陈海琴,石庆平#,孔令提*,桑 冉,朱裕林,朱锦秀,刘 哲

(1蚌埠医学院第一附属医院药剂科,蚌埠 233000;2蚌埠医学院药学院;*通讯作者,E-mail:konglingti@163.com;#共同通讯作者,E-mail:sir-shi@126.com)

万古霉素(vancomycin,VAN)作为微生物发酵产生的首个三环糖肽类天然抗生素[1],是众多权威指南推荐的临床治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的一线药物[2]。有研究表明[3-5],如果按照万古霉素说明书的推荐剂量给药,则存在相当一部分的患者血药浓度不在治疗窗范围内。万古霉素为时间依赖性抗生素,血药浓度过低可能会导致无法发挥药效或因血药浓度始终达不到有效谷浓度而长期用药致使产生耐药菌[6],过高则可能导致药物不良反应的产生,如:耳毒性和肾毒性等[7,8],一般要求稳态谷浓度水平Cmin靶值维持在10-20 μg/ml或24 h内药-时曲线下面积与最低抑菌浓度的比值AUC24 h/MIC≥400时,万古霉素治疗MRSA的疗效最好[9,10],当万古霉素治疗菌血症和脑膜炎等复杂感染时,血药浓度应维持在15-20 μg/ml,临床上需对儿童等特殊人群进行治疗药物监测[2]。列线图是一种基于多因素回归模型,然后对各个影响因素对结局变量影响程度高低进行赋分而创建的可视化图形,使得建立的预测模型更具可读性和使用价值。目前我国的相关研究[3,11-21]仅限于在万古霉素血药浓度的影响因素上进行探索,还处于定性的评价过程,未做到向临床治疗辅助工具的转化和开发[22],因此更早预测万古霉素血药浓度能否达标,及时进行临床干预调整用药,有利于更好地发挥万古霉素的疗效,保证患者的人身安全,减少不必要的医疗浪费。本研究通过列线图模型实现对万古霉素血药浓度异常风险进行预测,并研究预测得分与疗效和不良反应之间的相关性,判断万古霉素治疗期间疗效最佳、不良反应最少的预测得分区间,为今后临床万古霉素的个体化合理应用提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

研究选取蚌埠医学院第一附属医院2017年1月1日至2018年12月31日期间,开展万古霉素血药浓度监测的住院患者为研究对象。纳入标准:①年龄、性别不限;②临床治疗过程中静脉注射万古霉素用于治疗感染并进行过万古霉素血药浓度监测的患者;③收集数据为患者万古霉素血药浓度的谷浓度,而非峰浓度或给药后立即监测的浓度;④住院患者;⑤相关资料信息完整。排除标准:①临床治疗过程中未使用万古霉素治疗感染,而使用去甲万古霉素治疗的病例;②万古霉素血药浓度监测为峰浓度或给药后立即监测的患者;③非静脉注射给药的患者;④临床资料不完整。

1.2 数据收集

依据万古霉素的特点和医院HIS系统病案的实际情况,设计表格和电子数据库收集如下数据:①人口学资料:年龄、性别;②既往史:过敏史、吸烟史、酗酒史;③生命体征:万古霉素血药浓度监测当日体温;④感染情况:主要感染类型、双重感染;⑤伴随疾病:糖尿病、高血压、冠心病、风湿性关节炎、心脏病、慢性支气管炎、乙肝和结核;⑥住院情况:入院科室、住院期间是否发生危重情况、手术及操作次数;⑦患者监测时用药情况:万古霉素(剂量、给药频次、溶媒、治疗方案合理性);⑧实验室检测指标:谷丙转氨酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶、谷氨酰转肽酶、总蛋白、白蛋白、球蛋白、总胆红素、血清尿素、血清肌酐、白细胞计数、血红蛋白、血小板;⑨联合用药:美罗培南、阿米卡星、阿奇霉素、哌拉西林舒巴坦、莫西沙星、庆大霉素、头孢哌酮舒巴坦、亚胺培南、去甲万古霉素、氟康唑、头孢地嗪、伏立康唑、头孢替安、呋塞米、托拉塞米和地塞米松;⑩结局指标:每位患者每次进行万古霉素血药浓度的监测值,根据《中国万古霉素治疗药物监测指南》[23],以患者进行血药浓度监测时,万古霉素的血药浓度在10-20 μg/ml范围内为血药浓度正常组,低于该范围为血药浓度偏低组,高于该范围的为血药浓度偏高组。

