細(xì)菌耐藥突變選擇窗

1、細(xì)菌耐藥突變選擇窗耐藥：細(xì)菌性感染治療面臨的難題抗菌藥物的廣泛應(yīng)用使細(xì)菌性感染得到很好控制大量抗菌藥物應(yīng)用，特別是不合理應(yīng)用所造成的細(xì)菌耐藥縱觀細(xì)菌耐藥現(xiàn)象，無論社區(qū)還是院內(nèi)感染，既沒有不耐藥的細(xì)菌，也沒有對(duì)細(xì)菌仍然保持完全抗菌活性的藥物尋找克服或緩解細(xì)菌耐藥的方法已經(jīng)成為刻不容緩的艱巨任務(wù)目前減輕細(xì)菌耐藥的策略研究細(xì)菌耐藥機(jī)制，指導(dǎo)開發(fā)新藥1防止抗菌藥物濫用2抗菌藥物替換或輪換使用3抗菌藥物多樣化用藥41990-2004年上海地區(qū)大腸埃希菌對(duì)哌拉西林的耐藥率變遷張嬰元,等.中華醫(yī)學(xué)雜志,2006,86:12-16.%細(xì)菌耐藥增加給我們的啟示2目前的抗菌藥物治療的劑量策略可能存在一定問題1研究

2、具體的耐藥機(jī)制并不能完全解決廣泛的耐藥問題細(xì)菌耐藥產(chǎn)生的兩個(gè)條件2耐藥突變體在菌群中的選擇性富集擴(kuò)增，成為優(yōu)勢(shì)亞群1細(xì)菌發(fā)生耐藥突變，產(chǎn)生耐藥突變體細(xì)菌耐藥的產(chǎn)生過程 耐藥基因的產(chǎn)生 1 . 自發(fā)突變 2 . 水平轉(zhuǎn)移 耐藥突變體在菌群中的選擇性富集 產(chǎn)生抗菌藥物耐藥無法阻斷可以阻斷耐藥突變體產(chǎn)生目前的抗菌藥物治療策略 使藥物濃度高于MIC，用抗菌藥物來對(duì)付在數(shù)量上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的藥物敏感菌而把少量的耐藥突變體完全交給病人的免疫系統(tǒng)來清除 。目前治療策略存在的問題對(duì)于免疫抑制的患者，細(xì)菌只要發(fā)生一步耐藥突變，就可能成為優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)菌群而富集擴(kuò)增，從而導(dǎo)致耐藥。單次自發(fā)突變頻率：10-7 (10-610

3、-8)人體感染部位細(xì)菌數(shù)量：可達(dá)到1010cfu 結(jié)果：許多耐藥突變體出現(xiàn)耐藥突變體的選擇性富集防止細(xì)菌耐藥的新策略野生型一步耐藥突變體 兩步耐藥突變體突變頻率 10-7突變頻率 10-7突變頻率 10-14（感染細(xì)菌數(shù)量： 1010 細(xì)菌無菌落生長(zhǎng)菌落生長(zhǎng)高于野生型菌株MIC的抗菌藥物濃度高于最耐藥、第一步突變體MIC的抗菌藥物濃度孵 育防耐藥變異濃度（MPC）MPC是指抑制菌群中所有一步耐藥突變體生長(zhǎng)所需的最低抗菌藥物濃度。 或指：在一個(gè)菌群中，對(duì)最耐藥的第一步耐藥突變體的MIC。用于評(píng)價(jià)抗菌藥物抗菌效力、反映藥物抑制耐藥突變體生長(zhǎng)的能力。防耐藥變異濃度(MPC)MPC是防止耐藥的一個(gè)抗菌

4、藥物濃度閾值藥物濃度高于MIC時(shí)并不能防止耐藥的發(fā)生。藥物濃度超過MPC時(shí)，細(xì)菌必須同時(shí)發(fā)生兩次耐藥突變才能生長(zhǎng)。而細(xì)菌同時(shí)發(fā)生兩次突變情況是很少的（10-14），且人體感染部位細(xì)菌的數(shù)量不可能達(dá)到1014。這樣將很難有耐藥突變體被選擇出來 。MPC是一個(gè)治療中嚴(yán)格限制耐藥突變體選擇的抗菌藥物濃度閾值。耐藥突變選擇窗（mutant selection window，MSW）MSW理論當(dāng)血清或組織液藥物濃度低于MIC時(shí)，治療無效但也不會(huì)導(dǎo)致耐藥突變體的選擇性富集。藥物濃度高于MPC時(shí)，細(xì)菌要生長(zhǎng)須同時(shí)發(fā)生兩次或兩次以上耐藥突變，因而不僅治療成功而且也很難出現(xiàn)耐藥突變體的選擇性富集。藥物濃度處于M

