有重要的指导作用。从耐药突变体选择角度看，ＭＩＣ最低的抗菌药物未必是最好的药物。新开发的最理想抗菌药物应该是ＭＰＣ低、ＭＳＷ窄，能安全地使血清药物浓度超过ＭＰＣ，并能保持一定时间。
参考文献
［１］ＢａｑｕｅｒｏＦ．Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｑｕｉｎｏｌｏｎｅｓｉｎｇｒａｍ－ｎｅｇａｔｉｖｅｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ．ＥｕｒＵｒｏｌ，１９９０，１７（Ｓｕｐｐｌ１）：３－１２．

细菌耐药突变选择窗

体外研究表明，目前大多数抗菌药物的药物浓度正好位于MSW内，这很好地解释了目前广泛而严重的抗菌药物耐药问题。
MSW理论的验证
MSW是通过琼脂平板的静态的药物浓度测定所得到的一个抗菌药物浓度范围。
由于体内药物浓度是处于一个动态变化的过程，体外测定的MSW可能并不能完全反映体内的情况。
MSW理论的人体内验证
结核患者需长期应用利福平治疗 20%结核患者前鼻腔有金黄色葡萄球菌定植利福平对金黄色葡萄球菌MIC非常低，而MPC非常高结核患者在整个抗结核治疗期间，前鼻腔的利福平药物浓度均位
药物浓度高于MIC时并不能防止耐药的发生。药物浓度超过MPC时，细菌必须同时发生两次耐药突变才能生
长。而细菌同时发生两次突变情况是很少的（10-14），且人体感染部位细菌的数量不可能达到1014。这样将很难有耐药突变体被选择出来。 MPC是一个治疗中严格限制耐药突变体选择的抗菌药物浓度阈值。
目前的抗菌药物治疗策略
使药物浓度高于MIC，用抗菌药物来对付在数量上占绝对优势的药物敏感菌而把少量的耐药突变体完全交给病人的免疫系统来清除。
目前治疗策略存在的问题
对于免疫抑制的患者，细菌只要发生一步耐药突变，就可能成为优势生长菌群而富集扩增，从而导致耐药。
✓ 单次自发突变频率：10-7 (10-6～10-8) ✓ 人体感染部位细菌数量：可达到1010cfu ✓ 结果：许多耐药突变体出现
耐药突变体的选择性富集
2 in 1 billion 200 in 1 million
20 in 200 million
MIC
免疫系统抑制
野生敏感菌耐药突变体
免疫系统正常
感染清除
扩散
爆发

抗菌药物耐药性的研究进展及应对策略

抗菌药物耐药性的研究进展及应对策略研究方案：抗菌药物耐药性的研究进展及应对策略1. 研究背景与目的抗菌药物耐药性是当前全球面临的重大公共卫生问题，对于抗菌药物的有效应用和临床治疗产生了巨大挑战。

本研究旨在系统梳理抗菌药物耐药性的研究进展，探讨应对策略，并在已有研究成果的基础上提出新的观点和方法，为解决实际问题提供有价值的参考。

2. 研究方法2.1 文献综述：通过查阅相关的学术期刊、专业数据库和相关机构发布的报告，全面收集与抗菌药物耐药性相关的研究成果和文献，梳理目前的研究进展和热点问题。

2.2 数据采集：针对其定量研究（如耐药基因变异等），设计合理的数据采集方案，收集抗菌药物耐药性相关数据，包括临床患者的样本数据、细菌的菌株数据和药物敏感性数据等。