1.3 万古霉素血药浓度监测

本次研究万古霉素血药浓度样本采集时间为第5次给药前30 min,同一患者给药间隔大于1周时,视为不同样本纳入研究。万古霉素血药浓度监测的方法采用酶放大免疫测定法,使用酶试剂1(标记有细菌葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的万古霉素0.21 U/ml,羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液,小牛血清白蛋白,防腐剂以及稳定剂)和试剂2(抗体/底物:鼠单克隆万古霉素抗体27 μg/ml,小牛血清白蛋白,葡萄糖-6-磷酸44 mmol/L,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸36 mmol/L,防腐剂以及稳定剂)在全自动生化分析仪(Viva-E:YZB/HOL 1746-2010)上进行监测,监测前进行了相应的质控检查和定标。

1.4 疗效和不良反应评价标准

疗效根据《抗菌药物临床研究指导原则》[24]分为:①痊愈:患者症状、体征、实验室检查和细菌学检查四项指标均恢复正常;②显效:患者病情明显好转,但上述四项指标未完全恢复正常;③进步:用药后,患者病情有所好转,但不明显;④无效:用药72 h后,患者病情无明显进步甚至加重。临床有效率(%)=(痊愈例数+显效例数)/总例数×100%。

不良反应评价主要根据回顾性调查患者病程记录及不良反应报告,查看用药期间患者是否出现耳鸣、听力减退、肾功能等不适情况,进行详细记录,统计不良反应发生情况。

1.5 统计与分析

采用SPSS25.0和R4.0.0软件对数据进行处理。将所有连续变量转换为分类变量,使用卡方检验进行比较,以P<0.05为差异有统计学意义,万古霉素血药浓度异常影响因素分析采用Logistic回归模型,筛选出的变量再通过R软件制作万古霉素血药浓度异常风险列线图,并采用ROC曲线下面积AUC和校准曲线进行预测模型区分度及拟合优度的性能评价。

1.6 伦理与临床试验注册

该研究获得了蚌埠医学院第一附属医院临床医学研究伦理委员会的伦理批准(科研项目批准文号:2018KY008),并在中国临床试验注册中心进行了试验注册(注册号:ChiCTR1900024062)。

2 结果

2.1 血药浓度异常影响因素的单因素分析

通过医院HIS系统收集到2017年1月1日至2018年12月31日期间共136名患者进行过万古霉素血药浓度监测,共207个血药浓度监测值。通过纳入排除标准后保留175个血药浓度监测值,万古霉素血药浓度在10-20 μg/ml的有76例,低于10 μg/ml的有61例,高于20 μg/ml的有38例,达标谷浓度占比为43.4%。对可能影响血药浓度异常的因素进行单因素分析后,年龄、过敏史、入院科室、风湿性关节炎、感染类型、剂量、体温、谷丙转氨酶、谷氨酰转肽酶、总蛋白、白蛋白、球蛋白、血清尿素、血肌酐、美罗培南、溶媒和治疗方案合理性17个因素差异有统计学意义(P<0.05,见表1)。

表1 万古霉素血药浓度异常影响因素的单因素分析 例(%) (未完待续)

续表1 万古霉素血药浓度异常影响因素的单因素分析 例(%) (未完待续)

续表1 万古霉素血药浓度异常影响因素的单因素分析 例(%) (未完待续)

续表1 万古霉素血药浓度异常影响因素的单因素分析 例(%)

