摘要

結核病疫情依然嚴峻，迫切需要抗結核新藥。新藥臨床試驗是新藥研發的最重要階段，早期殺菌活性(early bactericidal activity，EBA)研究是新型抗結核藥物首次用于結核病患者治療時進行的臨床研究，也是單個抗結核藥物和新的聯合方案臨床評價的關鍵。為了規范開展以及更好地推進我國抗結核新藥研發進程，首都醫科大學附屬北京胸科醫院和《中國防癆雜志》編輯委員會共同組織結核病臨床研究和基礎研究領域的專家，經反復討論，撰寫了《抗結核新藥早期殺菌活性研究方法專家共識》，就抗結核新藥EBA的意義、設計、實施，以及影響因素等內容進行闡述。

結核病防治形勢依然嚴峻，使用有效的抗結核藥物是保證治療成功的關鍵；現有抗結核藥物不能滿足臨床需求，迫切需要研發抗結核新藥。申請新藥注冊，應當進行臨床試驗。新藥臨床試驗是新藥研發的最重要階段，臨床試驗分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期。Ⅰ期臨床試驗是初步的臨床藥理學及人體安全性評價試驗，目的是觀察人體對于新藥的耐受程度和藥代動力學，為制定給藥方案提供依據。Ⅱ期臨床試驗是治療作用初步評價階段，初步評價藥物對目標適應證患者的治療作用和安全性，也包括為Ⅲ期臨床試驗研究設計和給藥劑量方案的確定提供依據。Ⅲ期臨床試驗是治療作用確證階段，進一步驗證藥物對目標適應證患者的治療作用和安全性，評價利益與風險關系，最終為藥物注冊申請的審查提供充分的依據。Ⅳ期臨床試驗是新藥上市后應用研究階段。早期殺菌活性(early bactericidal activity，EBA)研究是新型抗結核藥物首次用于結核病患者治療時進行的臨床研究,也是單個抗結核藥物和新的聯合方案臨床評價的關鍵，屬于Ⅱa期臨床研究階段的早期探索性療效研究。隨著我國抗結核新藥研發進程的推進，EBA研究已在國內開展。因此，為了規范開展以及更好地推進我國抗結核新藥研發進程，首都醫科大學附屬北京胸科醫院和《中國防癆雜志》編輯委員會共同組織結核病臨床研究和基礎研究領域的專家，經反復討論，撰寫了《抗結核新藥早期殺菌活性研究方法專家共識》。

EBA的定義和意義

EBA通常定義為治療最初2 d內，每日每毫升痰液中活菌數[菌落形成單位(colony forming unit，CFU)]平均下降速率的對數值。除非體外數據表明新藥單獨使用時可能有不可接受的耐藥選擇風險，一般早期臨床開發建議采用短期單藥治療試驗。EBA反映了抗結核藥物殺死痰涂片陽性肺結核患者肺內具有快速代謝活性的結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis，MTB)的能力。通過EBA試驗定量計數每天采集的痰液中存活的MTB，測得單一藥物或新治療方案在清除新診斷的肺結核患者痰液中分枝桿菌的活性。這些試驗并不是為患者提供一種確定的治療方法，而是評估藥物在較短時間內(7~14 d)的殺菌活性。EBA試驗初步評價新藥或新治療方案在7~14 d整個期間的抗分枝桿菌活性。EBA研究包括監測新型抗結核藥物的安全性、量化痰中MTB和藥代動力學(PK)研究。

EBA研究是在相對較小的患者組中探索多個劑量藥代動力學和藥效學的關系。可確定試驗藥物的劑量反應范圍，指導后續研究的劑量選擇，并為后期臨床開發和臨床應用提供指導。EBA研究同時可以收集與安全性和耐受性相關的初步信息。EBA研究不僅包括對單藥療法的研究，還包括對新的多種藥物組合的研究，以評估它們未來的適用性。尤其是藥物組合的EBA研究有助于減少開發新的抗結核方案所需的時間。