2.3 数据整理与分析：a) 对文献综述中收集的研究成果进行整理和分类，对存在的研究缺口和不足进行分析，并总结归纳现阶段的研究进展和结果。

b) 对采集到的数据进行统计分析，包括描述性统计和推断性统计等，探究抗菌药物耐药性的流行特征、变异规律以及相关影响因素等。

c) 运用相关模型和算法（如机器学习算法），进行预测和建模，提高对抗菌药物耐药性的理解和预测能力。

3. 实验设计3.1 耐药性机制研究：针对常见临床细菌，设计和实施耐药基因变异的实验，通过基因测序和分析，探究耐药性的形成机制和变异规律。

3.2 药物敏感性检测：收集一定数量的临床患者标本，对常见细菌进行药物敏感性检测，探究耐药性的流行特征和变异情况，为抗菌药物的合理应用提供依据。

3.3 医院感染控制策略研究：选取多个医院，对不同感染控制策略的实施效果进行评价和比较分析，探究对抗菌药物耐药性的干预策略。

4. 数据采集与分析4.1 文献综述的数据采集：通过建立数据库，整理和存储文献综述收集到的研究成果，建立若干维度的数据表格，方便后续分析和总结。

4.2 实验数据采集：建立合理的数据采集流程，确保数据的完整性和准确性。

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图 1 在含不同浓度氟喹诺酮药物琼脂平板上的菌落恢复生长曲线
收集 M WS 内生长的菌株进行靶位基因序列分析显示 : 靶位基因氨基酸的改变与药物浓度有关。菌落恢复生长过程中 , 氟喹诺酮类药物处于较低浓度时富集的细菌是非 gy rA 基因突变菌 [ 7 8] , 在适度药物浓度下是由Байду номын сангаас个不同的 g yr A 基因突变引起。随着药物浓度的增加 , 细菌选择压力增加 , 有更多的保护性 gy rA 基因突变。当药物浓度足够高时可抑制最不敏感的一步突变菌生长。当药物浓度高于 M P C 时绝大多数的突变菌均不会扩增。细菌产生耐药是一个阶梯式逐步发展的过程。为了检测这个过程 , 曾有实验将野生型流行性嗜血杆菌接种到含环丙沙星的培养基上 , 筛选出 gy rA 基因突变体。将该突变体再接种到含更高环丙沙星浓度的培养基上 , 又产生了 par C 基因突变。在每一次突变体选择过程中 , M IC 和 M P C 值不断增大 , 继而出现了 g yr A par C g yr A 三步耐药突变体 [ 9] 。细菌发生耐药突变并在菌群中得到优势生长 , 是细菌产生耐药的必需条件。实验室标准的 M IC 测定使用 10 5 菌落形成单位 ( CFU ) 细菌 , 而细菌发生自发突变的频率很低 , 仅为
临床荟萃
2010 年 1 月 20 日第 25 卷第 2 期
Clin ical Focu s, January 20, 2010, V ol 25, N o. 2
165
10- 7 ( 10 - 8 ~ 10 - 6 ) , 因此 , M IC 测量时几乎不能发现耐药突变菌。当细菌数量达 1014 时 , 才可能出现同时发生两次耐药突变的菌株。临床感染中某一部位菌量可达 10 10 , 但是不可能达到 10 14 , 而从 10 10 菌群中能发现耐药突变菌。所以 , M P C 的测定就是将 > 10 10 CF U 的菌接种到一系列高于 M IC 浓度的药物平板上 , 无菌落生长的最低药物浓度即为 M PC 值。细菌的接种量可影响耐药突变体的恢复生长 [ 10 11] 。如果接种量太少可能不出现突变体的富集 , 接种量适度 , 最不敏感的非靶位突变体将会被富集 , 少数靶位突变体的生长需要较大的接种量。但接种量过大会导致野生敏感菌生长 , 建议采用每个平板菌的接种量为 109 CFU 。因此有必要增加琼脂平板的数量来减少接种菌的密集度。 3 菌落恢复生长曲线菌落恢复生长曲线一般可见两种类型 , 一种表现为随着药物浓度增加菌落恢复生长出现一个快速下降 , 然后有一个很大的平台期 , 见于氟喹诺酮类药物对分枝杆菌 [ 3, 7] 、红霉素和利福平对金黄色葡萄球菌 [ 2, 12] 引起的耐药。另一种表现为 , 随着药物浓度增加菌落恢复生长出现一个快速下降之后有一个小的拐点而不是明显的平台。这个小拐点推测是由于细菌两个独立的药物作用靶位点对药物有相似的亲和力 ( 例如 DN A 回旋酶和 DN A 拓扑酶对氟喹诺酮类药物 ) 。而此时需要菌体同时发生两次突变才可能生长 [ 13 14] , 其 M IC 值与 M PC 值非常接近 , 所以 , 没有明显的平台期而只有一个拐点。已经丢失了两个药物作用靶位点中一个的突变菌 , 就会造成在菌落恢复生长曲线上出现一个明显的平台期。使细菌有多重作用靶位点 , 且对药物的敏感性相似 , 这就解释了为什么内酰胺类药物对肺炎链球菌的 M IC 和 M PC 值非常接近 [ 15] , 也为联合用药缩小或关闭 M SW 提供了理论依据。有时菌落恢复生长曲线会出现一个很大的平台 ( 即选择窗无限大 ) 而没有第 2 次下降 , 例如利福平作用于大肠埃希菌、利福平对金黄色葡萄球菌 A T CC29213 引起的耐药 [ 16] 。提示不能用足够大的药物浓度来阻断突变菌生长 , 一步突变菌获得了保护。