1、头孢他啶连续与间断静脉给药治疗兔铜绿假单胞菌感染肺炎的比较研究作者：胡秀娟 王琪 佟淑平 王慧玲 王莺燕 王涛 王伟 王岩岩【摘要】 目的 比较头孢他啶连续与间断静脉给药治疗兔铜绿假单胞菌感染性肺炎的药动/药效学特点、组织渗透性及疗效。方法 采取连续与间断两种方式以高、中、低三种剂量的头孢他啶治疗铜绿假单胞菌感染的新西兰白兔。绘制血及肺泡间质液中头孢他啶的药 时曲线，计算TMIC、T4MIC、AUC、IQ 等药效学参数和肺组织渗透率，对比观察各组用药后疗效。结果 连续组的 TMIC、T4MIC 值明显高于间断组；间断组的 IQ 高于连续组；两者的 AUC 和组织渗透率无明显差异；除间断给药低剂
2、量组外，各组体温恢复情况无明显差异；治疗后连续组肺组织病理改善较间断组改善明显。结论 与间断给药相比，连续静脉滴注的给药方式可得到更为稳定的血及肺组织中药物浓度，疗效更佳。 【关键词】 头孢他啶； 铜绿假单胞菌； 肺炎； 连续给药； 间断给药ABSTRACT Objectives To evaluate the pharmacokinetic/pharmacodynamic characteristic, the penetration rates into lung tissues and the curative effects of ceftazidime administered in
3、 continuous versus intermittent infusion in a rabbit Pseudomonas aeruginosa pneumonia model. Methods Ceftazidime was given to rabbits infected by Pseudomonas aeruginosa either as continuous infusion (CI) or as intermittent administration (IA) with the same daily dose of 50 mg/(kgd), 25 mg/(kgd) or 1
4、5mg/(kgd) respectively. The concentrations of ceftazidime in both blood and epithelial lining fluid (ELF) were determined and the pharmacokinetic analysis was carried out for both regiments. The parameters including the time above the MIC, 4MIC (TMIC, T4MIC), the area under the concenrtrationtime cu
5、rve (AUC) and inhibitory quotient (IQ) were compared. The penetration rates of ceftazidime into lung tissus were 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 e
6、nd of the course. Result Significantly higher TMIC, T4MIC wereobtained for the continuous versus 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 resu
7、lt among the six subgroups in the two regiments for the symptom and physical sign of the rabbits except the IA of 15mg/(kgd). The pathologic examination demonstraded that the improvment is better with continuous administration than intermittent infusion. Conclusion Continuous administration of cefta
