常用抗生素在动物及人胆汁中的浓度分布和药效学研究

1、常用抗生素在动物及人胆汁中的浓度分布和药效学研究        【摘要】    【关键词】  抗生素； 胆汁； 浓度； 药效学； 高效液相色谱法          Concentration distribution and pharmacodynamics of antibiotics in bile of human and animals  LIANG Liji

2、an, ZHENG Jinglei, PENG Baogang, LI Dongming, YIN Xiaoyu, LI Shaoqiang, L Mingde, HUANG Jiefu. Department of Hepatobiliary Surgery, First Affiliated Hospital of Sun YatSen University, Guangzhou 510080, China    【Abstract】  Objective  To study the concentrations of general an

3、tibiotics in bile of human and rabbit and their antimicrobial activity to the biliary pathogenic bacteria so as to provide guidance for choosing effective antibiotics for hepatobiliary infection. Methods  The rabbits were administered intravenously with the equaleffect dose of six antibiotics.

4、Bile (1.5 ml) was collected at different time points after administration for assaying the concentration of antibiotics in the bile by high performance liquid chromatography (HPLC). The bile drug concentrationtime data were processed by software to figure out the pharmacokinetic parameters. For furt

5、her study, common duct bile and gallbladder bile of patients were collected to measure concentrations of 5 general antibiotics and detect antimicrobial activity of 157 strains of bateria separated for infected bile. The bile antibiotics concentration contrasted to the minimum inhibitory concentratio

6、n (MIC), and attained the bactericidal index (C/MIC). Results  The antibiotics with high mean peak concentration in the bile of rabbits were as follows: piperacillin 7 950.16 g/ml, cefoperazone 5 274.52 g/ml, ceftriaxone 1 107.01 g/ml, meropenem 31.97 g/ml, levofloxacin 66.26 g/ml an d metronid

7、azole 29.49 g/ml, respectively. The antibiotics with high concentration in common bile duct and gallbladder were as follows: piperacillin/tazobactam 350.38/16.69 and 139.81/15.92 g/ml, cefoperazone/sulbactam 563.75/14.76 and 169.90/8.83 g/ml, ceftriaxone 249.78 and 82.06 g/ml, ciprofloxacin 13.78 an

8、d 6.87 g/ml, moxifloxacin 18.31 and 7.09 g/ml. The meropenem and moxifloxacin had strongest antimicrobial activity among these antibiotics. The antimicrobial activity of piperacillin/tazobactam and cefoperazone/sulbactam were much stronger than that of piperacillin and cefoperazone. Piperacillin/taz

9、obactam, cefoperazone/sulbactam and moxifloxacin had the largest bactericidal index. Conclusions  The concentrations of all 6 antibiotics exceed their effective bactericidal concentrations in rabbit bile, with high concentrations of piperacillin, cefoperazone and ceftriaxone. And piperacillin/t

10、azobactam, cefoperazone/sulbactam and moxifloxacin have the biggest microbicidal potential in human bile and can be the first choice for treatment of hepatobiliary infections.    【Key words】  Antibiotics;  Bile;  Concentration;  Pharmacodynamics;  High perform

11、ance liquid chromatography      抗菌药物清除感染部位的病原菌，是通过在该部位达到和维持一定的抗菌药物浓度并且要达到或超过最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)来实现。胆道感染应选用在胆汁中浓度高且对致病菌敏感的高效抗生素1-2。由于抗生素在肝胆组织中的穿透力差异较大，且目前的相关研究不多，以血药浓度为主要依据不足以有效指导胆道感染临床用药。在目前抗生素严重滥用的情况下，药物敏感性不断下降3。本研究在动物实验的基础上进一步研究抗生素在胆道手术患者胆汁中的浓度分布，并测定临床分

12、离胆道致病菌的药效学抗菌活性指标MIC，将药物浓度和药效学结合对杀菌效力进行评估，为临床胆道抗生素用药提供比较系统的依据。    1  材料与方法    1.1  一般资料    1.2  方法    (1)胆汁采集方法：家兔禁食12 h后，用3%戊巴比妥麻醉，行胆总管造瘘术。留取空白胆汁标本后，按等效剂量静脉注射各待测抗生素：头孢曲松钠75 mg/kg，头孢哌酮钠75 mg/kg，哌拉西林钠300 mg/kg，美罗培南75 mg/kg，左氧氟沙

