药动学和药效学研究

药动学（pharmacokinetics，PK）与药效学（pharmacodynamics，PD）是药理学研究相互关联的两个重要方面，抗菌药药动学与药效学特征有其独特之处，对指导临床用药具有重要价值。过去，最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）常作为评估抗菌药活性的指标，而未考虑到抗菌活性的时程因素。自20世纪70年代后开始进行抗菌药活性的时程研究，包括杀菌率与增加药物浓度的相关性、抗生素后效应（PAE）等。反映抗菌药体外抗菌活性指标有细菌对特定抗菌药的敏感性，包括纸片扩散法药敏测定、最小抑菌浓度（MIC）、最低杀菌浓度（MBC）杀菌曲线、抗菌药后效应、联合抗菌分数等。其中杀菌曲线可反映抗菌药杀灭细菌的动态过程与杀菌效率。随着药动学和药效学的研究深入，将药物浓度－时间曲线下面积（AUC0～24）、MIC、药物峰浓度（Cmax）、MIC、时间（t）＞MIC、PAE等作为预测抗菌药疗效的有意义的药效学参数。PK／PD的研究不仅有利于早期化合物的筛选，而且对评价药物的有效性、推测最佳治疗剂量和用药间隔，降低药物不良反应，以及避免或减少药物耐药性都有指导性的作用。PK／PD研究是抗菌药合理应用的基础，在设计抗菌药治疗方案中具有重要价值。

（一）基本情况

抗菌药临床治疗的目的是要根除致病菌，同时尽量避免耐药菌株的生成。制订合理的给药方案是抗菌药达到临床治疗目的的保证。抗菌药的效力取决于药物、人体和病原菌的相互作用。这三种因素的复杂互动导致剂量－效应曲线上存在明显的个体差异，这是抗菌药治疗上的不可控因素。既往有关抗菌药药效学的研究单纯局限于抗菌药的药理效果，亦即给药与反应。但在临床实践中，人体给药以后药物在体内浓度与各器官组织分布随时间发生改变，无法了解药物体内过程的改变对抗菌药药效有何影响。只有开展药动学与药效学关联研究（PK／PD），寻找不同抗生素适当PK／PD参数，才能制订出适当的给药方案，指导临床合理用药。

根据抗菌药杀菌动力学过程不同，可将其分为浓度依赖性抗菌药物与时间依赖性抗菌药物（也称非浓度依赖性抗菌药物）。时间依赖性抗菌药的药动、药效学指标是：血药浓度大于MIC的时间间期（t＞MIC）与给药间期（S）之比（%，t＞MIC），浓度依赖性抗菌药物的药动、药效学指标是峰浓度对MIC的比值（Cmax／MIC）或者是血药浓度曲线下面积对MIC的比值（AUC／MIC）。哪种药动、药效学指标最能反映其临床疗效，取决于该抗菌药本身的杀菌活性和作用的持续性。

β－内酰胺类属于时间依赖性，氨基糖苷类、喹诺酮类属于浓度依赖性，杀菌药阿奇霉素和万古霉素虽然属于时间依赖性，但它们的最佳药动、药效学指标却是AUC／MIC，这是因为它们都有较长的抗菌药后效应（PAE）。当MIC变小，AUC／MIC增加，PAE延长；而当MIC变大，AUC／MIC减小时，PAE缩短，这时，最佳药动、药效学指标变成T＞MIC。大环内酯类（如红霉素、克拉霉素）属于时间依赖性，而酮内酯类，如泰利霉素（Telithromycin），则属于浓度依赖性杀菌药。

在抗菌药PK／PD研究中，涉及药动学参数有Cmax、AUC0～24、t1／2等，由于抗菌药作用于靶位的浓度无法测定，常用MIC代表药效学参数。衍生PK／PD参数有AUC0～24／MIC、Cmax／MIC与t＞MIC（血药浓度维持在抗菌药物对致病菌的MIC以上的时间）。大量体外实验、动物实验与临床研究表明，反映浓度依赖性抗菌药与非浓度依赖性抗菌药的药理效果PK／PD参数各不相同，浓度依赖性抗菌药的杀菌效果主要与药物浓度有关，如氨基糖苷类、喹诺酮类，此时AUC0～24／MIC能较好地预测抗菌药物的临床疗效，临床用药应注意每日给药量，而给药次数在药量足够时可以减少，对每日1次给药者该参数可简化为Cmax／MIC。相反，对于非浓度依赖性抗菌药物，如β－内酰胺类，杀菌活性发挥需一定浓度药物维持较长时间，此时t＞MIC能较好地预测抗菌药临床疗效，反映细菌与抗菌药接触时间对药物效果的影响。

