严重烧伤早期创面下抗生素屏障的形成与临床意义

荣新洲 王 震

（广州医科大学附属广州市第一人民医院烧伤科，广东 广州 510180 ）

我们曾救治一位伤后5 h来院的97%TBSAⅢ度烧伤患者，经早期全力抢救，安全渡过休克期，采用亚胺培南与阿米卡星联合抗感染，5 d后因故改抗生素为青霉素联合阿米卡星，最后单用青霉素治疗，而整个治疗过程中患者没有出现明显感染和脓毒症。这提示严重烧伤患者早期、短程使用高效广谱抗生素可以达到较长时间的全身抗感染效果[1]。后来我们通过17例严重烧伤患者的临床观察，证实了这一措施的有效性[2-3]。对其疗效机制，我们提出假设：严重烧伤早期应用的抗生素随着体液渗出，进入第三间隙（the third space）并不断蓄积，起到屏障作用。为证实上述假设，需要以下证据：烧伤后应用抗生素治疗，其痂下水肿液中含有大量抗生素成分；抗生素渗出、渗入特点与伤后时间有关；随着体液的重吸收，抗生素也会返释到全身。为此，我们对烧伤动物模型和烧伤患者的抗生素药代动力学进行了观察，旨在获得上述证据。

1 资料与方法

1.1 实验研究

1.1.1 实验动物与试剂 普通级成年雄性新西兰兔70只，体重（2.8±0.3）kg，广东省医学实验动物中心［许可证：SCXK（粤）2008-0002］提供。TDx免疫分析仪、阿米卡星试剂盒及其相关试剂均为美国Abbutt公司生产。人血白蛋白静脉输注溶液为德国杰特贝林公司生产。人血清白蛋白酶联免疫吸附测定试剂盒购自武汉中美科技有限公司。

1.1.2 烧伤动物模型的复制 新西兰兔禁食12 h，背部脱毛，戊巴比妥麻醉，备皮区置于92 ℃热水中18 s，造成特定面积Ⅲ度烫伤，烫伤深度经病理切片证实。烫伤体表面积按公式计算：S=K×W。其中S为体表面积，K为常数，W为体重。烫伤后按Parkland公式腹腔注射乳酸钠林格液抗休克。如需留取痂下水肿液，则在拟烧伤部位切长约0.5 cm切口至筋膜层，沿躯体横轴方向钝性分离成6.0 c m×2.5 cm的腔隙，放入合适形状的输血器滤网，引流口朝下。

1.1.3 痂下水肿液中亚胺培南浓度测定 16只新西兰兔随机分为2组（n=8）。烧伤组制备30%TBSAⅢ度烫伤模型，伤后立即由耳缘静脉滴注100 mg亚胺培南，20 min内滴注完毕；对照组只置入引流装置，不烫伤，术后立即以相同方法给予亚胺培南。于亚胺培南滴注结束后1、2、4、6、8、12、16 h收集痂下水肿液。两组均于抗生素滴注结束后即刻（0 h）及0.25、0.5、1、2、4、6、8 h于对侧耳缘静脉取血2 ml，离心取血浆，用微生物琼脂打孔扩散法[4]测定亚胺培南：将含枯草芽孢杆菌的平皿用孔径3 mm的无菌打孔器在培养基上均匀对称打孔，每平皿2孔，边距2.2 cm，孔间距4.4 cm。每孔加样20 μl，37 ℃孵育16 h，观察抑菌圈大小。

1.1.4 人血白蛋白在动物血中浓度的测定 家兔54只，随机分为小面积烧伤组（8% TBSA Ⅲ度，17只）、大面积烧伤组（40% TBSA Ⅲ度，20只）和对照组（17只，除不予烫伤外其余处理与另两组相同）。以人血白蛋白作为示踪剂，伤后立即痂下注射人血白蛋白5 ml，注射后2、4、8、16、24、48、72、96、120 h取静脉血，双抗体夹心法检测血浆中人血白蛋白浓度。

1.2 临床研究

1.2.1 烧伤患者痂下水肿液和血液中阿米卡星浓度及患者水肿量、药贮量测定 10例烧伤患者中男6例，女4例；年龄（33.42±7.85）岁； 体 重（63.75±6.34）kg； 烧 伤 面 积（56.21±15.78）%TBSA；伤后2～4 h入院，入院时肝肾功能基本正常，既往无阿米卡星用药史。患者于伤后3 h内静脉滴注阿米卡星400 mg，1 h内滴完，给药结束后1、2、4、8、16、24、48、96、144 h于腹股沟处取水肿液0.5 ml，同时取静脉血1.5 ml。水肿液和血液于4 ℃ 4 000 r/min离心10 min，取上清，–80℃保存；检测时解冻，以TDx 免疫分析仪检测阿米卡星浓度。利用称重床（Vaneom, Icm5000）测量患者体重，计算水肿量和药贮量：水肿量=测量时体重–入院时体重，药贮量=痂下水肿液阿米卡星浓度×水肿量。