EBA研究的設計

EBA的研究均為前瞻性研究，可以根據試驗藥物的特性確定為雙盲、單盲或開放性研究。例如，以H-R-E-Z(H：異煙肼；R：利福平；E：乙胺丁醇；Z：吡嗪酰胺)為標準治療組時，因為利福平不可避免地使尿液變色，因此，該組無法盲化。痰標本僅標有患者識別號，實驗室人員在評估細菌學終點或檢測藥物敏感性時不知道患者的治療分組。平行設置單藥或藥物組合的試驗組與對照組：使用不同劑量的試驗藥物、對照藥物或藥物組合；患者被集中隨機分組;選擇提供高于最低抑菌濃度，且安全、耐受性良好的試驗藥物劑量；所有患者均需簽署書面知情同意書。

患者納入和排除標準

入組EBA試驗的患者必須是免疫力正常、耐藥或患肺外疾病風險低的成年肺結核患者，并且可以在完成EBA試驗后開始肺結核的標準治療。

納入標準

1. 年齡18~60歲、體質量40~90 kg的初治痰涂片陽性患者。EBA研究并不局限于初治肺結核患者,根據試驗藥物的治療對象也可以選擇耐多藥結核病(MDR-TB)患者。

2. 無藥物或酒精濫用史。

3. HIV感染者的CD4+T淋巴細胞計數大于300/μl,并且在入組前的90d內未接受抗逆轉錄病毒治療。

二、排除標準

1. 排除有嚴重并發癥、咯血、播散性結核病或肺外結核，以及在入組前6個月內使用已知抗結核藥物治療的患者。

2. 排除糖尿病患者、心電圖QT/QTc間期異常的患者、懷孕或哺乳期的患者。3. 排除接受抗逆轉錄病毒治療的HIV陽性患者。

4. 排除估計隔夜痰量少于10ml的受試者。

5. 如必要，排除在入組前7d內接受單胺氧化酶(monoamine oxidase，MAO)抑制劑、三環類抗抑郁藥物或腎上腺素受體激動劑（如偽**堿或苯丙醇胺）治療的患者（由于對MAO-A抑制的潛在風險）。

樣本量和研究時間

1. 樣本量:每組一般為12~15例患者。

2. 研究時間:早期的EBA研究持續2d，但現在通常延長至14d。因為重要的抗結核藥物如吡嗪酰胺或貝達喹啉需要大于2d的更長時間才能顯示出顯著的活性。又如乙胺丁醇的劑量相關反應僅在更長的研究期間變得明顯。EBA(0~2)，即一種藥物在治療的前2d殺死結核病患者痰液中活躍代謝、快速繁殖的MTB的速率，可比較新藥和現有藥物的活性，并評估新藥的有效劑量。EBA(0~2)的結果與藥物殺滅結核病灶中低代謝細菌亞群的能力關系不大，但將藥物治療期延長至5d或更長時間，將提供檢測殺滅低代謝細菌亞群的機會，從而有助于評估藥物殺菌活性。2005年之后，EBA研究周期延長至治療開始后7或14 d。EBA研究延長至5 d、7 d或更長時間有幾個好處：研究進行得越久，檢測低殺菌活性的機會就越大；另外，較長時間的研究可以收集更多的痰標本及積累更多的數據，也有助于提高EBA研究的準確性，并允許應用更合適的統計學方法來應對可能出現的異常結果。

痰液收集

患者在整個研究期間住院。在基線和每個治療日收集16 h隔夜痰(下午18點至第二天早上8點)。以為期14 d的EBA研究為例，在開始治療前的2 d和開始治療后的第1、2、3、4、5、6、7、8、10、12和14天，收集16h的隔夜痰，在第2天治療開始前完成收集?；颊邔⑻狄菏占陬A先標記的寬口帶螺旋蓋的容器中，在收集期間痰液標本保存在4~8℃冰箱，第2天早上以4℃的溫度運送到中心實驗室，到達實驗室后測量痰量。