研究表明，预期要取得较好临床疗效，β－内酰胺类抗菌药的t＞MIC需要超过给药间歇的40%，喹诺酮类AUC0～24／MIC必须高于125，氨基糖苷类Cmax／MIC最好在10以上。各种抗菌药PK／PD治疗参数见表1－2。

表1－2　预测抗菌药疗效PK／PD参数

（二）临床应用

1．时间依赖性抗菌药　早在20世纪70年代，日本的临床药学专家加藤博在一项头孢氨苄的体外抗菌实验中发现，影响头孢氨苄杀菌活性的主要因素是有效药物浓度作用于细菌的时间长短，而与浓度的增加关系不大。因此认为此类抗生素的杀菌活性具时间依赖性，即在体内的杀菌作用主要取决于药物在血液与组织中的浓度维持在MIC以上的时间（t＞MIC）。在以后的体外细菌学、动物感染模型、临床研究中进一步验证了时间依赖性抗生素t＞MIC与细菌清除率具有最密切的相关性的结论，并且还指出：①只有当t＞MIC占给药间隔时间的比例超过40%时，才能达到良好的细菌清除率，实验动物模型存活率高达90%～100%。血清浓度达到MIC的4～5倍，其杀菌作用即处于饱和状态，增加给药剂量一般不改善疗效。②t＞MIC占给药间隔时间的比例（t＞ MIC%）因病原菌的不同而不同。对于葡萄球菌，t＞MIC%达到或超过40%时显示最大杀菌疗效；而对肺炎球菌和肠道细菌，则需超过60%～70%才显示最大疗效。③在临床研究中也进一步证实。临床治疗中耳炎和鼻窦炎，当青霉素的t＞MIC%约为40%，头孢菌素为50%时细菌有效清除率高。因此，这类药物的抗菌活性主要表现为杀菌效果呈现时间依赖性，药效持续时间短或中等。t＞MIC是与药效相互关联的主要参数。结合以上药效学的特点，合理使用时间依赖性抗生素的关键在于：优化细菌暴露于药物的时间。药物使用后24h内，有40%～60%的时间体内血药浓度超过致病菌MIC时抗菌疗效最佳。临床上常需每日多次给药方可达此目的，对于高MIC的病原菌甚至可采用持续静脉输注的方法。如使用大剂量（2　400U）青霉素持续静脉滴注可治疗肺炎链球菌（包括青霉素耐药株）所致感染。随意延长给药间隔，无法保证有效的t＞MIC。如果给药方法不当，可使药物浓度长期处于亚致死水平，非但不能将细菌杀死，反而可对菌株产生选择，导致耐药。

在20世纪70－80年代，日本、美国先后开始研制头孢菌素、大环内酯类的缓释制剂，从制剂上延长了体内药物浓度超过MIC的时间，不仅提高了药物的杀菌活性而且提高了服药的依从性。20世纪90年代，我国也开始研制抗生素缓释制剂——头孢氨苄缓释胶囊，随后又开发了头孢克洛缓释胶囊。目前国外应用抗生素缓释制剂已经超过50%，而我国却还不到10%。

2．浓度依赖性抗菌药　浓度依赖性抗菌药具良好的快速杀菌作用，而且大多数的抗菌浓度都有一个最高限。当药物浓度低于这一最高抗菌浓度时，其抗菌活性随药物浓度升高而增强，药物达到最高抗菌浓度时，其抗菌活性最强。若药物浓度再增加，其抗菌活性不仅不再增强，有时反而下降。

实验发现，直接影响此类药物体内杀菌活性的药效学参数是AUC0～24／MIC、Cmax／MIC，而与t＞MIC关系不大。一般喹诺酮类药物的药效学参数更倾向于AUC0～24／MIC，氨基糖苷类药物的药效学参数偏向于Cmax／MIC。

