哌拉西林他唑巴坦在肾脏内科患者中的群体药动学及药效学研究

摘要

目的：肾脏内科患者由于肾功能水平受到了不同程度的损害，因此抗菌药物的给药方案需要根据药动学及药效学特性进行个体化设计。本研究通过定量分析不同肾功能水平患者中哌拉西林和他唑巴坦的血药浓度，并运用非线性混合效应模型程序建立哌拉西林他唑巴坦的群体药代动力学模型，探讨导致哌拉西林他唑巴坦血药浓度差异的固定效应和随机效应因素，同时，结合蒙特卡罗模拟和群体药代动力学参数，比较不同给药方案对不同MIC值的药效学靶值的达标概率，旨在为临床优选出更为安全有效的个体化抗感染治疗方案。
　　方法：哌拉西林和他唑巴坦血浆药物浓度的测定:采用高效液相色谱法(HPLC)测定，色谱条件:迪马Diamonsil C18色谱柱(250mm×4.6mm，5μm)，哌拉西林的流动相为0.01 mol·L-1磷酸二氢钠水溶液(pH6.5)∶乙腈(75∶25，v/v)，他唑巴坦的流动相为0.01 mol·L-1磷酸二氢钠水溶液(pH6.5)∶乙腈(90∶10，v/v)，流速为1.0 ml·min-1，柱温30℃，紫外检测波长为220 nm，进样量为20μL。考察检测方法的专属性、线性关系、精密度、方法回收率、提取回收率及稳定性。肾脏内科患者哌拉西林他唑巴坦群体药代动力学(Population pharmaco-kinetic，PPK)模型的建立:本研究中符合入组标准的患者均签署知情同意书。根据患者的疾病严重程度、细菌学培养结果及肾功能状态等采用不同的给药方案，予哌拉西林他唑巴坦静脉滴注连续3天达稳态后，分别于给药前、给药后0.5 h以及给药后1～6 h内采集静脉血于肝素抗凝管，群体采血点尽量涵盖药-时曲线，每个患者采血点数至少为2个。利用已经建立的HPLC方法测定哌拉西林和他唑巴坦的血药浓度，并运用非线性混合效应模型程序（Nonlinear Mixed Effect Model，NONMEM)，通过基本结构模型、统计学模型、协变量筛选及模型验证四个步骤，获得哌拉西林他唑巴坦在肾内科感染性疾病患者中的PPK模型及参数。病原菌耐药性监测及基于蒙特卡洛模拟的治疗方案优化:收集2011年1月至2013年12月肾脏内科住院患者所有送检标本的细菌学培养及药敏试验结果，进行回顾性统计和分析，采用WHONET5.4软件进行数据统计。应用Crystal Ball7.2.2软件进行蒙特卡罗模拟，计算不同给药方案下达到药效学目标的达标概率(probability of target attainment，PTA)。哌拉西林他唑巴坦的药效学目标为％fT＞MIC≥50％，达到90％PTA的给药方案被认为是最佳的给药方案。模拟的哌拉西林他唑巴坦给药方案为30min传统输注给药方案(TIT)及3h延长输注给药方案(PIT)，具体为2.25g q8h、2.25g q6h、3.375g q12h、3.375g q8h、4.5g q12h、4.5g q8h。
　　结果：在本研究的色谱条件下，哌拉西林和他唑巴坦的出峰时间分别为4.2 min、3.7min左右，血样中其他杂质对哌拉西林、他唑巴坦的测定均无干扰。哌拉西林在6.25～400 mg·L-1，他唑巴坦在1～100 mg·L-1的浓度范围内线性关系良好。哌拉西林不同浓度血浆质控样品日内RSD≤6.35％，日间RSD≤8.06％;他唑巴坦不同浓度血浆质控样品日内RSD≤5.72％，日间RSD≤4.44％;哌拉西林和他唑巴坦三个浓度水平的回收率均在92.83～102.93％以内。血浆的预处理过程对哌拉西林和他唑巴坦的提取回收率分别为84.29±4.59％、85.66±2.80％。稳定性试验结果表明，哌拉西林和他唑巴坦血样的冻融稳定性良好，室温条件下可稳定保存6h，-27℃低温条件下可稳定保存4周，且提取好的样品须在4h内测定完毕。哌拉西林和他唑巴坦的药代动力学特性符合一室模型。采用逐步法考察各协变量对药动学参数的影响，结果表明肌酐清除率是影响药物体内消除的主要因素，PPK最终回归模型分别为:哌拉西林:CL=9.26+4.54(CLCR/68.7)(L·h-1)、V=12.30+9.54(WT/61.1)(L);他唑巴坦: CL=5.84+3.52(CLCR/68.7)(L·h-1)、V=7.97+8.05(WT/61.1)(L)。群体典型值及个体间差异(BSV)分别为:哌拉西林:CL=13.80 L·h-1，BSV=10.7％; V=21.84 L，BSV=7.6％;他唑巴坦:CL=9.36 L·h-1，BSV=8.9％; V=16.02L，BSV=5.2％。1000次Bootstrap模型验证结果及拟合优度图表明模型稳定且具有一定代表性。2011年～2013年肾脏内科共分离出1230株致病菌，革兰氏阴性菌以大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌为主，检出率分别为46.50％、7.07％、4.15％，对阿米卡星、哌拉西林他唑巴坦、碳青霉烯类保持低耐药水平。其中大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌及铜绿假单胞菌对哌拉西林他唑巴坦的三年平均耐药率分别为3.84％、11.24％、11.76％。蒙特卡罗模拟结果显示，所有PIT方案的PTAs均明显优于TIT方案。对于大肠埃希菌引起的感染，2.25g q8h PIT、2.25g q6h TIT/PIT、3.375g q8h TIT/PIT、4.5g q12h PIT、4.5g q8h TIT/PIT这8种给药方案的PTA都能达到90％以上;对于肺炎克雷伯菌导致的感染，2.25g q8h PIT、2.25g q6h TIT/PIT、3.375g q8h PIT、4.5g q8h PIT5种方案的PTA达标;当致病菌为铜绿假单胞菌时，仅PIT中的2.25g q6h、3.375g q8h和4.5g q8h可产生理想的杀菌效果。
　　结论：⑴建立了检测哌拉西林他唑巴坦血药浓度的HPLC法，操作简便，灵敏度高，快速可靠，可用于生物样品中以上两种药物浓度的快速检测。⑵采用NONMEM法初步建立了肾脏内科感染性疾病患者中的哌拉西林他唑巴坦群体药代动力学模型，结果表明肌酐清除率(CLcr)和体重是哌拉西林和他唑巴坦药动学参数的主要影响因素，为临床制定个体化的抗感染治疗方案提供了科学可靠的药动学依据。⑶应用蒙特卡罗模拟对不同给药方案进行了药效学评价，结果表明增加哌拉西林他唑巴坦的给药频次及采用3小时延长输注方式较传统方案能获得更高的药效学达标概率，可作为重症感染的经验性治疗方案。