5、SW內(nèi)時(shí)，即使臨床有很高的治療成功率，但也很容易出現(xiàn)耐藥突變體的選擇性富集。MSW的臨床意義藥物敏感菌株和出現(xiàn)的第一步耐藥突變體的生長(zhǎng)均不被抑制，沒有耐藥突變體的選擇增殖抗生素濃度MPC耐藥突變體被選擇擴(kuò)增，導(dǎo)致耐藥發(fā)生抗生素濃度在MSW內(nèi)藥物濃度在MSW之內(nèi)時(shí)間越長(zhǎng)，越容易選擇出耐藥突變體耐藥突變體選擇的傳統(tǒng)解釋目前以MIC為基礎(chǔ)的臨床治療應(yīng)用臨床有效的最小劑量較少的副作用和耐受性低花費(fèi)傳統(tǒng)抗菌藥物治療的弊端傳統(tǒng)的超過MIC的藥物推薦治療劑量，很可能使藥物濃度落在MSW內(nèi)，從而導(dǎo)致耐藥突變體的選擇性富集。體外研究表明，目前大多數(shù)抗菌藥物的藥物濃度正好位于MSW內(nèi)，這很好地解釋了目前廣泛而嚴(yán)重

6、的抗菌藥物耐藥問題。MSW理論的驗(yàn)證MSW是通過瓊脂平板的靜態(tài)的藥物濃度測(cè)定所得到的一個(gè)抗菌藥物濃度范圍。由于體內(nèi)藥物濃度是處于一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，體外測(cè)定的MSW可能并不能完全反映體內(nèi)的情況。MSW在體內(nèi)是否存在。MSW理論的體外PK/PD模型驗(yàn)證MSW理論的動(dòng)物體內(nèi)驗(yàn)證MSW理論的動(dòng)物體內(nèi)驗(yàn)證Cui J, et al. J Infect Dis, 2006 ,194:1601-1608. MSW理論的人體內(nèi)驗(yàn)證結(jié)核患者需長(zhǎng)期應(yīng)用利福平治療20%結(jié)核患者前鼻腔有金黃色葡萄球菌定植利福平對(duì)金黃色葡萄球菌MIC非常低，而MPC非常高結(jié)核患者在整個(gè)抗結(jié)核治療期間，前鼻腔的利福平藥物濃度均位于MSW

7、內(nèi)58例前鼻腔金葡菌定植的患者利福平治療后耐藥情況Liu Y，Cui J，Wang R，et al. J Antimicrob Chemother ，2005，1172-11755例患者治療前后分離菌株的MIC及同源性非喹諾酮藥物的MPC研究 在非喹諾酮藥物方面，報(bào)道的藥物包括利福平、異煙肼、卷曲霉素、卡那霉素、環(huán)絲氨酸和鏈霉素以及青霉素、頭孢他啶、氯霉素、四環(huán)素、利奈唑酮、紅霉素、萬古霉素、妥布霉素等，這些抗菌藥物的MPC研究結(jié)果也表明，目前所用的大部分抗菌藥物血藥濃度也正好落入MSW內(nèi)，非常容易選擇出耐藥突變體。Zhao X , et al. J Infect Dis, 2002, 185

8、: 561-565. Tao L, et al. J Antimicrob Chemother, 2003,52:61-64.Sindelar G. Antimicrob Agents Chemother, 2000, 44: 3337-3343.非喹諾酮藥物的MPC研究非喹諾酮藥物的MPC研究(S. aureus) Firsov AA. J Antimicrob Chemother, 2006,58:1185-1192. MPC與MIC的相關(guān)性 由于MPC在臨床工作中測(cè)定較困難，學(xué)者們也對(duì)MPC和MIC的相關(guān)性進(jìn)行了探討，希望能夠通過MIC值來推測(cè)MPC，從而更好地指導(dǎo)臨床用藥。喹諾酮類藥物