有关喹诺酮类药物的PK／PD参数的相关实验结果可见，在感染动物模型的存活率达到90%～100%时，24h动物血中AUC0～24／MIC所需要的值大小不等。免疫健全的动物在肺炎链球菌感染时，AUC0～24／MIC值约需25，而免疫缺陷的动物在G－杆菌感染时，约为100。24h的AUC0～24／MIC的值为25和100相当于24h平均血药浓度是MIC的1倍和4倍。

有关氨基糖苷类药物的PK／PD参数的相关实验结果为：治疗有效与无效的患者之间Cmax／MIC有显著性差异。Cmax／MIC达8～10时，有效率可达90%；而且Cmax高于MIC　10～12倍或以上能取得理想疗效。因此，浓度依赖性抗菌药物的抗菌活性特点主要表现在：杀菌作用呈浓度依赖性，药效作用时间长；给药方案的目标为将浓度增加到最大限度；AUC0～24／MIC、Cmax／MIC值是与药效相互关联的主要参数。结合上述药效参数，这类药物合理给药的关键在于增加Cmax／MIC和AUC0～24／MIC。国外专家，建议首先将氨基糖苷类药物给药方案从每日2～3次改成日剂量单次给药（single daily dosing，SDD）。大剂量单次给药可增加Cmax，从而提高Cmax或AUC0～24与MIC的比值，提高杀菌力。然而，这对品种的安全性要求较高。氨基糖苷类药物的杀菌作用呈浓度依赖性，但其毒性却与血药浓度不直接相关。临床报告表明，此类药物（如阿米卡星、妥布霉素、奈替米星等）无论其半衰期长短，日剂量单次与分成2～3次给药相比，其药效更好或不变，但肾毒性及对高频音的听力影响反而降低。因此，SDD对于氨基糖苷类药物，不仅可提高抗菌疗效，而且使肾毒性及高频耳毒性减少。国内外对此均持肯定的结论。

对于喹诺酮类药物，杀菌作用与毒性作用都呈浓度依赖性，故国内外对于SDD应用于这类药物的争议较大。目前，美国FDA通过了左氧氟沙星、加替沙星、莫西沙星可采用SDD；环丙沙星也正在申请批准中。

除时间依赖性、浓度依赖性抗菌药以外，还有部分抗菌药，如阿奇霉素、四环素、糖肽类、克林霉素、利奈唑胺、链阳霉素（Streptogramins）等的杀菌效果呈时间依赖性，且药效时间长，持续时间与AUC0～24相关，给药方案的目标在于优化药物的剂量（即增加全天使用剂量），AUC0～24／MIC是与药效相关的主要参数。如阿奇霉素治疗敏感的肺炎链球菌所致的中耳炎时，AUC0～24／MIC值为50，细菌学治愈率高达94%；而对于耐药的肺炎链球菌，阿奇霉素的AUC0～24／MIC＜0．4，细菌学治愈率则与安慰药相同。对于流感嗜血杆菌，阿奇霉素的AUC0～24／MIC为1．5，细菌学治愈率也与安慰药相似。因此，病原菌对抗菌药的敏感性降低时，药物便不具有预期的清除细菌所必需的PK／PD参数，此时应对常规的用药方案进行调整。

另外，产生药效的PK／PD参数大小对于治疗不同种类的动物与人类的感染是相似的。因此，动物研究得到的结论可以预测在人身上的抗菌活性，在获得足够的临床资料有困难的情况下（如新耐药菌株），这对于给药方案设计是有价值的。

3．抗菌药后效应（post－antibiotic effect，PAE）　对PAE的研究发现也是制订给药方案所需综合考虑的重要指标之一。PAE是指抗生素或抗菌药作用于细菌一定时间后，停止用药对细菌的生长抑制作用仍可持续的时间。PAE的存在与否和持续时间长短，除与药物种类及细菌本身有关外，在一定范围内还与药物浓度及与药物接触的时间成正比。研究还发现，细菌处在PAE期的许多特征发生了改变，故可延长给药间隔，减少用药剂量，降低用药费用，且使不良反应减少。