細菌學檢測

痰液中MTB的CFU計數

MTB定量檢測所需的隔夜痰標本的最小量為10 ml。通過磁力攪拌將痰標本均質化30 min，向等體積的0.1%~1%二硫蘇糖醇中加入最多10 ml痰液，混合均勻，放置20 min以獲得充分消化的痰液。在無菌吐溫/鹽水中制備兩個系列的5個10倍稀釋液(1×101、1×102、1×103、1×104和1×105)。將0.1 ml的各稀釋液(包括純樣品)一式四份接種到MiddleBrook7H11瓊脂上，MiddleBrook7H11瓊脂培養基中添加OADC增菌液(oleic acid-album in of bovine-dextrose-catalase；含油酸、牛血清蛋白、右旋糖苷、觸媒)，并添加選擇性標簽[含有多黏菌素B(200 U/ml)、兩性霉素B (10 μg/ml)、羧芐青霉素(50 μg/ml)、甲氧芐啶(20 μg/ml)]。5% 二氧化碳存在下，在37℃孵育4~6周后，以產生20~200個可見菌落的稀釋度計數CFU。如果無法在20~200個可見菌落的范圍內計數，則盡可能準確地計數更多的菌落。對計數取平均值，并根據稀釋因子進行校正，得出每毫升痰液的CFU計數。

液體培養基中陽性報告時間(time to positivity，TTP)的測定

將5 ml痰液與等體積的N-乙酰-L-半胱氨酸(NALC)/NaOH(終濃度2%~3%NaOH，0.5%~0.6% NALC，1.47%檸檬酸鈉)混合，渦旋振蕩后在室溫下液化15~20 min?；旌衔锿ㄟ^加入無菌磷酸鹽緩沖液(pH 6.8)中和至最終體積為45 ml。將該混合物于3000×g離心15 min。棄去上清液，將沉淀物重新懸浮在無菌磷酸鹽緩沖液中，最終體積為2 ml。通過添加OADC增菌液和雜菌抑制劑[含多黏菌素B(6000 U)、兩性霉素B(600 μg)、萘啶酸(2400 μg)、甲氧芐啶(600 μg)、阿洛西林(600 μg)]制備2個MGIT管，每管接種0.5 ml重懸沉淀標本。試管在BACTEC MGIT 960系統中于37℃孵育，終點是指示微生物生長的陽性熒光信號，該系統自動標記陽性培養物。TTP是以小時為單位進行平均和記錄的。在單個試管污染的情況下，使用剩余試管的值；如果兩者都被污染，則樣品標記為被污染。

三、CFU計數與TTP檢測的比較

在EBA研究的最初10~15年中，痰中MTB的定量應用CFU計數，全部實驗過程需由人工完成，需要專門的實驗室及實驗設備，而且MTB的培養時間較長。在液體培養基中比在固體培養基中能夠培養更廣泛的分枝桿菌亞群，因此，液體培養比固體培養更敏感。另外，自動化液體培養系統減少了實驗過程中的人為錯誤，TTP結果由培養系統自動判定，更易標準化，這使得TTP檢測成為評價抗結核藥物和方案早期療效的手段之一。另外，利用TTP方法的研究有助于增加可以進行EBA研究地點的數量，從而能夠在更廣泛的患者中更快速地評估新藥和新組合方案。

TTP檢測反映的是液體培養基中MTB的代謝活性，與接種的活菌數呈反比，與結核病臨床表現的嚴重程度和治療結果有關。幾項EBA研究將TTP法與MTB活菌CFU計數結合使用，發現TTP法與CFU計數對藥物或方案的療效排序非常相似。TTP時間長短與CFU計數高低呈負相關。兩種方法之間的結果有時會出現細微的差異。在較高的細菌密度下會出現細菌結塊現象，細菌團塊可能具有對應于團塊細胞數量的代謝活性。因此，如果將團塊接種到液體培養基，TTP比從單個CFU出現所預期的陽性報告的時間要短。

