
從PK/PD角度談抗菌藥物的合理應(yīng)用
首都醫(yī)科大學(xué)武宣醫(yī)院 王晶
患者、細(xì)菌、抗菌藥物三者組成特殊的鐵三角關(guān)系,是臨床應(yīng)用抗菌藥物的基本原理??咕幬锸且话央p刃劍,對(duì)患者有一定的毒副作用,所以臨床醫(yī)生要了解患者、細(xì)菌、抗菌藥物三者的相互關(guān)系,尤其是抗菌藥物對(duì)細(xì)菌的作用,藥效動(dòng)力學(xué),以及藥物在患者體內(nèi)的代謝過(guò)程。
一、基本概念
(一)藥效動(dòng)力學(xué)
藥效動(dòng)力學(xué)是研究藥物劑量對(duì)藥效的影響以及藥物對(duì)臨床疾病的效果。
(二)藥代動(dòng)力學(xué)
藥代動(dòng)力學(xué)是研究藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝與排泄過(guò)程的學(xué)科,即機(jī)體對(duì)藥物的處理過(guò)程。掌握藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)的知識(shí),最主要的目的是確定有效的給藥方法,達(dá)到最佳的療效,避免毒副作用和細(xì)菌耐藥。
(三)MIC
最低抑菌濃度。
(四)MBC
最低殺菌濃度。
(五)PAE(抗菌素后效應(yīng))
細(xì)菌與抗菌藥物短暫接觸后,當(dāng)藥物濃度下降或低于最低抑菌濃度或消除后,細(xì)菌的生長(zhǎng)仍然受到持續(xù)抑制的效應(yīng),稱為抗生素后效應(yīng)。
二、抗生素作用的過(guò)程和評(píng)估
幻燈 7 的圖片 是藥代動(dòng)力學(xué)的模式圖。無(wú)論是經(jīng)血液或胃腸道進(jìn)入體內(nèi)的藥物,首先要進(jìn)行吸收。經(jīng)胃腸道的藥物進(jìn)入胃后,吸收、入血,通過(guò)血液循環(huán),進(jìn)入肝臟,在肝臟代謝后,部分進(jìn)入血液,部分通過(guò)膽囊,進(jìn)入膽汁、胃腸道,通過(guò)糞便排泄出體外,進(jìn)入血液中的藥物代謝產(chǎn)物大部分具有水溶性,通過(guò)腎臟排泄。直接入血的藥物,在血管進(jìn)行分布,進(jìn)入肝臟,在肝臟進(jìn)行代謝,有些藥物可以通過(guò)膽汁、胃腸道排泄,部分藥物經(jīng)過(guò)腎臟、尿路排泄。
(一)吸收
一般所指的吸收,主要是經(jīng)口服給藥。生物利用度是了解藥物經(jīng)口服給藥后吸收程度的重要參數(shù)。如諾氟沙星的生物利用度是30% - 40%,即口服的諾氟沙星,經(jīng)血液進(jìn)入體內(nèi)的濃度只有30% - 40%。生物利用度越高,口服吸收效果越好。左氧氟沙星及莫西沙星基本都可以替代靜脈給藥。
(二)藥物的分布
我們希望藥物能達(dá)到感染的部位。以抗生素對(duì)腦脊液的穿透能力為例,在沒(méi)有腦膜炎的情況下,氯霉素的穿透率大于50%,甲硝唑達(dá)到100%,后者對(duì)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染作用較好。也有一些抗生素,只有在腦膜炎癥時(shí),穿透力較好,如青霉素、頭孢他啶的穿透率為23% - 37%,碳青霉烯、喹諾酮為20% - 30%。有些抗生素,如氨基糖甙類、大環(huán)內(nèi)酯類,即使有腦膜炎,穿透能力依然很差,這樣的藥物不能作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的藥物。
三、如何選擇抗菌藥物
(一)根據(jù)藥物吸收的程度和速率
如果是輕中度感染,口服容易吸收,可以選口服容易吸收的抗菌藥;嚴(yán)重感染,選用靜脈給藥,以避免口服或肌肉注射時(shí),其他因素對(duì)吸收的影響。