针对致病菌具有较长PAE的药物（如喹诺酮类、氨基糖苷类、新大环内酯类），可根据其血浆清除半衰期和PAE适当延长给药间隔，进一步优化给药方案，如SDD。而PAE不明显的药物（青霉素、头孢菌素类），原则上投药应缩短间隔时间，使24h内血药浓度至少高于致病菌MIC的40%～60%。

PAE的存在延长了抗生素的作用时间。PAE越长，感染菌发生再生长的时间越向后移，这提示如果单次大剂量给药，由于PAE延长，当药物在血清或组织中的浓度已低于MIC的一段时间内，仍能维持杀菌效果，这可望提高控制致病菌感染的疗效。PAE已成为研究抗生素药效学的重要参数之一，结合体内外杀菌作用，亚MIC效应、抗生素作用后白细胞增高效应、首次接触效应等PD和PK参数一起分析，对于合理用药，制订个体化治疗方案均有重要参考价值。

4．抗菌药蛋白结合率和组织渗透与分布　将药物浓度转化为非结合的游离药物浓度在抗菌药物PK／PD上十分重要，这是因为：①只有未与蛋白结合的游离药物分子才具有抗菌活性；②药动学无论于人体或动物往往是测定总血浆药物浓度，而血浆蛋白结合率可以有种属差异，只有将总血药浓度转化成游离浓度才有种属间可比性；③药效学参数MIC是体外条件下测定的游离药物浓度；④只有游离药物才能分布到组织间隙，这是感染的常见部位。药物也可与组织结合，而血清游离药物浓度与细胞外液药物浓度呈高度相关。在报告具体药动药效学参数（t＞MIC，Cmax／MIC和AUC／MIC）时，应使用前缀f以特指游离浓度（ft＞MIC，f Cmax／MIC和fAUC／MIC）。在评价药物的组织渗透与分布时，现已不再测定组织匀浆浓度，这是因为组织匀浆含有组织间液和细胞内液，对抗菌药来说是两个完全不同的部位。如β－内酰胺类主要分布于组织间液，其浓度与血清游离药物浓度相似，但在细胞内液浓度很低，甚至测不到。而氟喹诺酮在组织间液和血清中的浓度较低，却在细胞内有很高的浓度。由于机体的细胞内液容积大于组织间液的容积，β－内酰胺类在组织匀浆中的浓度因而比血清浓度低，而大环内酯类在组织匀浆中的浓度比血清浓度高得多。由于大多数细菌位于细胞外的组织间液，血清游离药物浓度可以很好地反映药物作用部位的浓度。但在某些特殊情况下，必须测定感染部位的药物浓度，如脑膜炎常需要测定脑脊液的药物浓度。对于某些抗菌药物或特殊的适应证，有时也会测定中耳液、前列腺液、支气管肺泡上皮细胞衬液、支气管黏液、白细胞内液、皮肤水疱内液的浓度。

近年来，微量渗析（microdialysis）已经被作为研究作用部位（细胞间液）游离药物浓度的工具。一旦体内作用部位药物浓度的时间过程被确定，人们可以在体外动力学模型模拟其药动学，进而研究药效学的全过程。灰鼠中耳液微量渗析模型是研究抗菌药对中耳炎疗效较著名的范例。

5．抗菌药PK／PD研究的临床意义　虽然抗菌药PK／PD研究历史不长，但由于其综合考虑了药动学与药效学特征以指导药物研究与临床使用，对临床用药有重要意义。

（1）制订与优化临床给药方案：时间依赖性和浓度依赖性抗菌药的药动学／药效学。

抗菌药的药动学／药效学属性通常通过动物体内感染模型和体外动力学实验来确定。在确定一种抗菌药的最佳药动药效学指标时。由于t＞MIC、Cmax／MIC和AUC／MIC之间与剂量一定程度上存在着共线性，通常必须通过剂量解析法来拆解，从而找出其最佳相关的药效指标。具体的做法是：日剂量相同，但给药频率不同，如1　000mg，每日1次，或者250mg，每日4次，AUC24／MIC相同，但两种给药方案的t＞MIC和Cmax／MIC不一样。

