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编号:10506058
抗生素对肝脏和胰腺组织穿透能力及杀菌效力的实验研究
http://www.100md.com 《中华外科杂志》 1998年第0期
     作者:黎沾良 邓群 陆连荣 祝小枫 吕国平 马楠 熊德鑫

    单位:100037 北京,解放军第三○四医院

    关键词:抗生素类;药代动力学;细菌感染;杀菌指数

    中华外科杂志98z118 【摘要】 目的 测定7种抗生素对肝脏和胰腺组织的穿透能力,为临床选择用药提供参考。 方法 小鼠静脉注射或灌服抗生素后不同时间点采集血清及肝、胰组织标本,按微生物琼脂扩散法测定抗生素浓度。测定抗生素对6种常见病原菌的最小抑菌浓度(MIC90)。计算出抗生素对组织的穿透率(组织浓度/血清浓度)及在组织中的杀菌指数(组织浓度/MIC90)。 结果 抗生素对肝、胰组织的穿透率分别是:氨曲南472.9%和82.7%,头孢唑肟99.0%和44.6%,头孢三嗪92.4%和22.0%,头孢哌酮408.8%和33.3%,头孢布烯17.2%和0,乙基西梭霉素5.8%和8.7%,万古霉素11.6%和9.0%。氨曲南、头孢唑肟、头孢三嗪和头孢哌酮对肠道杆菌的杀菌指数都>100。 结论 上述4种抗生素适用于肝、胰细菌感染。头孢布烯、乙基西梭霉素和万古霉素在肝、胰组织中浓度低,难望有好的疗效。
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    The penetration of antibiotics into the liver and pancreas and their tissue bactericidal indexes Li Zhanliang, Deng Qun, Lu Lianrong, et al. 304th Hospital of People′s Liberation Army, Beijing 100037.

    【Abstract】 Objective To examine the penetration rates of 7 antibiotics into the liver and pancreatic tissues. Method Kunming mice received intravenous or oral bolus of antibiotics. Drug concentrations in serum and hepatic and pancreatic tissues were measured dynamically by microbiological agar diffusion method. The MIC 90 of tested drugs for common causative pathogens was determined. The penetration rates(tissue concentration/serum concentration) and bactericidal indexes(tissue concentration/MIC, BI) were calculated. Result The drug penetration rates of azotreonam into hepatic and pancreatic tissues were: 472.9% and 82.7%, respectively, ceftizoxime 99.0% and 44.6%,ceftitriaxone 92.4% and 22.0%, cefoperazone 408.8% and 33.3%, ceftibuten 17.2% and 0,netilmicin 5.8% and 8.7%, and vancomycin 11.6% and 9.0%. Azotreonam, ceftizoxime, ceftitriaxone and cefoperazone showed high bactericidal indexes(>100) to enterobacteraceae both in the liver and pancreas, while netilmycin and vancomycin′s BI was <2. Conclusion Azotreonam, ceftizoxime, ceftitriaxone and cefoperazone are effective in the treatment of bacterial infections in the liver and pancreas.
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    【Key words】 Antibiotics Phamacokinetics Bacterial infections

    肝胆系统和胰腺感染是腹部外科的常见病。急性胰腺炎继发感染是该类患者最主要的死因。除手术治疗外,合理的抗菌治疗十分重要。由于存在血胰屏障,胰腺感染时必须选用能够进入胰腺组织并形成有效浓度的抗菌药物,才有可能取得疗效。国外已就此进行了大量研究,但还留有空白。能进入肝胆系统的抗生素比较多,但其在肝组织中形成的浓度也高低悬殊。我们测定了文献中未见或少见报道的7种抗生素对肝脏和胰腺组织的穿透能力及其在组织中的杀菌效力,以期为临床合理用药提供依据。

    材料与方法

    1.实验用抗生素:氨曲南(azotreonam, AZT,施贵宝公司),头孢唑肟(ceftizoxime, CZX,藤泽株式会社),头孢三嗪(ceftriaxone, CTRX, 罗氏公司),头孢哌酮/青霉烷砜(cefoperazone/Sulbactam, CPZS, 辉瑞公司),头孢布烯(ceftibuten, CTB,先灵葆雅公司),乙基西梭霉素(netilmicin, 先灵葆雅公司),万古霉素(vancomycin,礼来公司)。
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    2.实验设计:昆明小鼠(军事医学科学院提供)176只,体重25±5 g,静脉注射抗生素(乙基西梭霉素25 mg/kg,万古霉素100 mg/kg,其余均200 mg/kg)或灌服头孢布烯(2 mg/只)后,分别于15、30、60、120 min(每个时间点n=6)在1%戊巴比妥钠(50 mg/kg)麻醉下抽取下腔静脉血,离心取血清;切取肝脏组织和整个胰腺,称重后加生理盐水匀浆。另设对照组(n=8)不用药,直接留取标本。标本于1 h内处理。