目录

声明

摘要

前言

第一部分 哌拉西林他唑巴坦血药浓度检测方法的建立

1．1 引言

1．2 材料

1．2．1 仪器与设备

1．2．2 药品与试剂

1．3 方法

1．3．1 色谱条件

1．3．2 对照品储备液的配制

1．3．3 血样预处理

1．3．4 专属性考察

1．3．5 线性关系考察

1．3．6 精密度及方法回收率试验

1．3．7 提取回收率试验

1．3．8 稳定性试验

1．4 结果

1．4．1 专属性考察

1．4．2 线性回归分析

1．4．3 精密度与方法回收率

1．4．4 提取回收率

1．4．5 稳定性试验

1．5 讨论

1．6 小结

第二部分 哌拉西林他唑巴坦群体药动学模型的建立

2．1 引言

2．2 材料

2．2．1 药品、试剂

2．2．2 数据分析程序

2．2．3 仪器

2．3 方法

2．3．1 研究对象

2．3．2 给药方案

2．3．3 血样采集

2．3．4 血药浓度的测定

2．3．5 NONMEM数据文件的建立

2．3．6 群体药动学模型的建立

2．4 结果

2．4．1 入组患者基本资料

2．4．2 药物动力学特征

2．4．3 群体药动学模型的建立

2．4．4 模型评价

2．5 讨论

2．6 小结

第三部分 肾脏内科病原菌耐药性监测及基于蒙特卡罗模拟的治疗方案优化

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 病原菌分布调查及耐药性监测

3．2．2 模拟给药方案

3．2．3 PK／PD模型

3．2．4 蒙特卡罗模拟

3．3 结果

3．3．1 肾脏内科革兰氏阴性菌分布情况

3．3．2 检出率较高的革兰氏阴性菌的耐药性监测情况

3．3．3 传统及延长输注方式在不同MIC值时的PTAs

3．4 讨论

3．5 小结

参考文献

缩略词表

攻读学位期间公开发表的论文

致谢