1.2.2 烧伤患者阿米卡星进入创面的速度与时间特点的观察 烧伤患者20例,男13例，女7例;年龄（31.4±9.13）岁 ; 体重（59.2±7.08）kg;烧伤面积（52.1±21.36）%TBSA，入院时肝、肾功能正常，无阿米卡星用药史，常规创面处理及抗休克治疗。患者均签署知情同意书。将患者分为4组（每组5例）：A组（伤后3～4 h用药），B组（伤后10 h用药），C组（伤后20 h用药），D组（伤后30 h用药）。各组于相应时间点静脉滴注阿米卡星400 mg，30 min内滴完。分别于用药结束后 0.25、0.5、1、2、3、4、5、6、7 h抽取2 ml水疱液，4 000 r/min离心10 min，取血清及水疱液上清，–80℃保存。使用TDx免疫分析仪测定阿米卡星含量。

1.3 统计学分析 采用SPSS 20.0统计学软件进行处理，计数资料以率表示，行χ2检验，计量资料以±s表示，行t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。将亚胺培南、阿米卡星和人血白蛋白浓度用3P97实用药代动力学计算程序（中国药理学会数学药理专业委员会编制）拟合药代动力学模型求算参数，采用F分析、r2及AIC分析[4-6]。

2 结 果

2.1 严重烧伤早期烧伤家兔痂下水肿液中抗生素的含量 静脉给药结束后1 h烧伤动物痂下水肿液中可测到亚胺培南，峰浓度（8.99±1.10）μg/ml，随后浓度逐渐下降，维持6～8 h（图1）。痂下水肿液中亚胺培南的消除相半衰期（T1/2β）延长，是烧伤组和对照组血浆中T1/2β的1.67倍和2.26倍（图2，表1）。烧伤组亚胺培南曲线下面积（AUC）显著大于对照组，而血浆清除率（CLs）却明显小于对照组（表2），说明烧伤组痂下水肿液中抗生素蓄积较对照组多，而对抗生素的清除能力则不及对照组。

图1 烧伤家兔痂下水肿液中亚胺培南浓度变化

图2 烧伤组和对照组家兔血浆亚胺培南浓度的变化

2.2 严重烧伤早期患者痂下水肿液中抗生素的含量 患者静脉滴注阿米卡星1 h即能在痂下水肿液中测出其含量，并且达峰值［(30.23±2.75)μg/ml］，随后逐渐下降（图3）。随着烧伤后时间的推移，患者痂下水肿液逐渐增加（图4），水肿液中阿米卡星的贮存量也不断增多，在达到峰值后有所下降并维持在一定水平（图5）。药代动力学计算结果显示：阿米卡星在痂下水肿液中半衰期［（80.04±9.52）h］比正常健康者血清中半衰期（2～2.5 h）延长约28.20～44.78倍。

表2 两组家兔血浆中亚胺培南药代动力学参数的比较（ ±s）

图3 严重烧伤早期用药患者血浆中阿米卡星浓度变化

图4 严重烧伤患者水肿液重量变化

图5 严重烧伤早期用药患者水肿液中阿米卡星药贮量变化

2.3 严重烧伤患者水疱液中阿米卡星渗入的时间特点 于烧伤后3～4 h内给予阿米卡星，15 min即可在患者的水疱液中测出其含量，1 h药物浓度达峰值［（12.53±1.76）μg/ml］；烧伤后10 h给药组阿米卡星的达峰时间为2 h，峰浓度是（9.56±1.13）μg/ml；烧伤后20 h和30 h用药，阿米卡星峰浓度显著降低，低于同时相的A、B组（图6）。随着用药时间的延后，曲线下面积（AUC）逐渐减小，而血浆清除率（CLs）则逐渐增加，即阿米卡星蓄积越来越少，而清除越来越快（表3）。

图6 伤后不同时间使用阿米卡星的烧伤患者水疱液中阿米卡星浓度变化

2.4 家兔烫伤早期痂下水肿液中的人血白蛋白的入血结果 痂下注射人血白蛋白2 h后可在血浆中检测到其含量。小面积烧伤组与大面积烧伤组比较，血浆中示踪白蛋白分布相半衰期（T1/2α）由4.027/h减少到1.733/h，曲线下面积（AUC）由22 336.38 μg·h-1·ml-1增加到 88 814.84 μg·h-1·ml-1（表4，图7）。可见烧伤伤情越重，痂下水肿液中白蛋白的重吸收就越快，痂下水肿液中白蛋白的潴留量就越大。