9、的研究結(jié)果令人失望，MPC和MIC的相關(guān)性較低，并不能通過MIC來預(yù)測(cè)MPC。Drlica K, et al. Antimicrob Agents Chemother, 2006,50: 403-404. 基于MSW理論的治療策略細(xì)菌耐藥突變選擇窗限制耐藥發(fā)生的策略132藥代動(dòng)力學(xué)匹配的藥物聯(lián)合應(yīng)用使藥物濃度高于MPC縮小MPC與MIC的差值限制耐藥發(fā)生的策略藥物對(duì)結(jié)核桿菌MPC與藥動(dòng)學(xué)的關(guān)系抗菌藥物 MPCCmax MPC/Cmax利福平 809.5 8鏈霉素 320 34 9異煙肼 乙胺丁醇 卷曲霉素 卡那霉素 800 21 38環(huán)絲氨酸 70 35 2氟喹諾酮類 環(huán)丙沙星 左氧氟沙星 司

10、帕沙星 莫西沙星 加替沙星 縮小MSW(FQ-S. aureus)藥物聯(lián)合應(yīng)用關(guān)閉MSW（1） 某些藥物保持其濃度在MPC之上是可能的。然而大多數(shù)藥物來說，要獲得血清或組織藥物濃度超過MPC是很困難的。例如大多數(shù)一線抗結(jié)核藥，均有很高的MPC，即使有很好的耐受性或依從性也不可能單藥治療成功而須使用24種藥物聯(lián)合治療。藥物聯(lián)合應(yīng)用關(guān)閉MSW（2） 當(dāng)兩種不同作用機(jī)制的抗菌藥物同時(shí)處于各自的MIC之上時(shí)，細(xì)菌需要同時(shí)發(fā)生兩次突變才能生長(zhǎng)。因此不同作用機(jī)制的藥物聯(lián)用提供了一種關(guān)閉突變選擇窗的途徑，即使這些藥物各自都有非常高的MPC。聯(lián)合用藥時(shí)發(fā)生耐藥的原因 每天1次由異煙肼、利福平、吡嗪酰胺3藥構(gòu)成

11、的抗結(jié)核療法也不能達(dá)到關(guān)閉MSW的目的。12h以后，吡嗪酰胺和利福平的濃度相繼低于MIC水平，這樣在余下的12h內(nèi)，異煙肼作為單藥治療。如臨床所見，異煙肼耐藥首先發(fā)生，其次發(fā)生利福平耐藥，因?yàn)檫拎乎０吩诶Ｆ街跋陆档狡銶IC之下。聯(lián)合用藥治療失敗的例子HIV+ TB patients (drug-susceptible)Treat with INH, Rif, Pz, Em (2 months; DOT) INH/Rifapentine (1/wk, 4 months; DOT) INH/Rif (2/wk, 4 months; DOT)5/30 relapse3/31 relapse4/5

12、 Rif-resistant0/3 Rif-resistantVernon et al. Lancet 353: 1843-1847 (1999)異煙肼和利福平、利福噴丁藥代動(dòng)力學(xué)比較MSW和傳統(tǒng)藥效學(xué)的關(guān)系MSW可以被看作是一種體外PD參數(shù)。用于預(yù)測(cè)藥物和病原體結(jié)合時(shí)耐藥突變體選擇的情況。MSW理論和傳統(tǒng)藥效學(xué)的比較 給藥后時(shí)間 血藥濃度 T TMICMIC AUC Cmax/MICCmax劑量策略和耐藥突變體的富集給藥后時(shí)間 血清或組織藥物濃度 MPCMICMPCCmax/MIC 和 AUC/MIC MSWMPC方法和傳統(tǒng)藥效學(xué)的比較 MPC 著眼于阻斷耐藥 目標(biāo)為耐藥突變體 概念性閾值 臨床相關(guān)性還不清楚 傳統(tǒng) PD 著眼于治愈病人 目標(biāo)為敏感菌 經(jīng)驗(yàn)性閾值 基于臨床資料MSW理論的臨床應(yīng)用細(xì)菌耐藥突變選擇窗判斷一種藥物能否單獨(dú)應(yīng)用如果藥物的Cmax高于MPC，且用藥期間血藥濃度大部分時(shí)間位于MPC以上，可以單獨(dú)應(yīng)用。如果抗菌藥物的Cmax高于MPC，但用藥期間血藥濃度維持在MPC以上時(shí)間較短，建議增加給藥次數(shù)或聯(lián)合用藥。如果藥物的Cmax低于MPC，聯(lián)合用藥。選擇合適的抗菌藥物