抗菌药物敏感性试验/MIC 值与 MBC 值测试

抗菌药物敏感性试验：MIC 与 MBC 值的核心解析

抗菌药物敏感性试验是临床微生物学与抗感染治疗领域的基石，用于确定特定病原微生物对抗菌药物的敏感程度，为临床精准用药提供关键依据。其中，最低抑菌浓度 (MIC) 和 最低杀菌浓度 (MBC) 是最核心的定量评价指标。

一、 抗菌药物敏感性试验 (AST) 概述

• 核心目的： 在体外标准化条件下，测定某种抗菌药物抑制或杀灭特定病原微生物生长所需的最低浓度。
• 临床意义：
  • 指导个体化治疗： 为特定患者的特定感染选择最有效、最窄谱的抗菌药物。
  • 监测耐药性趋势： 发现和追踪病原微生物耐药性的发生和发展，指导公共卫生策略。
  • 验证经验性治疗： 评估初始经验性选择的抗菌药物是否对分离到的病原体有效。
  • 新药评价： 评估新型抗菌药物的体外抗菌活性。
• 标准化要求： 试验过程严格遵循国际公认的标准（如 CLSI、 EUCAST），涵盖培养基成分、接种菌量、孵育条件（温度、时间、湿度、气体环境）、结果判读标准等，确保结果可靠、可比。

二、 最低抑菌浓度 (MIC) 测定

• 定义： MIC 是指在特定试验条件下，完全抑制某种微生物肉眼可见生长所需的最低抗菌药物浓度。
• 测试原理： 将抗菌药物在液体培养基（肉汤稀释法）或固体培养基（琼脂稀释法）中进行一系列倍比稀释，加入一定浓度的标准菌悬液，孵育后观察细菌生长情况。
• 常用方法：
  1. 肉汤微量稀释法： 当前最广泛使用的金标准方法。在微孔板中进行药物稀释和接种，孵育后肉眼或借助仪器（如酶标仪）判读无可见生长的最低药物浓度孔。
  2. 琼脂稀释法： 将不同浓度药物加入融化并冷却的琼脂中，倾注平皿，点种或划线接种菌液，孵育后观察无菌落生长的最低药物浓度平板。
  3. 梯度扩散法 (Etest)： 使用含有预设抗菌药物浓度梯度的塑料条贴在接种了细菌的琼脂平板上，孵育后形成抑菌椭圆，椭圆与试条相交处的刻度即为 MIC（见图表 1）。
  4. 自动化仪器法： 基于肉汤微量稀释原理，利用自动化系统进行接种、孵育和结果判读（通常基于浊度或荧光检测），快速高效。
• 结果判读：
  • MIC 值是一个具体的浓度数值（如 2 μg/mL, 8 mg/L）。
  • 结合 临床折点 (Clinical Breakpoints) 进行解释：
    • 敏感 (S)： 使用该药物常规剂量治疗感染很可能有效。
    • 中介 (I)： 抗菌药物在生理浓集的部位可能有效，或可作为高剂量用药时的备选。
    • 耐药 (R)： 使用该药物常规剂量治疗感染很可能无效。
• 临床意义： MIC 是指导临床选择药物和制定给药方案（剂量、间隔）的最重要定量依据。它是定义敏感、中介、耐药折点的基础。