所以 , 利福平虽然对金黄色葡萄球菌有很强的抗菌活性 , 但单药治疗时效果却不好。人们曾设想 M P C 与 M IC 之间是否有某种固定的联系 , 能从 M IC 推断出 M PC 。经过大量的研究诸如 : 氟喹诺酮药物对分枝杆菌 ( r2 = 0. 39) 、金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌[ 17] 及环丙沙星对临床分离大肠埃希菌 [ 18] 的研究中显示 , M PC 与 M IC 相关性极低 , 提示用 M IC 来推断 M PC 是不可靠的。 4 体外动力模型和体内动物实验因为药物浓度在体外培养基上是固定的而在体内的浓度是波动的 , 因此有必要将这两种情况进行比较。通过体外动力模型实验对金黄色葡萄球菌的研究表明 , 当氟喹诺酮药物浓度高于或低于在培养基上所测得的 M SW 时 , 将不会出现耐药突变体的富集 , 而当药物浓度处于 M I C 和 M PC 之间也就是落在 M SW 时 , 将导致耐药突变体选择性扩增 ( 图 2) 。其他众多类似实验也证明了该观点 [ 19 22] 。传统量化抗菌药物活性的的参数是药代动力学 ( pha rmacokinetics, PK ) 和药效动力学 ( pharmacodynamics, PD) , 且根据 P K/ PD 的特性将抗菌药物分为两类 , 即时间依赖性抗菌药物和浓度依赖性药物。浓度依赖性抗菌药物的抗菌作用决定于药物的峰浓度 ( Cmax ) , 峰浓度和 M IC 比值越
大 , 抗菌作用越强。时间依赖性抗菌药物抗菌作用主要决定于药物浓度 ( 指游离药物浓度而非总浓度 ) 超过 M IC 的时间 , 超过 M IC 时间越长 , 即 T > M IC 越大 , 抗菌作用越好 , 并不要求有很高的药物浓度。 A U C 24 / M IC 和 T > M IC 用来评价抗菌药物对敏感细菌的累积杀伤力。将这一关系引入到耐药突变亚群 , 用 M P C 来替代 M IC 。因为测定 M IC 通常会忽略突变亚群 , 应用 A U C24 / M P C 和 T > M P C 可能比 AU C 24 / M IC 和 T > M IC 更精确。
图 2 血清或组织液中药物浓度的药代动力学变化
M SW 理论认为 , 当两种不同作用机制的抗菌药物联合应用并同时处于 M IC 之上时 , 而细菌需同时发生两种耐药突变才能生长 , 是因为不同作用机制的抗菌药物联合应用提供了一种关闭 M SW 的途径 ( 即使这些药物有相当高的 M PC) 。 Z inner 等 [ 23] 在体外药动学模型成功证明了利奈唑胺联合多西环素在限制耐利奈唑胺屎肠球菌突变体产生的协同作用。结果显示 , 单独使用利奈唑胺 ( AU C 24 / M IC 70 小时 ) 处理时 , 在 2 M IC 16 M IC 浓度上有耐药菌生长 ; 在利奈唑胺 ( A U C24 / M IC 230 小时 ) 处理时无菌生长。而利奈唑胺 ( A U C24 / M IC 70 小时 ) 和多西环素 ( A U C24 / M IC 230 小时 ) 联合处理可起到同样的保护作用 , 说明利奈唑胺与多西环素在防止肠球菌耐药方面有协同作用。随着 M SW 理论的发展 , 不断有科学家将该理论由体外引入体内。在小鼠体内应用氟喹诺酮类药物作用于结核分枝杆菌 , 验证了 M SW 理论。在小鼠体内分别模拟人体莫西沙星的治疗浓度 ( 0. 25% 莫西沙星 ) 和高于 M PC 浓度 ( 1. 5% 莫西沙星 ) 进行比较。前者第 28 天就筛选出了莫西沙星耐药突变体 , 在 56 天时有 16% ( 3/ 19) 的大鼠被筛选出了突变菌。而高于 M PC 组大鼠无耐药突变菌株产生 [ 24] 。如果药物浓度长期处于选择窗范围内 , 将导致更多突变体的富集。而且经研究发现药物浓度在选择窗内所处的位置对于所选择出的突变体的类型及数量也有影响 : 突变体多集中在选择窗的下半部分而非上半部分。可能是由于当药物浓度接近选择窗顶部时能够更有效的杀死突变体。我国学者崔俊昌等 [ 25 26] 就在兔感染金黄色葡萄球菌模型研究中发现 , 当药物浓度位于 M SW 下部时比药物浓度位于中上部时早 24~ 48 小时出现耐药。但当药物浓度保持在 M SW 的上部时所选出的菌株有更高的耐药性( 4~ 8 倍 ) 。 5 MSW 理论的潜在应用
菌的研究中发现 , 随着琼脂平板中氟喹诺酮类药物浓度的增加 , 平板中恢复生长的菌落数出现 2 次明显下降 ( 图 1) 。第 1 次下降发生在 M IC99 时 , 归因于大量野生型敏感性细菌的生长被抑制或杀灭 ; 之后观察到一个相对稳定的平台期 , 通过 DN A 核酸序列分析 , 发现平台期生长的是选择出的耐药突变菌株 ( 第一步突变菌 ) ; 随着药物浓度进一步增加 , 菌落数出现第 2 次明显下降 , 直到浓度增高至某一限度时琼脂中没有菌落生长 , 提示该浓度能阻断最不敏感的、一步突变菌株的生长 , 该浓度即定义为 M PC 。显然 , 当药物浓度在 M IC 和 M PC 之间时 , 耐药突变菌株才被选择性富集扩增。于是 , M IC 和 M PC 之间的这个浓度范围被定义为 M SW ( 图 1) 。