碳青霉烯类抗菌药物具有广泛的抗菌谱和强效的抗菌活性。它们对需氧和厌氧细菌都有抗菌作用,尤其是对多重耐药革兰氏阴性杆菌,如产广谱β-内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科细菌[1]。这类药物在多重耐药细菌感染、需氧和厌氧细菌混合感染、严重感染以及免疫缺陷患者的感染治疗中发挥着重要作用。它们对呼吸系统感染、败血症、泌尿系统感染、生殖系统感染、胆道感染、腹腔感染、皮肤和软组织感染等具有非常好的治疗效果[2,3]。它们的结构与青霉素相似,但比传统β-内酰胺类抗生素更耐酶水解。它们可以抑制细胞壁粘肽合成酶(即青霉素结合蛋白PBPs),从而阻碍细胞壁粘肽的合成,导致细菌细胞壁受损,细菌体积膨胀,进而改变细菌细胞质的渗透压并导致细胞溶解,从而杀死细菌。
IPM、MEM和ETP是目前临床实践中最常用的碳青霉烯类抗生素。IPM是由默克公司(Merck & Co., Inc.)开发的第一种碳青霉烯类抗生素,具有极广的抗菌谱,对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌以及需氧和厌氧细菌都表现出良好的抗菌活性。MEM是第二代广谱碳青霉烯类抗生素,也是第一种可以单独使用的碳青霉烯类抗生素,它能够通过细菌细胞壁,对大多数β-内酰胺酶具有稳定性。ETP是一种新型长效注射用碳青霉烯类抗生素,半衰期长,对多重耐药肠杆菌具有可靠的疗效。
碳青霉烯类抗生素的血浆浓度和药代动力学存在显著差异[4,5]。重症患者(如败血症或创伤患者)的肾小球滤过率(GFR)显著增加,这可能导致药物清除加速。然而,剂量不足与抗生素耐药性有关,从而影响治疗效果[[6], [7], [8]]。盲目增加剂量或缩短给药时间可能导致神经毒性[9,10],如头痛、耳鸣、暂时性听力丧失、肌肉痉挛、精神混乱等,尤其是对于伴有癫痫的肾功能不全患者。因此,需要对碳青霉烯类抗生素进行治疗药物监测(TDM),以确保治疗效果的安全性。
目前,碳青霉烯类抗生素的检测方法主要包括电化学方法[11,12]、液相色谱(LC)方法[[13], [14], [15], [16], [17], [18]]、液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)方法[[19], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30]]等。电化学方法成本低廉,适用于快速筛查,但其特异性和稳定性较差。LC方法具有较高的特异性和准确性,但分析时间较长,不适合大量临床样本的分析。LC-MS/MS方法具有简单的预处理步骤、高灵敏度、良好的特异性和高的准确性,能够满足临床高通量分析的需求。联合实验室医学可追溯性委员会(JCTLM)和国际临床化学与实验室医学联合会(IFCC)将其推荐为提高临床检测标准化的关键方法[31,32]。由于IPM、MEM和ETP在样本中的极不稳定性,检测过程中存在一定的困难,且检测结果差异较大。目前,JCTLM数据库中尚无IPM、MEM和ETP的RMP,也没有相关的参考测量服务[33]。根据ISO 15193指南,RMP在准确定量中起着关键作用[34]。计量可追溯性是RMP的基石,要求检测结果能够逐步追溯到国际单位制(SI)或国际认可的参考物质/方法。每个校准环节都会影响测量不确定度,因此对RMP或候选RMP的测量不确定度评估也至关重要[35]。目前有许多药物需要TDM,但只有少数药物被追溯到更高级别的参考标准[36,37]。为了扩展TDM的方法学可追溯性,研究人员正在通过建立一系列候选RMP来推动TDM的标准化[38,39]。在上述LC-MS/MS方法[[19], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30]]中,没有一种方法被声明具有更高的测量等级可追溯性,也没有一种方法被设计为候选RMP。在验证基本性能的基础上,只有[25]进行了测量不确定度的评估,[20]进行了方法比较实验。为了提高碳青霉烯类抗生素临床检测结果的准确性和可比性,开发并验证了一种基于ID-HPLC–MS/MS的简单快速候选RMP用于IPM、MEM和ETP的定量。利用qNMR对PRMs进行了表征,实现了与SI单位的计量可追溯性。
美国CLIA’88和中国国家卫生健康委员会的国家临床实验室中心(NCCL)规定,使用常规临床实验室方法进行药物浓度测量的允许总误差(TEa)为±25%或±20%。参考测量程序的目标测量不确定度可接受范围可以根据两种方法进行评估:生物变异和计量可追溯性。生物变异更适合临床检测,特别是长期个体监测或诊断,而计量可追溯性适用于需要严格计量可追溯性的检测,如参考测量程序[40]。国际上公认,参考测量程序的测量不确定度不应超过常规方法TEa的三分之一[41]。因此,我们建立的候选参考测量程序的目标测量不确定度设置为IPM、MEM和ETP的6.67%(k = 2)。