(二)根據(jù)藥物的分布特點(diǎn)
根據(jù)感染的部位,選擇藥物濃度較高的抗菌藥物。如腦膜炎,選擇青霉素、磺胺類,或三代頭孢菌素;骨髓炎,選擇克林霉素、林可霉素或喹諾酮類抗生素;前列腺炎,選擇氟喹諾酮、紅霉素、四環(huán)素;膽囊炎、膽道感染,選擇膽汁濃度較高的林克霉素、頭孢哌酮、頭孢曲松、哌拉西林等。氨基糖甙類、氯霉素、磺胺類可通過(guò)胎盤屏障,進(jìn)入胎兒體內(nèi),所以對(duì)于孕婦,一定不能選擇氨基糖甙類、氯霉素和磺胺類藥物,以免對(duì)胎兒造成毒性。
(三)根據(jù)藥物的排泄特點(diǎn)
如泌尿系統(tǒng)感染,選擇以原形從腎臟排泄的藥物,如青霉素、頭孢菌素、氨基糖甙類;膽道感染,選擇膽汁濃度較高的藥物,如大環(huán)內(nèi)酯類、三代頭孢菌素等。
幻燈 12 顯示的是 藥時(shí)曲線,以及藥物濃度與治療作用的關(guān)系。橫坐標(biāo)是時(shí)間,縱坐標(biāo)是平均血藥濃度。從開(kāi)始給藥,藥物濃度在體內(nèi)逐漸增加,達(dá)到最高濃度,代謝后血藥濃度逐漸降低,最后完全清除。
此外,還有三條橫線,平行橫坐標(biāo)的是MIC90,稱為有效濃度,即抑制90%細(xì)菌的最低濃度;第二條在曲線的頂點(diǎn),稱為峰濃度;第三條直線是中毒濃度。我們要選擇作用強(qiáng)度較好,在最低抑菌濃度與峰濃度之間的血藥濃度。濃度越高,作用強(qiáng)度越大。在曲線下面,達(dá)到最低抑菌濃度并維持的時(shí)間,稱為有效濃度的維持時(shí)間。
幻燈 13 的圖片 基本與幻燈 12 的圖片 類似,橫坐標(biāo)是時(shí)間,縱坐標(biāo)是血藥濃度。在最小有效濃度之下的曲線,稱為無(wú)效作用曲線。在最高安全濃度與最小有效濃度之間的曲線,有一定的治療作用。第三條曲線(紅色)超出最高安全濃度,對(duì)人體產(chǎn)生毒性作用。
幻燈 14 顯示的是 殺菌效果與抗菌藥物濃度之間的關(guān)系圖。分別有三種抗生素:妥布霉素、環(huán)丙沙星、替卡西林。橫坐標(biāo)是時(shí)間: 2 小時(shí)、 4 小時(shí)、 6 小時(shí)??v坐標(biāo)是細(xì)菌濃度,用Log10表示。紅色曲線是標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照,即沒(méi)有抗生素,黃色曲線藥物濃度最高??咕幬餄舛仍礁?,殺菌效果越好,如果達(dá)到毒性范圍,對(duì)人體產(chǎn)生損害。
因此,評(píng)價(jià)抗生素的療效主要從以下三個(gè)方面:第一是臨床療效;第二是病原菌的清除情況;第三是抗生素的毒副作用。只有結(jié)合藥代動(dòng)力學(xué)和藥效動(dòng)力學(xué),才能制定最佳的治療方案,才能取得最佳的臨床療效,減少細(xì)菌耐藥,而且對(duì)人體不產(chǎn)生毒性或毒性最低。
四、抗菌藥物依據(jù)PK/PD特點(diǎn)的分類
抗菌藥物依據(jù)PK/PD的特點(diǎn),可以分為以下三類。
(一)時(shí)間依賴性
殺菌作用取決于抗菌作用的有效藥物濃度,與細(xì)菌接觸時(shí)間密切相關(guān),而與最高峰濃度關(guān)系較小。當(dāng)藥物濃度是4倍MIC值時(shí),MIC和PAE已經(jīng)達(dá)到最大值,即殺菌效應(yīng)已達(dá)到飽和。時(shí)間依賴性藥物的特點(diǎn)是,沒(méi)有首次接觸效應(yīng),但有較強(qiáng)的PAE。代表藥為β內(nèi)酰胺類、碳?xì)涿赶╊?、部分大環(huán)內(nèi)酯類。對(duì)于時(shí)間依賴性抗菌藥,給藥的關(guān)鍵是延長(zhǎng)和維持藥物的有效濃度的時(shí)間。