8、zidime is more efficacious compared with intermittent administration against Pseudomonas aeruginosa due to its better pharmacokinetic characteristics both in blood and lung.KEY WORDS Ceftazidime; Pseudomonas aeruginosa; Pneumonia; Continuous infusion; Intermittent administration 内酰胺类抗生素是一类时间依赖性杀菌药物，
9、杀菌效果与给药间期内药物浓度维持于最低抑菌浓度之上的时间(TMIC)密切相关。基于这一理论，很多学者提出应用该类抗生素控制感染时应采取连续 24h静脉滴注的给药方式，认为这种给药方式能够使血中药物浓度稳定维持在一个相对低水平，不但能增大 TMIC 值，提高疗效，还能够避免间断静脉注射给药时过高的峰浓度导致的药物副作用，对 内酰胺类抗生素而言是一种更为理想的给药方式1 。头孢他啶是目前临床上常用的 内酰胺类抗生素之一，杀菌作用强，抗菌谱广，尤其对包括铜绿假单胞菌在内的医源性革兰阴性杆菌感染疗效显著。头孢他啶具备时间依赖性杀菌特点，半衰期和对革兰阴性杆菌的抗生素后效应(PAE)很短，采用传统的每日
10、 2 次静脉给药方式治疗时血药浓度波动明显，很快降至 MIC 值以下，致使给药间期必然有一段时间内药物不能有效清除细菌，因为只有当感染部位的药物浓度达到一定有效杀菌水平时，抗生素才真正起作用2 。采用连续静脉滴注的给药方到式能够延长 TMIC，提高疗效。目前国内、外关于应用头孢他啶连续与间断两种不同给药方式治疗铜绿假单胞菌感染性重症肺炎的比较性研究鲜有报道，采取何种给药方式更有利于该类抗生素向感染组织渗透也值得进一步探讨。本实验通过建立铜绿假单胞菌感染的兔肺炎模型，分别应用头孢他啶以连续 24h 静脉滴注和每 12h 一次间断静脉注射两种方式治疗，比较两者在药动/药效学特性、疗效、组织渗透性等
11、方面的优劣，旨在探讨出一种更为安全、有效的给药方式。1 材料与方法1.1 感染用菌及其 MIC 值的测定铜绿假单胞菌标准质控质菌 ATCC27853 为感染造模用菌，琼脂稀释法测定其对头孢他啶的 MIC 值。1.2 实验动物及肺炎模型制备新西兰白兔共 42 只，雌、雄各半，由大连医科大学动物中心提供。铜绿假单胞菌 ATCC27853 复苏并培养增菌制备浓度为 1.5108cfu/ml 的菌悬液。将兔固定在实验台上，麻醉后，环甲膜切开，插入顶端带气囊的支气管插管至右主支气管，注入上述细菌悬液 1ml，保持垂直体位5min。1.3 实验用药及动物的分组给药静脉用药采用进口头孢他啶(商品名：凯复定)
12、，每瓶 1.0g，生产批号 10086TL，有效期 2 年；检测用头孢他啶标准品购自中国药品生物制品检定所，纯度 84.9%。将动物随机分为实验组与对照组，实验组于感染后 24h 开始分别采取连续与间断两种方式，从耳缘静脉输注头孢他啶，每种给药方式又分为高、中、低三个剂量亚组，共计六个实验亚组。对照组及各实验亚组均为 6 只兔。头孢他啶以 5%葡萄糖注射液溶解，间断组各剂量亚组每隔 12h 分别给予 25、12.5 和 7.5mg/kg 头孢他啶静脉注射，连续组治疗初始分别给予 25、12.5 和 7.5mg/kg 的初始剂量静脉注射后，开始使用静脉输液泵连续滴注头孢他啶，日剂量与间断组相同，
13、分别为 50、25 和 15mg/(kgd)。疗程均为 5d；对照组中 1 只兔不予感染造模，取正常肺组织用作健康病理对照；1 只于感染后 24h 处死，取肺组织用做治疗前病理对照；另外 4 只感染造模后不予治疗，常规饲养，用作实验组疗效对照观察。动物饲养环境温度不高于 25。1.4 血和肺泡灌洗液(BALF)标本的获得及处理用药 24h 后开始采集标本，采血时间点在间断给药组分别设于头孢他啶注射后 5、15min 及 0.5、1、2、4、8、12h，连续给药组则在给药间期的第 0.5、1、2、4、6、12、18、24h，每次取血约 1ml。肺泡灌洗参照张慧峰所用方法，将动物麻醉后，切开环甲膜