表3 伤后不同时间使用阿米卡星的大面积烧伤患者水疱液中阿米卡星的药代动力学参数

表 4 人血白蛋白在烧伤后家兔体内的药代动力学参数变化

图7 烧伤后家兔痂下水肿液中注入白蛋白后其血浆浓度的变化

3 讨 论

当机体受到感染性或非感染性损伤而造成毛细血管内皮细胞损害、毛细血管通透性增加时，不仅会在损伤区域出现局部的炎性渗出反应，在重症时全身毛细血管床都有渗出，大量血浆漏入间质液[8]。细胞外液的移位就是第三间隙效应或称液体扣押(sequestration)。液体“扣押”的部位即为第三间隙。严重烧伤患者早期应用的抗生素，部分被潴留在以痂下水肿液为代表的异常的第三间隙中，形成抗生素屏障。这些来自于静脉输入、不断蓄积在环绕创面的痂下水肿液中的高效抗生素，能有效地抗击病原微生物的侵袭、损害，起到屏障作用，称为创面下的抗生素屏障[9-11]。

与血浆相比，作为第三间隙的痂下水肿液具有流动性小，各种因子 (抗体、补体、活性酶等）和炎症细胞少，温度相对较低等特点[12]。因此抗生素在体液渗出期进入其中并蓄积贮存，因为降解因素少，半衰期延长，成为一种较长时间抵御外来微生物侵袭的屏障。它既能消除已经侵入的微生物，又可向表层播散主动抗菌，还可能通过回吸收来实现全身抗菌作用。此屏障建立的过程中抗生素发挥作用的可能途径有：①早期全身应用高效广谱抗生素对血流中细菌的短期迅速清除与抑制。②痂下水肿液中抗生素蓄积，创面下抗生素屏障形成的长效作用。本研究提示烧伤家兔早期应用抗生素后痂下水肿液很快（给药完毕后1 h）达到峰值，且其半衰期较其在烧伤组和正常组血浆中的半衰期明显延长；这一现象也存在于烧伤患者中。③抗生素后效应。④烧伤重吸收期痂下水肿液中蓄积的抗生素持续向血液返释。有现象表明，小分子物质碳酸氢钠可自由通过血管屏障被重吸收[13]。

本研究结果证实，严重烧伤家兔应用亚胺培南与严重烧伤患者单剂应用阿米卡星均能迅速使痂下水肿液和血浆中的抗生素浓度达到峰浓度，在痂下水肿液中积聚并维持较高浓度；烧伤后早期应用阿米卡星（伤后10 h以内），创面渗出液中阿米卡星浓度高于常见致病菌的最低抑菌浓度（MIC），包括绿脓杆菌（MIC50＝4.2 μg/ml），而用药时间若为伤后20 h以后，创面渗出液中药物浓度明显降低。可见抗生素越早应用，创面渗出液、水疱液中药物浓度就越高，越有利于在创面基底和创周形成有效的抗生素屏障。烧伤家兔痂下注射示踪白蛋白的药代动力学分析表明：随着实验动物烧伤面积的增大，白蛋白一类大分子物质重吸收速度加快、重吸收量增加，可见在烧伤等损伤因素作用下，早期通过血管屏障潴留在痂下水肿液等第三间隙液中的大分子在病程中后期可被回吸收。在一定范围内，伤情越重，吸收越早，吸收的速度与数量会越大。

抗生素在严重烧伤后的早期使用已为大家所接受[14-16]。本研究提示抗生素应用得越早，创面渗出液中药物浓度就越高。建议抗生素的预防性使用应尽可能在时间上靠前（伤后3～4 h）。在现有条件下，烧伤患者入院救治的途经时间较过去大为缩短，因而在伤后4 h内用上抗生素是可能的，并且此时创面下抗生素聚集速度快、浓度高。由于抗生素在在体液回收期能随之返流血中，其发挥抗感染效应的时间就会更长，从而成为严重烧伤后广谱高效抗生素“早期短程”使用的理论依据。

严重烧伤早期大量的物质蓄积在以痂下水肿液为代表的第三间隙，体液回收期开始后这些物质能够被重吸收。潴留在痂下水肿液中的大量抗生素形成了抗生素屏障，它不仅作用于局部，还可影响全身，所以临床工作中可以充分利用这种“屏障”，尽可能在烧伤后第一时间给予患者足量的广谱高效抗生素，而回吸收期在患者无明显感染证据的情况下尽量少用或者不用抗生素。

综上所述，了解和认识第三间隙的潴留和返释现象有着重要的意义。首先，大量的痂下水肿液虽然是机体变化的一种负担，但贮存其中的大量抗生素将对抵抗感染起到积极作用；其次，了解抗生素屏障的特点有利于指导严重烧伤后抗生素预防使用原则，如广谱高效抗生素的早期短程使用；再者，了解抗生素屏障的特点有利于把握好抗生素的应用时机与时限；最后，根据抗生素的屏障作用，我们可以减少用药量，减轻经济负担，避免不必要的药物性损害。

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