幻燈 19 顯示的是 時(shí)間依賴性抗生素PK/PD的模式圖。 %T>MIC ,即T大于MIC值的時(shí)間與給藥間隔時(shí)間的比值,乘以100%。這條橫線是最低抑菌濃度MIC值。黃色直線是 %T>MIC 值的時(shí)間。如果 %T>MIC 的時(shí)間與給藥間隔之間的比值略高,那么,抗菌效果越好。
幻燈20綠色的區(qū)域內(nèi)是 %T>MIC 的時(shí)間,即大于MIC值血濃度持續(xù)的時(shí)間。如果把藥物劑量增加2倍,峰濃度提高,但 %T>MIC 的增加量并不是太高,且效果費(fèi)用比不是特別劃算,故不是首先推薦的方法。
而增加每日給藥次數(shù)是使%T>MIC最大化的更高效率的方法。 以 PK/PD 理論為指導(dǎo)的美平的最佳給藥方案,即以獲得較大 Time above MIC 比值為目標(biāo),推薦分 3 次進(jìn)行給藥。如幻燈 21 所示。
第三種給藥方式,延長(zhǎng)點(diǎn)滴時(shí)間或持續(xù)給藥。當(dāng)點(diǎn)滴時(shí)間由30分鐘延長(zhǎng)到3個(gè)小時(shí),%T>MIC增加30%,說(shuō)明延長(zhǎng)點(diǎn)滴時(shí)間或持續(xù)給藥也是很好的最大化的殺滅細(xì)菌的方式。
總結(jié),對(duì)于時(shí)間依賴性的抗生素,可以通過(guò)兩個(gè)方面來(lái)增加抗菌藥物的效果。一個(gè)是增加給藥的次數(shù),最好是q8h或q6h,半衰期短的可以q6H,第二是延長(zhǎng)用藥時(shí)間或持續(xù)給藥。而增加給藥劑量,提高抗菌藥物的作用有限。
(二)濃度依賴性
濃度依賴性抗菌藥物,對(duì)致病菌的殺菌作用取決于峰濃度,如氨基糖甙類、喹諾酮類等。主要的參數(shù)是AUC / MIC值,或Cmax / MIC值。 殺菌作用取決于峰濃度 (Cmax) ,即其殺菌效能隨濃度增加而提高與作用時(shí)間關(guān)系不密切。當(dāng)血藥濃度超過(guò) MIC 甚至達(dá)到 8 ~ 10 × MIC 時(shí),達(dá)到最大的殺菌效應(yīng)。 特點(diǎn)是有首次接觸效應(yīng),有較長(zhǎng)的抗生素后效應(yīng)。 臨床多 通過(guò)提高 Cmax 來(lái)提高療效,一般一天一次給藥。藥物毒性與峰值濃度相關(guān),應(yīng)監(jiān)測(cè)血藥濃度,保證其安全性。代表藥物包括氨基糖苷類(阿米卡星、妥布霉素)、喹諾酮類 / 四環(huán)素、克拉霉素、阿奇霉素、甲硝唑。 相關(guān)的參數(shù)是Cmax、AUC與MIC值的比值。濃度依賴性的抗菌藥物有較長(zhǎng)的抗菌藥物后效應(yīng),代表藥物分別是氨基糖甙類、喹諾酮類、硝基咪唑類。代表性的品種有奈替米星、環(huán)丙沙星、甲硝唑。
以阿奇霉素500mg連服3天的給藥方案作為例子。 按組織濃度半衰期進(jìn)行計(jì)算阿奇霉素的組織濃度半衰期為 48-72 小時(shí), 第一天體內(nèi)藥量最高為 500mg ,第二天體內(nèi)藥量最高為: 397+ 900mg ,第三天體內(nèi)藥量最高為: 750+500mg=1250mg 。 停藥以后,第四天代謝250 mg ,體內(nèi)藥量最高1000 mg 。按照每天的代謝量,第10天體內(nèi)藥量最高,仍然為263 mg ,仍有殺菌作用。
由敏感菌所致的社區(qū)獲得性肺炎,包括嗜肺軍團(tuán)菌,初始需要靜脈給藥的患者,第一天,每天1次,希舒美靜脈制劑500 mg ,靜點(diǎn),連續(xù)2天以上。第二,繼以口服希舒美片劑500 mg , 每天1次,5-8天,序貫,總療程7-10天。每天一次500 mg ,靜脈點(diǎn)滴連續(xù)2天以上,繼以口服500 mg ,每天1次,總療程7-10天,效果最好。