統計方法和結果分析

通過從基線開始的log10CFU/ml痰的變化來評估治療的效果，以log10CFU的平均值(±標準差)日下降幅度表示。CFU計數為0時，log10CFU計數設置為0。用于分析的人群定義為接受至少一劑研究藥物的患者(意向治療人群)。計算每個時間點最多4個CFU計數的平均值。主要療效終點是X天內的EBA效應[EBA(0~X)]，次要療效終點是EBA(0~2)和EBA(2~X)，以類似方式計算TTP的變化。通過回顧EBA研究文獻，EBA數據多采用線性、雙線性或多元線性回歸來描述，這取決于哪種方法最適合數據。在試驗組之間可用單因素方差分析進行比較。在某些研究中，使用配對t檢驗比較從第0天到第X天每個個體的TTP，或計算第0天和第X天的殺菌活性，并用配對t檢驗測試兩個結果之間的差異，置信系數為0.95，檢驗水準為0.05(雙側)。

在不同時間間隔內，每個個體的抗分枝桿菌活性使用以下公式確定，并按每個治療組進行平均：EBACFU=[ log10CFU(第x天)-log10CFU(第y天)]/(y-x)，表示為log10 CFU·ml-1·d-1減少值。TTP 計算類似，EBATTP=[TTP(第y天)-TTP(第x天)]/(y-x)。EBA研究的CFU與TTP均可能報告為陰性。如報告陰性時，TTP培養時間最長為42 d。污染的培養物應被排除在分析之外。

安全性和耐受性評估

患者在治療期間住院，每日隨訪以獲取生命體征，并監測不良事件，包括全血計數、凝血功能、臨床生化指標檢測(血清總膽紅素、天冬氨酸轉氨酶、丙氨酸轉氨酶、肌酸磷酸激酶和肌酐水平)、尿液分析和心電圖；根據患者情況還需進行眼科評估等，以監測治療期間的藥物不良反應。出院后，患者被轉診接受標準抗結核治療，并在完成療程出院后隨訪5周進行臨床評估，包括心電圖檢查和臨床生化指標檢測。

影響EBA結果的因素

患者肺部病變

EBA研究具有可重復性，但在使用相同治療方案的不同研究之間，以及同一研究中的同一治療組內，也經常存在變異?；颊叻尾坎∽兦闆r是影響EBA結果的主要來源。如果患者肺部病變嚴重，病變部位空洞相互連接程度高，患者更易產生大量的痰液；如果肺部空洞周圍形成纖維化，空洞間不易相互連接，則患者較難產生大量的痰液，使痰液的代表性降低，從而使收集的痰液之間的差異程度增大。因此，來自肺部病變不同患者的痰液之間的差異程度是EBA研究結果中重要的變異來源。另外，有研究根據患者受累肺野面積按輕、中、重度分級，并同時統計空洞存在與否及空洞大小，發現每毫升痰液CFU計數與肺臟受累肺野面積的分級程度(P<0.001)和空洞大小(P=0.001)相關。

痰液量

參與EBA研究的患者應該能夠在下午18點至第2天早上8點產生至少10 ml的痰。在研究開始時只產生5 ml痰液的患者在研究的后期通常無法產生足夠的痰液。較高的痰液量可增加CFU測量的精度。在較短時間內采集的樣本(體積較小)中的CFU計數具有明顯較大的差異。當冷凍保存時，小體積痰液中的MTB特別容易喪失生存能力。因此，需要招募痰液菌載量高的患者，以提高檢測到治療組間差異的幾率。

基線痰液菌載量

基線痰液菌載量越高，治療第0~2天的殺菌活性越大?；€痰液CFU計數每增加10倍，EBA就會上升0.094。由于在治療的前2 d藥物較高的殺菌活性似乎與預防入組患者發生治療方案中伴隨藥物耐藥的能力有關，如果EBA研究第0~2天的效果受到影響，這一重要能力可能會因招募基線痰液中MTB的CFU計數較低的患者所掩蓋，也不能準確反映藥物的劑量-效應關系。

痰液處理方法

比較NALC/NaOH方法凈化痰標本和0.5% NALC或6.5 mmol二硫蘇糖醇在磷酸鹽緩沖液中處理痰標本的CFU計數時，發現瓊脂法比NALC/NaOH法靈敏0.5~1 log10CFU/ml。因此，NALC/NaOH方法凈化的痰液樣本僅用于TTP檢測，但不用于CFU計數。