2.2 血药浓度异常影响因素的多因素Logistic分析

将单因素分析中P<0.05的17个因素纳入多因素Logistic回归分析。结果显示,年龄、感染类型、体温、谷氨酰转肽酶、血清肌酐、美罗培南、溶媒和治疗方案合理性8个因素差异有统计学意义(P<0.05,见表2),是万古霉素血药浓度异常的危险因素。

表2 万古霉素血药浓度异常影响因素的多因素Logistic分析

2.3 血药浓度异常风险列线图的建立和验证

根据多因素Logistic回归筛选出的8个变量建立万古霉素血药浓度异常风险列线图(见图1),每个变量对应最上方的评分标尺的得分。8个因素的最低得分均为0分,年龄的最高得分为93分,感染类型最高得分为50分,体温最高得分为7分,谷氨酰转肽酶最高得分为10分,肌酐最高得分为35分,美罗培南最高得分为15分,溶媒最高得分为100分,治疗方案合理性最高得分为20分,总分范围为0-330分。总分对应风险轴上的概率值,总分越高,发生血药浓度异常风险的概率越高。模型的AUC为0.919 5(95% CI 0.874 1-0.964 9),敏感度为92.1%,特异度为78.1%,同时通过重抽样的方法进行了模型验证,绘制了Calibration曲线(见图2),该模型实际校准线距离参考线较近,共同表明模型性能较好。

图1 万古霉素血药浓度异常风险预测列线图Figure 1 A nomogram for predicting the risk of abnormal blood concentration of vancomycin

图2 万古霉素血药浓度异常风险预测模型校准曲线图Figure 2 Calibration curve of the risk prediction model for abnormal blood concentration of vancomycin

2.4 列线图评分与万古霉素疗效和不良反应的相关性

依据构建的列线图对纳入研究的所有病例进行评分,得出评分范围为63-256分,平均(163.2±25.05)分,将得分进行从小到大排序,分为5组,依次命名为最低组(63-141分)、偏低组(141-153分)、中间组(153-169分)、偏高组(169-182分)和最高组(182-256分),每组35例,各评分对应的概率值,即风险值为等比例分布,≤30%为低风险,31%-60%为正常范围,>60%为高风险。结果表明随着评分的增加,患者的万古霉素血药浓度异常的风险增加的同时,疗效会逐渐减少,不良反应发生率会增加(见表3)。

表3 疗效与不良反应分布情况 例(%)

3 讨论

有文献报道,当万古霉素谷浓度>15 mg/L时,肾毒性发生率达到29.6%,甚至更高[25],当万古霉素谷浓度>20 mg/L时,肾毒性发生率可高达65%[26],同时随着广谱抗生素的大量使用,细菌对万古霉素的耐药性日趋严重[27],为减少万古霉素不良反应的发生、避免耐药菌的产生,达到预定的治疗效果,开展万古霉素个体化药学服务项目,建立可供临床直观判断用药效果的评分工具预测模型尤为重要。本研究为回顾性研究,由于万古霉素为时间依赖性抗菌药物,发挥药效的关键是通过延长抗菌药物输注时间,使药物浓度持续高于目标生物的MIC[28],监测峰浓度对疗效的监测意义不大[29];并且万古霉素的组织再次分布速度缓慢,导致峰浓度难以监测[1],且有研究认为[30],监测万古霉素峰浓度与万古霉素药效的相关性不好,而万古霉素的谷浓度可以作为万古霉素AUC的替代指标,这一点为人们广为接受。因此本研究纳入的血药浓度监测值均为谷浓度,针对肾功能正常的患者,其半衰期为6-12 h,在4-5个半衰期后血药浓度达到稳定,在第3天(首次给药后48 h)开始监测,对于肾功能不全的患者,首次给药后72 h后开始监测[23]。既往研究[3,11-21]表明万古霉素血药浓度与年龄、血清白蛋白、剂量、给药量、尿量、肌酐清除率、血清肌酐、血尿素氮、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、谷酰转氨酶等有关,故本研究结合相关因素及医院HIS系统的实际情况,纳入可能的影响因素,通过Logistic回归预测模型构建列线图进行定量评价。