抗菌藥物治療方案應(yīng)綜合患者病情、病原菌種類及抗菌藥物特點(diǎn)制訂。 根據(jù)病原菌、感染部位、感染嚴(yán)重程度和患者的生理、病理情況制訂抗菌藥物治療方案,包括 抗菌藥物的選用劑量(選擇治療效果好、毒性作用小),給藥次數(shù)、給藥途徑(輕癥給予口服,重癥給予靜脈)、療程( 至少半個(gè)月) 、 對(duì)于耐藥菌感染,要考慮聯(lián)合用藥 。
總的來(lái)講,要根據(jù)PK/PD導(dǎo)向的抗菌藥物應(yīng)用提高臨床有效性。要遵循3D原則:第一,選擇適當(dāng)?shù)乃幬?,PDUE具有優(yōu)異的抗菌活性,PK具有充分的用藥量、安全性高;第二,需考慮增加每天的用藥次數(shù),還是增加每次的使用劑量;第三,延長(zhǎng)每次用藥的持續(xù)時(shí)間。
給藥劑量方面,要按照各種抗菌藥物的治療劑量范圍給藥。較大的劑量,一般用于重癥感染(如敗血癥、感染性心內(nèi)膜炎)和抗菌藥物不容易達(dá)到的部位(如中樞神經(jīng)系統(tǒng));較小劑量,一般應(yīng)用于單純性的下尿路感染,由于多數(shù)藥物,尿藥物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于血藥濃度。
聯(lián)合治療的療程, 一般感染宜用至體溫正常、癥狀消退后 72-96 小時(shí),特殊情況,妥善處理。 敗血癥、感染性心內(nèi)膜炎、化膿性腦膜炎、傷寒、布魯菌病、骨髓炎、溶血性鏈球菌咽炎和扁桃體炎、深部真菌病、結(jié)核病等需較長(zhǎng)的療程方能徹底治愈,并防止復(fù)發(fā)。聯(lián)合用藥可發(fā)揮藥物的協(xié)同作用,以增強(qiáng)療效,擴(kuò)大抗菌范圍,延續(xù)或減少抗藥性的產(chǎn)生,降低毒副作用。
聯(lián)合用藥的指征: 病因不明的嚴(yán)重感染,用單一藥物難于控制病情; 嚴(yán)重混合感染,如慢性尿路感染、腹膜炎、嚴(yán)重的創(chuàng)傷感染等;長(zhǎng)期使用一種抗菌藥,細(xì)菌易產(chǎn)生耐藥者如治療結(jié)核??;抗菌藥物不易滲入感染病灶部位時(shí)。
(三) 與時(shí)間有關(guān),但抗菌活性持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)
五、 抗菌藥物的分類
(一)繁殖期或速效殺菌劑
如β內(nèi)酰胺類抗生素。
(二)靜止期或慢效殺菌劑
比如氨基糖甙類。
(三)速效抑菌劑
如四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、氯霉素類等。
(四)慢效抑菌劑
如磺胺類。
不同類別的抗菌藥物,有相加作用,也有增大毒性作用。繁殖期或速效殺菌劑,加上慢效抑菌劑,有相加作用,如說(shuō)青霉素加磺胺。二類與三類相加,可以增強(qiáng)抗菌藥物作用,即靜止期或慢速殺菌劑與快速抑菌劑有協(xié)同作用。二類與四類相加,會(huì)使毒性作用增強(qiáng),如慶大霉素加磺胺可使毒性作用增強(qiáng)。三類加四類,也有協(xié)同作用,如氯霉素加磺胺。
六、抗菌藥物的不良反應(yīng)
(一) 肝功能不良時(shí)應(yīng)用抗菌藥的原則
避免或慎用主要在肝內(nèi)代謝、具有肝腸循環(huán)及肝有損害的藥物。 如 氯霉素可以引起肝損害,若血藥濃度升高,可以引起造血系統(tǒng)毒性,新生兒和早產(chǎn)兒禁用。慢性肝炎和肝硬化患者,可以選用β內(nèi)酰胺類抗菌藥物、多粘菌素、氨基糖甙類抗生素、 磷霉素、萬(wàn)古霉素類 ,慎用林克霉素、紅霉素、利福平等對(duì)肝臟有損害的藥物。