    3.标本测定:采用琼脂扩散法[1]。取新鲜培养的标准细菌(万古霉素、头孢三嗪用枯草芽胞杆菌

    63501,其他抗生素用大肠杆菌44113),混入琼脂培养基使浓度达到106 CFU/ml,倒入平板,凝固后等距离打孔,直径3 mm。用生理盐水把抗生素分别倍比稀释成从0.062 5 μg/ml到160 μg/ml的12种标准液。将抗生素液、待测血清和组织匀浆液分别加入小孔,室温放置1 h后移入孵箱,37℃培养8~16 h。根据标准溶液抑菌圈直径,用直线回归方法绘制标准曲线,按回归方程计算出各标本的抗生素浓度(精度为0.1 mg/L),结果以±s表示。计算抗生素对肝、胰组织的穿透率(组织药物浓度/血药浓度)。
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    4.测定上述7种抗生素对临床标本分离的50株需氧菌的最小抑菌浓度(MIC90,mg/L),精度为0.063 mg/L。计算抗生素在肝、胰组织中的杀菌指数(峰浓度/MIC90)。

    结果

    1.抗生素在血液、肝脏和胰腺组织中的浓度及穿透率:对照组均无抑菌圈出现。抗生素静脉注射后,15 min均在血液中形成峰浓度,然后随时间而递减。肝脏和胰腺组织中的浓度曲线与血浓度曲线大致平行,只有氨曲南在胰腺组织中的峰浓度滞后(30 min)。血药峰浓度和肝、胰腺组织峰浓度及其相应穿透率见表1。头孢布烯灌服后于60 min出现血药峰浓度(52.3±32.0),肝组织中浓度很低(9.0),胰组织中则始终未能测出。

    2.抗生素对肝、胆、胰感染常见需氧病原菌的最小抑菌浓度(MIC90)见表2。
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    3.抗生素在肝脏和胰腺组织中的杀菌指数:抗生素在体液或组织中形成的浓度与该种抗生素对细菌的最小抑菌浓度(MIC90)之比,称为杀菌率或杀菌指数(bactericidal index)。上述抗生素在肝脏和胰腺组织中的杀菌指数见表3。

    讨论

    1.研究抗生素在肝、胰组织中浓度的意义:约有40%~60%急性坏死性胰腺炎发生继发感染[2,3]。抗菌药物治疗是急性胰腺炎治疗中重要的一环。但70年代以前,无论是应用抗菌药物预防还是治疗急性胰腺炎继发感染,结果都使人失望。80年代血胰屏障概念的确立[4],使针对胰腺感染的选择用药有了明确的方向。国外以往研究表明,在常用的抗生素中,大约只有1/3能够进入胰腺组织并形成有效杀菌浓度[5]。引起胰腺感染的病原菌,大约2/3是革蓝阴性肠道杆菌,其次才是革蓝阳性球菌和厌氧菌[6,7]。已知对胰腺组织有较强穿透能力又对多数病原菌有较好杀菌作用的药物是氟喹诺酮类(氧氟
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    表1 抗生素在血清和肝、胰组织中的峰浓度及穿透率(±s) 药 物

    药峰浓度

    穿透率

    血清(mg/L)

    肝组织(mg/kg)

    胰组织(mg/kg)

    肝(%)

    胰(%)