14、，插入顶端带气囊的支气管插管内导管至右主支气管，将气囊注满气，使左右肺分隔，通气数分钟后将导管尾部与注射器相连，注入 37灭菌生理盐水 5ml 进行肺灌洗，把兔头稍放低，自然引流至无液体流出，将引流液注入无菌管中混匀。灌洗完毕，辅助呼吸约 1min，拔出灌洗导管3 。BALF 标本采集时间分别为用药后 0.5、1、2、4、12h。血和 BALF 标本以3000r/min 的速度离心，取上清，贮存于-80冰箱内。1.5 用药后症状体征的比较、病理检查疗程中监测并记录兔的体温变化，鼻腔分泌物，精神状态等症状体征，疗程结束后处死兔，取新鲜右下肺组织后立即置于 10%甲醛溶液中，经脱水、置换、固定、包
15、埋、切片、HE 染色后，显微镜下观察。1.6 标本中药物浓度和尿素的测定采用高效液相色谱法测定头孢他啶的血中及 BALF 中的药物浓度，高效液相色谱仪由 Waters 公司生产，色谱柱 Novapak C18(3.9mm150mm，4m)。流动相为甲醇乙酸氨(1585)，流速0.8ml/min。检测波长 263nm。血及 BALF 中头孢他啶绝对回收率分别为92%和 99%。血及 BALF 中的尿素浓度由全自动生化分析仪测定。1.7 肺组织内药物浓度的计算肺组织细胞外的药物浓度可用肺泡间质液(ELF)内的药物浓度代表。ELF 中的药物浓度按下式测定：CAZELF=CAZBALUREABAL/U
16、REASER其中：CAZBAL 是在 BAL 液中所测得的药物浓度，UREABAL 是在BALF 中所测得的尿素浓度，UREASER 是在血清中的尿素浓度2，4 。1.8 药物 时间曲线的绘制，药效学参数和药物组织渗透性的获得和比较应用 Graphpad Prism 4 Demo 软件绘制各实验组血及肺组织内头孢他啶的药物浓度 时间曲线，计算各间断给药组的血药峰浓度 cmax，各连续给药组头孢他啶的平均稳态血药浓度 css，各实验组的TMIC、药 时曲线下面积 AUC、抑菌指数 IQ(连续给药时为css/MIC，间断给药时为 cmax/MIC)等药效学参数。计算各组的头孢他啶肺组织渗透性：AU
17、C 肺组织/AUC 血液4 。1.9 统计学处理利用 SPSS 统计软件进行统计分析。所有计量资料均以均数标准差(xs)表示，同剂量的不同给药方式组别之间的药效学参数和渗透性的比较及温度变化的比较应用成组设计的两样本均数的 T 检验(Independent Sample T Test)，两种不同给药方式之间的总体比较应用多因素方差分析(General Linear Model)。P0.05 时有统计学意义。2 结果2.1 MIC 结果琼脂稀释法测得头孢他啶对铜绿假单胞菌标准质控菌的 MIC 值为0.5mol/L。2.2 疗效观察新西兰兔感染造模后出现发热，鼻腔分泌粘液，精神差，毛色晦暗等表现，
18、实验组两种给药方式治疗后精神状态改善，鼻腔分泌物减少，毛色恢复情况无明显差异。间断给药低剂量亚组兔体温降为正常的时间较其余治疗组长，其余五个治疗组体温随治疗下降时间无明显差异(表 1)。2.3 病理检查感染 24h 后肺组织病理切片于低倍镜下示多发性、灶性分布的病变，以细小支气管为中心，累及所属的肺泡，高倍镜下见细支气管的粘膜上皮细胞部分坏死脱落，腔内见大量脓性分泌物，管壁明显充血水肿，可见大量中性粒细胞及少量的单核细胞浸润，支气管周围的肺泡壁充血肺泡腔内有中性粒细胞，单核细胞，少量的纤维素，浆液渗出，红细胞漏出，病灶之间的肺泡腔扩张。间断与连续两种不同方式静脉输注头孢他啶治疗后中性粒细胞减少
19、，充血，渗出及水肿情况均有减轻，同剂量两种给药方式比较，连续组较间断组明显。采取间断给药方式时，剂量越高，上述炎症表现改善越明显，采取连续给药方式时，高剂量亚组和中剂量亚组的病理改变无明显差异，但均较低剂量亚组改善明显(图 1)。2.4 药效学结果采用每 12h 一次间断静脉注射的给药方式时，头孢他啶的血药浓度在 5min 左右达到峰值，此后迅速下降，低剂量亚组头孢他啶浓度于3.47.0h 降到 MIC 值(0.5g/ml)以下，中剂量亚组和高剂量亚组分别于 5.09.0h 和 6.412h 降到 MIC 值以下，用连续静脉滴注的给药方式时各剂量亚组头孢他啶血药浓度稳定维持于 4MIC 值(2