(二) 腎功能損傷者感染時(shí)抗菌藥物的選用
1. 可選用,按原治療量或略減量
氨芐西林、阿莫、哌拉西林、美洛西林、頭孢哌酮、頭孢曲松、頭孢噻肟、紅霉素、利福平、多西環(huán)素、克林霉素、兩性霉素 B 、異煙肼、 乙胺丁醇、甲硝唑。
2. 可選用,劑量需中等度減少者
青霉素、羧芐西林、阿洛西林、頭孢唑啉、頭孢噻吩、頭孢氨芐、頭孢拉定、頭孢孟多、頭孢西丁、頭孢呋辛、頭孢他啶、頭孢唑肟、拉氧頭孢、頭孢吡肟、氨曲南、亞胺培南、 SMZ+TMP 。
3. 避免應(yīng)用,確有指征應(yīng)用時(shí)在血藥濃度監(jiān)測(cè)下顯著減量應(yīng)用
慶大霉素、妥布霉素、奈替米星、阿米卡星、卡那霉素、鏈霉素、氨基糖苷類、萬(wàn)古霉素、壁霉素、氟胞嘧啶。
4. 不宜使用
四環(huán)素類、呋喃妥因、萘啶酸。
七、抗菌藥物的選擇
(一) 選擇安全有效的給藥方案
選擇安全有效的給藥方案,一定是PK/PD,以及藥物不良反應(yīng)相結(jié)合,才能保證安全有效?;脽?5顯示的兩個(gè)三角,一個(gè)是效、量、時(shí),一個(gè)是ADR(藥物不良反應(yīng))、劑量、時(shí)間的關(guān)系。
以氨基糖甙類給藥方案為例,一次給藥耳毒性、腎毒性小于等于多次給藥。因?yàn)榘被沁邦愃幬颬D是濃度依賴性,而不良反應(yīng)是時(shí)間依賴性,所以,多次給藥會(huì)增加不良反應(yīng)。對(duì)于半衰期短的碳青霉烯類抗生素,PD是時(shí)間依賴性,而ADR是濃度依賴性,因此,一天一次給藥,中樞毒性大于多次給藥。所以應(yīng)多次給藥,以防止中樞毒性。厄他培南是長(zhǎng)半衰期(4小時(shí)),所以可以每天給藥1次。
(二)給藥時(shí)機(jī)的選擇
預(yù)防手術(shù)感染的指南要求,給藥必須與藥物半衰期有關(guān),短半衰期的藥物必須在術(shù)前1小時(shí)內(nèi)給予抗菌藥物,這是第一次給藥。如果手術(shù)持續(xù)到給藥后的2個(gè)半衰期,則必須再次給藥。有效預(yù)防用藥時(shí)間,應(yīng)在致病菌侵入傷口4個(gè)小時(shí)以內(nèi)。手術(shù)野暴露時(shí),要有足夠的血藥濃度和組織濃度,才能有效預(yù)防手術(shù)切口感染。
(三)防止不良反應(yīng)的發(fā)生
最嚴(yán)重的不良反應(yīng)是過(guò)敏性休克,過(guò)敏性休克致死的主要原因,包括呼吸和循環(huán)衰竭。由急性呼吸道阻塞引起的呼吸衰竭,占60%,由休克導(dǎo)致的循環(huán)衰竭占15%?;脽?9的模式圖顯示的是變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制,藥物可以作為一種抗原,作用于皮膚、黏膜,進(jìn)入體內(nèi),可以使肥大細(xì)胞釋放各種炎性介質(zhì),炎性介質(zhì)作用于支氣管,引起支氣管的痙攣,分泌物增多,可以作用于血管,引起血管腫脹擴(kuò)張,導(dǎo)致低血壓休克。
速發(fā)型過(guò)敏性休克 90% 在數(shù)分鐘或 30 分鐘之內(nèi), 10% ~ 20% 發(fā)作可在 7-8 小時(shí)甚至 24 小時(shí)。 搶救原則是“首先抗休克,然后抗過(guò)敏 ” 。 搶救過(guò)敏性休克的關(guān)鍵因素是緩解呼吸道阻塞和循環(huán)衰竭,首選肌肉注射腎上腺素??焖傺a(bǔ)液擴(kuò)容,同時(shí)加用糖皮質(zhì)激素。
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