Evaluation of colistin sulfate administration regimen based on PK/PD theory and Monte Carlo simulation

MA Yingchao; WU Xia; WANG Yongjing; GU Jianjun; YANG Xiuling

doi:10.6039/j.issn.1001-0408.2025.04.12

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Evaluation of colistin sulfate administration regimen based on PK/PD theory and Monte Carlo simulation

更新时间：2025-09-26

- Evaluation of colistin sulfate administration regimen based on PK/PD theory and Monte Carlo simulation
- ZHONGGUO YAOFANG Vol. 36, Issue 4, Pages: 459-463(2025)
- 作者机构：
  
  1.河北医科大学第二医院药学部，石家庄　050061
  2.河北医科大学第二医院心脏外科，石家庄　050061
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.6039/j.issn.1001-0408.2025.04.12
  CLC： R978.1;R969.1
- Received：10 July 2024，
  
  Revised：2024-11-20，
  
  Accepted：02 January 2025，
  
  Published：28 February 2025
- 稿件说明：
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马颖超,吴瑕,王永静,等.基于药动学/药效学理论和蒙特卡罗模拟的硫酸黏菌素给药方案效果评价[J].中国药房,2025,36(04):459-463.

MA Yingchao,WU Xia,WANG Yongjing,et al.Evaluation of colistin sulfate administration regimen based on PK/PD theory and Monte Carlo simulation[J].ZHONGGUO YAOFANG,2025,36(04):459-463.
马颖超,吴瑕,王永静,等.基于药动学/药效学理论和蒙特卡罗模拟的硫酸黏菌素给药方案效果评价[J].中国药房,2025,36(04):459-463. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2025.04.12.

MA Yingchao,WU Xia,WANG Yongjing,et al.Evaluation of colistin sulfate administration regimen based on PK/PD theory and Monte Carlo simulation[J].ZHONGGUO YAOFANG,2025,36(04):459-463. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2025.04.12.

摘要

目的

基于药动学（PK）/药效学（PD）理论和蒙特卡罗模拟（MCS）评价5种硫酸黏菌素给药方案用于常见革兰氏阴性菌感染的治疗效果。

方法

收集2023年中国细菌耐药监测网中硫酸黏菌素对鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、阴沟肠杆菌的最小抑菌浓度（MIC）数据，以游离浓度24 h药时曲线下面积与MIC的比值（

AUC

0-24 h

/MIC）≥15为目标靶值进行MCS，获得5种硫酸黏菌素给药方案在不同MIC下达到目标靶值的达标概率（PTA），并进一步计算各给药方案在特定细菌群体中的预期群体PTA，即累积反应分数（CFR），以评价5种硫酸黏菌素给药方案的治疗效果。

结果

当细菌MIC≤0.5 μg/mL时，硫酸黏菌素所有给药方案（50万单位、q12 h，50万单位、q8 h，75万单位、q12 h，75万单位、q8 h，100万单位、q12 h）的PTA均超过90%；当MIC＝1 μg/mL时，75万单位、q8 h的给药方案用于鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、阴沟肠杆菌，以及100万单位、q12 h的给药方案用于除铜绿假单胞菌外其余4种细菌的PTA仍可达90%以上；当MIC≥2 μg/mL时，硫酸黏菌素上述5种给药方案的PTA均低于90%。对于大肠埃希菌感染，仅50万单位、q12 h给药方案的CFR低于90%；对于肺炎克雷伯菌感染，仅75万单位、q8 h和100万单位、q12 h给药方案的CFR大于90%；对于其他3种细菌，硫酸黏菌素上述5种给药方案的CFR均低于90%。

结论

当革兰氏阴性菌MIC≤0.5 µg/mL时，可选择硫酸黏菌素常规剂量治疗；当MIC＝1 µg/mL时，则需要增加给药剂量或给药频次。经验性治疗时，除大肠埃希菌外，对于其余4种细菌感染，均需使用超说明书剂量。

Abstract

OBJECTIVE

To evaluate the therapeutic efficacy of 5 regimens of colistin sulfate for common Gram-negative bacilli infection based on pharmacokinetics （PK）/pharmacodynamics （PD） theory and Monte Carlo simulation.

METHODS

Minimal inhibitory concentration （MIC） data of colistin sulfate against

Acinetobacter baumannii

，

Pseudomonas aeruginosa

，

Klebsiella pneumoniae

，

Escherichia coli

and

Enterobacter cloacae

in 2023 were collected from the China Antimicrobial Resistance Surveillance System. Monte Carlo simulation was conducted with the ratio of the area under the concentration-time curve from 0 to 24 hours in the unbound state to the MIC （

AUC

0－24 h

/MIC） ≥15 as the target value， the probabilities of target attainment （PTA） of 5 regimens of colistin sulfate to achieve the target ratio were obtained at different MIC； and the expected population PTA， specifically the cumulative fraction of response （CFR）， for each regimen within a specific bacterial population was further calculated， to evaluate the therapeutic efficacy of the five colistin sulfate regimens.

RESULTS

When bacterial MIC≤0.5 µg/mL， PTA of all colistin sulfate regimens （500 000 IU， q12 h； 500 000 IU， q8 h； 750 000 IU， q12 h； 750 000 IU， q8 h； 1 000 000 IU， q12 h） were all more than 90%. When bacterial MIC＝1 µg/mL， PTA for regimen （750 000 IU， q8 h） against

A. baumannii， K. pneumoniae， P. aeruginosa， E. coli

and

E. cloacae

， and for regimen （1 000 000 IU， q12 h） against the other four bacte

rial species （excluding

P. aeruginosa

） remained above 90%. When bacterial MIC≥2 µg/mL， PTA of 5 colistin sulfate regimens were all lower than 90%. For

E. coli

， the CFR of only colistin sulfate regimen （500 000 IU， q12 h） was less than 90%； for

K. pneumoniae

， the CFR of only colistin sulfate regimen （750 000 IU， q8 h and 1 000 000 IU， q12 h） was greater than 90%； for the other three bacteria， CFR of 5 regimens were all less than 90%.

CONCLUSIONS

When the MIC of Gram-negative bacteria is less than 0.5 µg/mL， colistin sulfate regimen with a routine dose can be selected for treatment. When MIC was 1 µg/mL， an increase in the dosing amount or frequency is required. The empirical treatment of the other four bacterial infections excluding

E. coli

requires the use of off-label doses.

关键词

Keywords

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