五、痰液保存時間

Kolwijck等研究了延遲處理痰標本時間是否影響痰分枝桿菌的定量培養，發現在冷藏條件下儲存1~3 d時，CFU計數不受痰量和儲存時間的影響；TTP值在不同儲存天數的痰標本之間的差異沒有統計學意義；但隨著時間的推移，它們往往會緩慢增加，當痰液體積小于5 ml時，TTP會顯著延長。儲存1~3 d時污染率很低，并且污染率不會隨著儲存時間延長而增加。延遲處理痰液可能會導致細菌代謝的輕微下降。這對儲存時間較長的樣本或在治療期間收集的樣本影響可能更大，因為抗結核藥物的暴露會改變痰液中細菌亞群的相對比例。

六、培養污染

用于CFU計數的固體培養基平板被細菌和真菌污染是反復出現的問題。在EBA研究以及2個月治療強化期中的菌落計數研究中，污染率從2.4%到27%不等，導致大量數據的丟失。雖然可用NALC/NaOH方法處理痰來解決，但是已證實會減少活菌CFU計數。去污凈化處理另外的局限性在于可能會掩蓋具有更高殺菌活性的藥物(如異煙肼)的效果，從而掩蓋了這些藥物保護伴隨藥物出現耐藥的可能性。與CFU計數相比，TTP檢測也存在污染的問題，但其污染率較低(2%~4.7%)。

七、其他實驗室因素

與可能影響EBA結果的實驗室相關的因素包括痰液的不充分均質化、去污凈化過程、計數MTB單個菌落的能力。真菌或其他微生物對平板的污染也可能對計數程序的準確性產生不利影響。

總 結

EBA研究患者數量相對較少，便于快速驗證且相對具有較高的成本效益，但由于樣本量有限，結核病患者群體和入組患者間EBA之間的比較仍然困難。為期14 d的EBA研究對于預測藥物治療方案防止肺結核復發能力的價值也是不確定的。另外，EBA研究不能評估藥物的滅菌潛力，如滅菌藥物利福平和吡嗪酰胺(弱EBA或無EBA)和殺菌藥物環丙沙星(強EBA但不殺菌)的不同結果所示。不具有EBA的新藥并不能排除該藥具有滅菌活性，該活性可能在更長時間或與其他藥物聯合給藥較長時間的研究中顯現出來。

總之，EBA是新型抗結核藥物首次在結核病患者中應用時進行的臨床研究，也是單個抗結核藥物和新的聯合方案臨床評價的關鍵。EBA研究有助于減少開發新的抗結核藥物方案所需的時間，本共識的制定，將有助于規范開展及更好地推進我國抗結核新藥的研發進程。

執筆者 陸宇、陳曦

專家組成員(排名不分先后) 陸宇、初乃惠、黃海榮、聶文娟、王雋、陳曦(首都醫科大學附屬北京胸科醫院/北京市結核病胸部腫瘤研究所)；蔡青山(杭州市紅十字會醫院)；曹文利(北京老年醫院)；陳曉紅(福建省福州肺科醫院)；陳裕(河南省傳染病醫院)；鄧愛花(江西省胸科醫院)；鄧國防(深圳市第三人民醫院)；杜鵑、劉冠、周銘(武漢市肺科醫院)；王黎霞、李敬文、范永德(《中國防癆雜志》期刊社)；顧瑾(同濟大學附屬上海市肺科醫院)；韓文革(山東省濰坊市第二人民醫院)；金龍(黑龍江省傳染病防治院)；李志惠(河北省胸科醫院)；吳雪瓊、梁建琴(中國人民解放軍總醫院第八醫學中心)；梁瑞霞(河南省胸科醫院)；劉愛梅(廣西壯族自治區龍潭醫院)；劉玉峰(青島市胸科醫院)；潘洪秋(江蘇省鎮江市第三人民醫院)；孫鵬(吉林省結核病醫院)；楊坤云、易恒仲(湖南省胸科醫院/湖南省結核病防治所)；張俠(南京市第二醫院)；黨麗云(西安市胸科醫院)；石蓮(沈陽市胸科醫院)