原则上，由于浓度依赖性抗菌药有较长的持续效应，在保证安全的大前提下，应使用大剂量，延长给药间隔时间以提高血药峰浓度，如一日给药一次，不仅疗效佳，而且使用方便。时间依赖性抗菌药物的持续效应短，其杀菌效果主要取决于血药浓度超过所针对细菌的MIC的时间，与血药浓度关系不大，故其给药原则应缩短间隔时间。具体的给药频率由其半衰期和PAE的长短来确定。通常根据体内动物感染模型确定的%t＞MIC阈值（又称靶值）来确定。如头孢菌素类、青霉素类、碳青霉烯类的最大杀菌效应的t＞MIC必须分别达到60%～70%、50%和40%，它们相应的细菌静息t＞MIC分别是30%～35%、30%和20%。对轻微的社区获得性感染，抗菌药的目的是达到静息效应即可，因为患者有完好的免疫力来清除感染。而对粒细胞严重缺乏的败血症患者，则必须使用最大杀菌效应的剂量。

β－内酰胺抗菌药属于时间依赖性抗菌药，对革兰阳性菌有1～3h的PAE，对革兰阴性菌，除碳青霉烯有最长2h的PAE外，其余药物缺乏PAE。对常见细菌感染t＞MIC期望值一般为碳青霉烯类20%～25%、青霉素类20%～35%、头孢菌素类35%～55%。临床研究表明，β－内酰胺抗菌药的持续静脉滴注更能体现药物经济学原则。氨基糖苷类抗菌药属浓度依赖杀菌活性的抗菌药，预测其临床疗效的PK／PD参数为Cmax／MIC。但长期以来，由于考虑到氨基糖苷类药物可能导致的耳、肾毒性，临床用药多采用小剂量多次给药为主。近年来有关该类药物PK／PD与毒理研究结果表明，耳、肾细胞对氨基糖苷类的摄取具有饱和性，PAE较长，长间间隔给药既可获得较高血药峰浓度，也可防止细菌适应性耐药的产生。既不降低临床疗效，又可减少不良反应的产生，值得临床推广。

（2）指导经验用药：抗菌药种类繁多，适应证各有不同，对某种特定感染常有多种药物可供选择。选择何种药物能获得更好治疗效果与最少的不良反应是临床医师必须认真思考的问题。如急性中耳炎是临床常见的感染，尤其儿童多发，急性中耳炎致病菌以肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌为主，可供选择的药物包括多种大环内酯类与β－内酰胺类药物。就PK／PD而言，阿奇霉素属于具有长PAE的时间依赖性抗菌药，AUC0～24／MIC期望值应在30以上，但阿奇霉素口服500mg所得AUC0～24仅为3．39mg／（L·h），而该药对上述细菌的MIC90值大多在2mg／L以上，所得AUC0～24／MIC远远低于30，临床用药可能归于失败。青霉素类与头孢菌素属于时间依赖性抗菌药，t＞MIC为PK／PD预测参数，期望值应在40%左右，临床才能取得良好抗感染治疗效果。随着近年来耐青霉素肺炎链球菌流行，在常规推荐剂量下，能满足t＞MIC要求的药物主要限于阿莫西林、头孢丙烯、头孢呋辛酯、头孢泊肟酯、头孢地尼、头孢曲松等。结合药物经济学与患者依从性等考虑，对急性中耳炎治疗，选用阿莫西林、阿莫西林／克拉维酸、头孢丙烯、头孢地尼等口服药物为主，头孢曲松可作为二线治疗药物，而选用大环内酯类药物则需要慎重。

利用PK／PD研究结果，同样对其他感染经验治疗药物选择有参考价值，如院内感染肺炎、MRSA感染、产ESBLs细菌感染等。

（3）引导新抗菌药或新剂型研发：新抗菌药研究中，PK／PD研究结果对确立药物的PK／PD特性、制订合理给药方案及剂型的制备都有价值，如利奈唑胺（Linezolid）属时间依赖性抗菌药，具有较长时间的PAE，600mg每日2次给药目的在于满足AUC0～24／MIC在100以上。