三、 最低杀菌浓度 (MBC) 测定

• 定义： MBC 是指在特定试验条件下，能够杀死 ≥ 99.9% 特定起始接种菌量所需的最低抗菌药物浓度。它反映的是药物的杀菌活性。
• 测试原理： 通常在完成 MIC 测定（常用肉汤微量稀释法）后进行。
  1. 从 MIC 试验中显示无可见生长的各浓度孔中，定量取样（通常为 0.1 mL）。
  2. 将取出的液体接种到不含抗菌药物的新鲜琼脂平板上（平板涂布法）。
  3. 孵育后，计数平板上长出的菌落数 (CFU)。
  4. 能够使原始接种菌量减少 99.9% (≥ 3-log₁₀ 杀灭) 的最低药物浓度即为 MBC。
• 计算示例：
  • 起始接种量 = 5 x 10⁵ CFU/mL (接种肉汤时)。
  • 从无生长肉汤管中取 0.1 mL 涂布平板。
  • 若某药物浓度孔涂布后长出的菌落数为 ≤ 50 CFU (即 ≤ 5 x 10² CFU/mL)。
  • 则杀灭率 = (5 x 10⁵ - 5 x 10²) / 5 x 10⁵ ≈ 99.9%，该浓度即为 MBC。
• 结果解释：
  • MBC/MIC 比值： 常用于描述药物的杀菌特性：
    • 杀菌剂： MBC 接近 MIC (通常 MBC ≤ 4 × MIC)。如 β-内酰胺类、氨基糖苷类、氟喹诺酮类（对大多数细菌）、糖肽类等。
    • 抑菌剂： MBC 远高于 MIC (通常 MBC > 4 × MIC)。如大环内酯类、四环素类、氯霉素类、磺胺类等（通常依赖宿主免疫清除病菌）。
  • 该比值并非绝对，受细菌种类、接种量、试验条件等因素影响。
• 临床意义与局限性：
  • 意义： 在特定临床情境下评估抗菌药物的杀菌效力至关重要，例如：
    • 免疫缺陷宿主： 宿主免疫功能低下，杀菌剂更为重要。
    • 心内膜炎、脑膜炎、骨髓炎等： 通常需要杀菌剂以达到根治感染的目的。
    • 评估联合用药： 判断药物组合是协同杀菌还是仅协同抑菌。
  • 局限性：
    • 标准化程度较低： 相比 MIC，MBC 测试步骤更多，影响因素复杂（如残留药物效应、亚群复苏），结果重现性有时不如 MIC。
    • 技术要求高： 精确的定量接种和菌落计数是关键。
    • 临床常规应用有限： MIC 结合药物 PK/PD 特性通常足以指导大多数治疗。MBC 主要用于特殊病例或研究目的。

四、 MIC 与 MBC 的关系与重要性

• MIC 是基础： MIC 是判断药物是否具有抗菌活性的首要指标，是制定临床折点的基础，也是确定 MBC 的起始点。
• MBC 揭示更深层活性： MBC 进一步揭示了药物是否具有强大、快速的杀菌能力，这对于特定严重感染和特定人群至关重要。
• 协同作用： 两者结合提供了对药物抗菌活性更全面的认识（抑菌 vs. 杀菌），并有助于理解感染部位的动态过程。
• 指导优化治疗： MIC 结合药代动力学/药效学 (PK/PD) 理论和临床折点，是优化给药方案（剂量、给药间隔、输注时间）的核心依据。例如：
  • 时间依赖性抗菌药 (β-内酰胺类)：目标为 %T > MIC (血药浓度超过 MIC 的时间占给药间隔的百分比)。
  • 浓度依赖性抗菌药 (氨基糖苷类、氟喹诺酮类)：目标为 Cmax/MIC (峰浓度/MIC) 或 AUC₂₄/MIC (24小时药时曲线下面积/MIC)。

结论

抗菌药物敏感性试验（AST）是临床抗感染精准治疗的基石。最低抑菌浓度 (MIC) 作为核心定量指标，直接定义了微生物对药物的敏感性类别（敏感、中介、耐药），是指导抗菌药物选择和初始剂量方案制定的关键依据。最低杀菌浓度 (MBC) 则进一步揭示了药物的杀菌效力，在特定严重感染（如心内膜炎、免疫缺陷者感染）的治疗策略选择中具有重要参考价值。理解 MIC 和 MBC 的含义、测试原理、相互关系及其临床意义，结合 PK/PD 原理和临床折点，对于临床医生制定合理、有效的抗感染治疗方案，遏制耐药性发展，保障患者生命安全至关重要。标准化操作和质量控制是确保 MIC 和 MBC 结果准确可靠的根本前提。

图表 1：梯度扩散法 (Etest) 图示