20、g/ml)以上。实验数据经统计学分析表明， 两种给药方式相比， 连续给药组TMIC、T4MIC 百分比值明显高于间断给药组，差异具有统计学意义(P0.05)；两种给药方式总体之间 表 1 头孢他啶两种给药方式各时间点各组体温 和各剂量亚组之间相比，AUC24h 均无明显差异(P0.05)；间断给药方式组的 IQ 明显高于连续给药方式组，采取同种给药方式时，剂量越高，IQ 越大(P0.05)。各实验组药效学参数cmax、css、IQ、24h AUC(AUC24h)、TMIC、T4MIC 百分比数值见表 2，各实验组药 时曲线见图 2。2.5 肺组织渗透性绘制各实验组头孢他啶在肺组织内的药物浓度
21、时间曲线。采取连续给药方式时，头孢他啶在肺组织内的浓度相对稳定(包括低剂量亚组在内)，平均药物浓度在整个给药间期维持于 4MIC 值之上；采取间断给药方式时，头孢他啶在 12h 达峰浓度，之后缓慢下降；低剂量亚组和中剂量亚组平均药物浓度在 46h 下降至 4MIC 值以下。药物在各实验兔肺组织内代谢过程的个体差异较大(图 3)。肺组织渗透率用头孢他啶在肺组织和血中的药 时曲线下面积之比(AUCELF/AUCSER)表示。连续给药组为(78.0914.83)%，间断给药组为(89.3028.58)%，差异无统计学意义(表 3)。3 讨论近十年来，随着抗生素在临床抗感染治疗中的广泛应用，对抗生素最
22、佳给药方式的研究得到了长足的发展，药效学参数已经成为指导各种抗生素给药方式选择表 2 头孢他啶给药后各组的药效学参数的依据。不同种类抗生素的最佳给药方式也不同，例如：氨基糖苷类抗生素是浓度依赖型抗生素，增加药物的峰浓度与 MIC 的比值能够相应提高杀菌疗效； 内酰胺类抗生素则为时间依赖性抗生素，其杀菌活性与血药峰浓度无正相关，而是与给药间期血药浓度超出致病菌的 MIC 的时间密切相关，时间越长，抗菌活性越强，但当其浓度超出 MIC 一定程度后，再增加血药浓度并不能增强抗菌活性5 。因此，TMIC 值目前已经被公认为是决定该类抗生素杀菌疗效的最重要的药效学参数69 。 内酰胺类抗生素对革兰阴性细
23、菌抗生素后效应很短或可以忽略不计10 ，因此，这类抗生素治疗革兰阴性细菌感染时的给药策略是尽量延长 TMIC6 。要达到这一目的，可持采取延长给药时间，即持续静脉滴注的给药方式。实验研究表明头孢他啶 14 倍 MIC 值的血药浓度才能具备杀菌效果，45 倍 MIC 的血药浓度能使杀菌效果达到最大1113 ，但这些结论都很难在铜绿假单胞菌中得到。铜绿假单胞菌是假单胞菌属最重要的一种条件致病菌，是免疫缺陷患者院内感染的常见菌，由于该细菌表面有一层生物被膜，不易被吞噬细胞吞噬，也不易被抗生素渗透及杀灭，且铜绿假单胞菌天然有染色体介导的多重耐药特性，在使用抗菌药后易发生获得性耐药，是难治性下呼吸道感染
24、常见致病菌14 。头孢他啶是治疗这种细菌感染的有效抗生素之一15 。治疗包括铜绿假单胞菌在内的肠杆菌科细菌感染，头孢他啶浓度仅仅是略高于或波动于 MIC 值是不够的，药物浓度维持于 4 倍 MIC 值以上的时间超过给药间期的 60%才有意义13 。本实验的疗效观察和病理结果表明，两种给药方式之间，剂量相同时，连续组优于间断组；在间断给药组内，随着剂量的增加，治疗效果也明显改善；在连续给药组内，中剂量和高剂量亚组的疗效优于低剂量亚组，而高、中两个剂量亚组之间则无明显的差异。铜绿假单胞菌标准质控菌 ATCC27853 的 MIC 值为 0.5g/ml。实验中采取连续给药方式的各剂量亚组的 css 均达到并维持于 MIC 值之上，包括低剂量亚组在内均能达到 4 倍 MIC 值(2g/ml)以上，TMIC 和 T4MIC 值均达100%。采取间断给药方式的各剂量亚组的 cmax 均较高，峰值后药物浓度很快下降到 MIC 值以下，TMIC 和 T4MIC 百分比值明显小于连续给药方式，具有统计学差异；剂量相同时，两种给药方式的药 时曲线下面积 AUC 无明显差异。间断给药方式组的 IQ 明显高于连续给药方式组，采取同种给药方式时，剂量越高，IQ 越大。综上所述，两种给药方式之