6．抗菌药药动学／药效学研究进展　群体药动学和药效学的发展，使抗菌药合理给药方案的制订有了突破性进展，这一模式以药动学和药效学理论指导下的体外动力学模型，动物体内感染模型和Ⅰ期临床药动学试验为基础，以随机化统计模型和蒙地卡罗（Monte Carlo）电脑模拟为手段对Ⅲ期临床试验的给药方案进行统计比较，以确定最佳的给药剂量和频率。电脑模拟的准确性取决于以下四组数据的准确性：①临床分离菌种的最小抑菌浓度（MIC）的概率分布；②患者群体的药动学参数；③药物的蛋白结合率；④药动药效学指标和阈值。从体外动力学实验、动物体内感染模型和Ⅰ期临床试验中获得准确可靠的数据，进而建立药动药效学数学模型来制订给药方案。

（1）药效指标：药效学研究的第一步是选择药效指标。药效指标根据研究目的、设置和致病种类、研究对象不同而不同。MIC代表药物对所针对细菌的作用强度，也即细菌对药物的敏感度，可视为药效学的生物指标（biomarker）。以MIC为核心的药动药效学应用十分广泛，这是因为这一基本概念在临床前和临床试验中均适用。但这一概念有一定的局限性，MIC没有细菌活性速率方面的信息，无法得知改变药物浓度是否可以相应地改变其速率，是一种静态的阈值性指标。另一种方法是以病菌数量－时间曲线来评价抗菌药疗效。该曲线将细菌的死亡和回升作为时间和抗菌药浓度的函数，是一种动态的描述方法。其优点是蕴涵更多的抗菌作用时间过程的信息。如果进一步用动力学模型来处理数据，可以为制订合理的给药方案提供科学的依据。这一动态方法的缺点是它仅局限于动物体内感染模型或者体外动力学实验，但可以被视为临床研究的替代指标。抗菌药药效学的终点指标是临床治愈，通常由预先制订的一系列的指标组成，包括感染症状、体征消失和实验室检查恢复正常等，其替代指标是细菌学转阴。临床药效学指标有其局限性，为二进制数据，如临床治愈有成功或失败，细菌学结果有转阴或非转阴，只能用Logistic回归来处理数据。

（2）临床前实验：临床前实验的目的是建立药物浓度与效应之间的关系，寻求可以预测临床（人体）疗效的药动药效学指标。临床前实验方法有动物体内感染模型、体外动力学模型和杀菌曲线数据分析方法。

动物体内感染模型的主要用途是寻找预测临床疗效的药动药效学指标并确定其阈值，进而研究阈值的大小是否与动物种属、感染部位（血、肺、腹膜、软组织）、致病菌种／菌株有关。同时比较与同类药物的阈值是否一致。体外动力学模型根据所用装置不同分为稳态模型、稀释模型、扩散模型。杀菌曲线数据分析方法包括以剂量为基础的数据分析和以浓度为基础的数据分析方法。

体外动力学模型与动物体内感染模型相比有以下优点：①较易模拟人体血药浓度的动态变化，如果受试药的药动学有较大的种属差异（如人和小鼠）时，体外动力学模型有其优越性；②便于用作耐药性研究；③便于采集多点样本；④减少动物的消耗；⑤可接种较大容积的接种物；⑥对在动物体内不易生长的菌种特别有用（如嗜血流感杆菌）；⑦易于鉴别药动药效学指标。缺点是不能对免疫系统的影响进行研究，有些技术问题可能会影响试验结果，如细菌吸附、污染和过滤层阻塞。

（3）临床试验：传统的药物临床研究始于第一次人体试验，在决定投入大量资金进行Ⅲ期临床试验前，要进行Ⅱ期临床试验。但在抗菌药的临床开发上却常常跳过Ⅱ期临床试验。这不仅是由于新型耐药菌（如耐万古霉素肠球菌和金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）、新型感染性疾病暴发的压力，而从开发速度上的单一考虑。技术上，由于同一种感染性疾病可以有多种不同的致病菌，像社区获得性肺炎可由肺炎球菌、嗜血流感杆菌、卡他莫拉菌、金黄色葡萄球菌等引发。致病菌的不同，对药物的敏感性常常不同。即便是同一种细菌，由于致病菌株的不同，对药物的敏感性也可不同。这给抗菌药物Ⅱ期临床试验的剂量研究带来很多困扰。这类试验往往规模小，给药方案较为单一，很难拆解t＞MIC、AUC／MIC、Cmax／MIC与剂量之间的共线性，也不足以充分鉴别剂量间的效应差别，因而很难可靠地确定最佳给药方案。另外，由于临床试验的伦理规范，对威胁生命的疾病，不能用安慰剂和亚临床治疗剂量，这就是为什么抗菌药Ⅲ期临床试验往往仅有一种给药方案，没有Ⅱ期剂量摸索试验的原因，这也更显得确定最佳给药方案的重要性。