13、星25 mg/kg和甲硝唑40 mg/kg，给药结束后分别在0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、3、4、6、8 h等不同时间收集胆汁1.5 ml，-20 低温保存待测。    (2)胆汁药物浓度测定：均采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定胆汁样本中抗生素浓度。取各胆汁标本200 l，加入流动相或乙腈至2 ml，旋涡振荡，15 000 r/min离心10 min，取上清液经微孔滤膜过滤后进样测定药物浓度。    (3)HPLC药物浓度测定的方法学验证：通

14、过专属性试验及色谱行为得出分离效果良好，无内源性物质干扰。通过回收率和精密度试验得出本法的回收率、日内日间精密度均符合要求(回收率100%±10%，日间精密度10%)4。    (4)抗生素胆道排泄药动学计算和统计分析：用上海宏能药动学数据处理软件计算家兔胆汁药物浓度时间数据，得出各种抗生素相应的药代动力学参数。所得数据用±s表示。    (1)胆汁采集方法：患者开腹前半小时单剂静脉滴注各抗生素，剂量为哌拉西林/他唑巴坦(4.00.5)4.5 g，头孢哌酮/舒巴坦(11)2.0 g，头孢曲松2.0 g，环丙沙星40

15、0 mg，莫西沙星400 mg，滴注时间均为60 min。在术中收集胆总管和胆囊胆汁样本各2 ml，置-20 冰箱保存待测。观察患者在整个试验期间内发生的不良事件，作安全性评价。    (2)胆汁药物浓度测定和方法学验证：同动物实验。    (3)抗生素药效学指标的测定：采用琼脂双倍稀释法测定抗菌药物对临床分离最常见的12种157株胆道病原菌的MIC。将受试菌悬液以多点接种器(DenlyA400)接种至一系列含抗菌药物的Mueller2Hinton (MH)琼脂平皿上，接种菌量为104菌落形成数(CFU)/点。链球菌接种于含5%脱纤维

16、羊血MH培养基，均置35 温室孵育1824 h观察结果。每次药敏测定时分别设大肠埃希菌ATCC25922,金葡菌ATCC29213,铜绿假单胞菌ATCC27853，肠球菌ATCC29212等标准菌株为质控菌。药敏结果按2003年美国国家临床实验室标准委员会标准判读5。    (4)抗生素的杀菌指数：根据各抗生素在胆汁中的浓度和该药对致病菌的药敏(MIC90)测定结果，分别计算各抗生素平均浓度C和该药对不同细菌MIC90的比值(杀菌指数，C/MIC90)。    2  结果    2.1 

17、; 动物实验结果    哌拉西林、头孢哌酮、头孢曲松具有很高的胆汁药物浓度，均>1 000 g/ml；其8 h浓度仍较高。而美罗培南、左氧氟沙星、甲硝唑的浓度相对较低，峰浓度均在100 g/ml以下；左氧氟沙星、甲硝唑的8 h药物浓度更低，美罗培南的消除速度最快，2 h胆汁药物浓度很低，3 h胆汁中不能检出药物。抗生素的胆汁药物浓度时间数据的药动学拟合结果显示，哌拉西林、头孢哌酮、美罗培南、甲硝唑在家兔胆汁中呈一房室模型，头孢曲松、左氧氟沙星为二房室模型。    2.2  临床研究结果   

18、; (2)抗生素对胆道革兰阳性球菌的抗菌活性：在增加内酰胺酶抑制剂后，复合制剂哌拉西林/他唑巴坦和头孢哌酮/舒巴坦的抗菌活性均显著增强。美罗培南、左氧氟沙星、环丙沙星和莫西沙星均有较强的抗菌力。见表3。    3  讨论    感染性疾病行抗菌治疗的最终目的是根除特定感染部位的微生物致病菌，所选用的抗生素必须对感染灶有较强的穿透力，并能在病灶中达到和维持较高的药物浓度。而药物浓度高低和有效与否，是由药物对病原菌的抗菌活性决定的。因此胆道感染时抗生素在胆汁中的浓度及其对胆道致病菌的抗菌活性是决定疗效的两个最重要因素6-7。    3.1  胆汁抗生素浓度的意义    目前抗生素的血药代谢变化规律是指导临床用药的主要依据，但是血药浓度很高的抗生素可能在靶组织器官或感染灶因穿透力有限而未能达到有效治疗浓度8。本研究根据抗生素对胆道致病菌的敏感性、毒副作用、效价关系等选取了常用抗生素中12种敏感性好且毒副作用小的药物进行胆汁药物排泄药动学的动物实验。结果显示，6种抗生素在家兔胆汁中均达到并超过有效杀