    氨曲南

    103.4±33.6

    489.0±263.2

    85.3±24.5
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    472.9

    82.7

    头孢唑肟

    302.1±297.6

    299.0±209.4

    134.9±136.6

    99.0

    44.6

    头孢三嗪

    66.0±58.2

    61.0±35.5

    14.5±5.4
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    92.4

    22.0

    头孢哌酮

    118.9±25.2

    486.1±147.1

    39.7±32.8

    408.8

    33.3

    头孢布烯

    52.3±32.0

    9.0±7.2

    0

, 百拇医药     17.2

    0

    乙基西梭霉素

    71.2±17.3

    4.1±4.4

    6.2±2.9

    5.8

    8.7

    万古霉素

    85.7±16.1

    9.9±8.7

    7.7±2.6

    11.6
, 百拇医药
    9.0

    表2 7种抗生素对细菌的MIC90(mg/L) 菌 株

    氨曲南

    头孢唑肟

    头孢三嗪

    头孢哌酮/

    青霉烷砜

    头孢布烯

    乙基西梭霉素

    万古霉素

    大肠杆菌

    0.25
, 百拇医药
    1

    0.06

    0.25

    0.50

    16

    >32

    克雷伯杆菌

    0.13

    0.13

    0.06

    0.25

    0.50

    4
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    >32

    变形杆菌

    0.06

    0.06

    0.06

    0.13

    0.06

    8

    >32

    绿脓杆菌

    16

    >32

    >32
, 百拇医药
    8

    >32

    >32

    >32

    金葡菌

    >32

    >32

    >32

    16

    >32

    >32

    0.063~5

    粪肠球菌
, 百拇医药
    >32

    >32

    8

    8

    >32

    16

    0.063~5

    注:为文献资料表3 7种抗生素在肝、胰组织中的杀菌指数 药 物

    组织

    大肠杆菌

    克雷伯杆菌

    变形杆菌
, 百拇医药
    绿脓杆菌

    金葡菌

    粪肠球菌

    氨曲南

    肝

    1 956

    3 912

    7 761

    30.6

    -

    -

    胰

    341
, 百拇医药
    682

    1 353

    5.3

    -

    -

    头孢唑肟

    肝

    299

    2 392

    4 746

    -

    -

    -

, http://www.100md.com     胰

    135

    1 079

    2 158

    -

    -

    -

    头孢三嗪

    肝

    968

    968

    968

    -

    -
, 百拇医药
    7.6

    胰

    232

    232

    232

    -

    -

    1.8

    头孢哌酮/青霉烷砜

    肝

    1 944

    1 944

    3 888
, 百拇医药
    61

    30.4

    61

    胰

    159

    159

    318

    5

    2.5

    5

    头孢布烯

    肝

    18

    18
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    143

    -

    -

    -

    胰

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    乙基西梭霉素

    肝

    0.25
, 百拇医药
    1.0

    0.5

    -

    -

    0.25

    胰

    0.38

    1.55

    0.8

    -

    -

    0.4

    万古霉素

, http://www.100md.com     肝

    -

    -

    -

    -

    2.0~157

    2.0~157

    胰

    -

    -

    -

    -

    1.5~122

    1.5~122
, 百拇医药
    沙星,环丙沙星)、亚胺配能、头孢羧肟、头孢噻肟、甲硝唑、美洛西林、氯霉素等。我们对文献中未见报道的氨曲南、头孢三嗪、头孢哌酮、头孢布烯、万古霉素以及只有零星报道的头孢唑肟和乙基西梭霉素进行研究,以期临床选择用药时能有更大的回旋余地。少数抗生素主要经肝胆排泄,部分经肝胆排泄的抗生素比较多,有的能在肝组织和胆汁中形成超高浓度,但有些抗生素则很少进入肝胆系统。了解抗生素对肝胆系统的穿透力,对选择肝胆系统感染用药有帮助。

    2.7种抗生素在肝、胰组织中的浓度:结果表明,单环β-内酰胺类的氨曲南和第三代头孢菌素中的头孢唑肟、头孢三嗪和头孢哌酮,都能在胰腺组织中形成相当浓度,其穿透率分别为82.7%、44.6%、22%和33.6%,对一般感染性疾病有良好疗效的头孢布烯却不能进入胰腺。乙基西梭霉素和万古霉素在胰腺中浓度较低,只相当于血浓度的8.7%和9%。在肝组织中,氨曲南与头孢哌酮能形成4倍于血清的超高浓度;头孢唑肟与头孢三嗪的浓度与血清相当;头孢布烯、乙基西梭霉素和万古霉素则较少进入肝脏组织,其浓度分别只相当于血清浓度的17.2%、5.8%和11.6%。
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    3.7种抗生素在肝、胰组织中的杀菌效力:判断某种抗生素在特定组织中的抗菌效果,要把该药在组织中形成的浓度和该药对常见病原菌的杀菌活性结合起来考虑。我们选择的6种细菌,代表了肝、胆、胰感染病原菌的80%以上[6,7]。一般认为杀菌指数能达到4,即药物浓度相当于4倍MIC,即有较好的抗菌效果。从表3可以看出,氨曲南、头孢唑肟、头孢三嗪和头孢哌酮/青霉烷砜对肝、胆、胰感染时最常见的几种肠道杆菌都有很高的杀菌指数,其中头孢唑肟注射后2 h仍在胰腺组织中保持15倍于MIC90的浓度;氨曲南和头孢哌酮/青霉烷砜对绿脓杆菌的杀菌指数在肝脏为30.6~61.0,在胰腺也≥5.0。头孢布烯在肝脏的杀菌指数尚可,但完全不能用于胰腺感染。乙基西梭霉素与其他氨基甙类抗生素一样,在肝脏和胰腺组织中不能形成有效杀菌浓度。万古霉素的穿透率也低,是否能抑制肝、胆、胰感染中的革蓝阳性球菌尚需进一步探讨。

    我们的研究结果提示,在预防或治疗急性胰腺炎继发感染及肝胆系统感染时,氨曲南、头孢唑肟、头孢三嗪和头孢哌酮/青霉烷砜是可供选择的抗生素。 参考文献
, 百拇医药
    1 戴自英,主编.实用抗菌药物学.第1版.上海:上海科学技术出版社,1992.7-8.

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    7 Buchler M, Malfertheiner P, Frieb H, et al. Human pancreatic tissue concentration of bactericidal antibiotics. Gastroenterology, 1992,103:1902-1908.

    (收稿:1998-06-30 修回:1998-10-05), 百拇医药