临床试验方法：有学者利用临床前的药动药效学和Ⅰ期临床（正常人体）药动学来找出临床Ⅲ期试验的最佳给药方案。该方法以临床前实验确定的药动药效学指标和阈值作为临床剂量选择的标靶（如ft＞MIC必须大于40%），按药物在动物和在人体的蛋白结合率折算出游离浓度，结合临床分离菌种的MIC和Ⅰ期临床获得的药动学参数，找出能够达到标靶的临床剂量。但是，药动学在人群中有个体差异，不同菌种或不同菌株的细菌对药物的敏感性也有差异。任何研究固定剂量的方法都必须能针对药动学的变异和微生物学的变异来考量。因此，又开始致力于群体药动药效学的研究及其建模软件开发，并于20世纪90年代初推广于新药的临床开发。目前，群体药动学的建模软件NONMEM已成为制药界新药开发中建立群体药动学模型的常规工具。常用的群体药动学建模软件有NONMEM（nonlinear mixed effect model）和NPAG（nonparametric adaptive grid algorithm）。人们往往将多个Ⅰ期临床试验的血药浓度数据合并以求得较大的样本量，目的是准确建模，寻找协变量（固定效应），全面估算方差和协方差矩阵。

蒙地卡罗模拟是数值方法的一种，该法将模型的参数视为随机变量，对系统的随机过程进行模拟，近年来广泛应用于临床试验的模拟试行，现已引入抗菌药Ⅲ期临床试验剂量的选定。蒙地卡罗模拟的输入有：①药动药效学指标和阈值；②药物蛋白结合率；③药动学参数在患者人群的分布；④临床分离菌种的MIC概率分布，最终求算出患者人群中的中靶概率（target attainment）。

美国FDA提倡上述电脑模拟方法来制订Ⅲ期临床给药方案，并鼓励在Ⅲ期临床试验结束后用实际得到的数据作为验证。但要注意抗菌药的Ⅲ期临床试验的一些特点：①其临床目标是临床治愈，替代指标是微生物学培养阴性，这些都是二进制（0或1）数据，不同于临床前的细菌计数。生物学指标依然是MIC及以MIC为基础的药动药效学指标，这些仍然是连续数据。②对患者采集血样有一定的困难，往往仅能取少数几点血样来测定药物浓度。部分患者可能没有任何药动数据。③微生物学培养十分重要，如果基线时的微生物学培养阳性率过低（＜30%），不仅会招致是细菌感染还是病毒感染的疑问，还给药动药效学相关分析带来困扰。有相当多的患者可能没有微生物学培养和MIC药效学数据。

制订合理给药方案是临床药动药效学研究的重要课题，而制订抗菌药的合理给药方案最富挑战性。近20年来，便宜快捷的体外动力学实验、动物体内感染模型及药效学数据处理方法的不断完善，其价值在抗菌药新药开发上被不断验证和肯定，弥补了临床试验所无法获得的信息。近年来，临床群体药动学模型和蒙地卡罗模拟结合临床前实验确定的靶值，利用电脑模拟比较不同给药方案的中靶率，已成为临床Ⅲ期试验确定最佳给药方案行之有效的方法和抗菌药临床剂量再评价及进一步调整的科学依据。在方法学有所突破的同时，抗菌药开发的管理条例也有了新的要求。新的临床效应指标的寻找，其时间过程的研究和科学价值的验证，定会带来新的挑战。还有很多问题亟待研究解决，如感染部位游离药物浓度及其意义，细菌耐药性产生的机制，新型和稀有细菌感染，包括针对那些有可能被作为恐怖武器的致病菌的抗菌药研究都有待进一步阐明。