本研究显示,年龄、血清肌酐、谷氨酰转肽酶、治疗方案合理性、美罗培南、溶媒、体温以及感染类型是万古霉素血药浓度异常的独立影响因素。其中年龄是影响肾功能的一项重要因素,与本研究中的血清肌酐是影响万古霉素血药浓度的独立危险因素相呼应。血清肌酐会直接影响肌酐清除率,但会受到很多因素的影响,如:年龄、性别、药物等[31],可以反映患者的肾功能情况,通常认为万古霉素在体内基本不代谢,24 h给药剂量90%以原型经过肾脏消除。谷氨酰转肽酶是反映肝功能的指标,肝功能不全会使万古霉素未结合的部分增加,从而导致肾清除延迟[32]。因万古霉素临床治疗过程中多为经验性给药,本研究治疗方案合理性的判定标准为万古霉素药品说明书和2011年版《万古霉素临床应用中国专家共识》,这导致本研究治疗方案合理性较低,有研究表明经验性用药后血药浓度达标率较低[33-35],与本研究血药浓度达标率不高相符,同时这与申庆荣等[20]得到的万古霉素血药浓度与用法用量是否合理存在显著性差异这一结论相似。美罗培南、体温、溶媒和感染类型4个因素在之前的相关研究中并未出现,是本次研究新发现的影响万古霉素血药浓度的独立影响因素,美罗培南和万古霉素都属于高级别抗生素,两者联用易导致二次感染,并且两者都存在严重的肾毒性,导致肾功能损伤,所以应尽量避免联用,当必须联用时,应慎重给药;患者体温的变化会引起内脏功能、免疫力、基础代谢率和血液循环的变化,可能引起患者体内的万古霉素吸收和代谢状态,从而导致血药浓度无法达到有效浓度范围;万古霉素使用说明书中表示其可以与0.9%氯化钠注射液、5%葡萄糖注射液、10%葡萄糖注射液、乳酸林格氏液和5%葡萄糖氯化钠注射液配伍,但溶媒作为给药介质,不同的溶媒可能会导致不同的治疗效果,在张敏等[36]的研究中表明虽然万古霉素与各溶媒的配伍溶解情况符合国家标准,但不推荐国产的万古霉素与5%葡萄糖注射液配伍使用;感染类型在之前的研究中并未纳入可能的影响因素,但是在临床治疗中需要考虑患者的感染类型,判断患者的感染情况,感染类型在一定程度上可反映患者的感染情况,可在后续的研究中加大纳入例数,判断感染类型对万古霉素血药浓度的影响。列线图模型的构建可以更为直观地反映患者使用万古霉素后血药浓度异常风险程度,目前已有许多研究者通过列线图模型对疾病风险和预后进行预测[37,38],但是目前没有关于万古霉素血药浓度异常风险列线图的研究。本研究利用医院相关数据建立了万古霉素血药浓度异常风险列线图,其预测血药浓度异常的能力较好,对预测血药浓度异常有一定意义,同时随着评分的增加,万古霉素血药浓度异常风险的概率值逐渐偏向高风险,且随着评分的增加,患者的疗效减低,不良反应增加,可以初步估计患者用药后的疗效和不良反应情况,为患者制订个体化用药方案。本研究通过建立万古霉素血药浓度不达标风险预测模型,既往文献未见类似的研究报道。但本研究仍存在一定局限性:①无法对未知混杂因素进行分析,因此所分析的结果存在一定局限性;②由于纳入的影响因素较多,且本研究为回顾性研究,较多数据难以收集,导致最终纳入研究的例数较少。

综上所述,虽然在既往万古霉素的药效、药动学研究中,已经基本确定了万古霉素的给药方案及监测程序,但仍需针对具体患者进行个体化用药,本研究建立的列线图有助于提前简单、直观地对患者的万古霉素血药浓度进行定量评分,估计血药浓度异常风险程度,同时可根据评分简单判断患者的疗效和不良反应发生的概率,有助于临床及时调整用药方案,减轻患者的身心和经济负担,为实现个体化用药提供支持。