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奶牛乳腺炎是危害奶牛养殖业的一种常见疾病,发病率高、易反复,给奶牛养殖业带来严重的经济损失。据报道,90%以上的奶牛乳腺炎是由大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、停乳链球菌和乳房链球菌引起的。而大肠杆菌作为一种环境中广泛存在的条件性致病菌,更是增加奶牛患乳腺炎的发生概率。目前对于奶牛乳腺炎的防控仍然以抗生素为主,但是随着抗生素的广泛使用,病原菌对多种抗生素产生了耐药性,给临床治疗带来了难题。头孢喹肟作为第四代动物专用的头孢菌素类抗生素,近年来被用于治疗临床奶牛乳腺炎,具有良好的治疗效果。为了保证头孢喹肟治疗的有效性,同时减缓大肠杆菌对头孢喹肟耐药性的产生,开展了头孢喹肟对大肠杆菌性奶牛乳腺炎的半体内PK/PD同步模型研究,以期获得头孢喹肟对大肠杆菌的半体内PK/PD参数值,为临床上合理使用头孢喹肟提供试验依据。1.确定头孢喹肟对奶牛源大肠杆菌的野生型临界值及体外药效学研究为了了解奶牛源大肠杆菌对头孢喹肟的敏感性以及确定奶牛源大肠杆菌的野生型临界值,采用琼脂稀释法测定了头孢喹肟对1073株临床分离奶牛源大肠杆菌的MIC,并通过ECOFFinder软件确定了头孢喹肟对奶牛源大肠杆菌的野生型临界值。结果表明,MIC分布范围在0.015～>64 μg/mL之间,MIC50和MIC90分别为0.03μg/mL和4μg/mL,头孢喹肟对奶牛源大肠杆菌的野生型临界值为0.125 μg/mL。为了对比头孢喹肟在不同基质中对大肠杆菌的抗菌活性差异性,进行了肉汤和牛奶中的药效学研究比较。通过微量稀释法测定了头孢喹肟对6株临床分离奶牛源大肠杆菌的MIC,范围在0.03～0.125 μg/mL(MH肉汤)和0.06～0.25 μg/mL(牛奶)之间,牛奶中的MIC是肉汤中的2倍,说明头孢喹肟在牛奶中的蛋白结合率较低,可以忽略不计;头孢喹肟对6株临床分离奶牛源大肠杆菌的MBC和MPC范围分别为0.06～0.25 μg/mL和0.075～0.6μg/mL,突变选择窗较窄,说明细菌的耐药突变概率较低;在MH肉汤和牛奶中,头孢喹肟对大肠杆菌的PAE分别为0.040～0.746 h和0.010～0.570 h,均小于1 h,说明头孢喹肟在两种基质中对大肠杆菌的抗菌后效应较短;在MH肉汤和牛奶中的杀菌曲线结果表明,当大肠杆菌初始菌量为106CFU/mL时,2倍MIC可以达到杀菌效果,而当大肠杆菌初始菌量为108 CFU/mL时,32倍MIC才可以达到杀菌效果,说明细菌量对头孢喹肟的抗菌效果有较大影响。2.头孢喹肟在健康奶牛乳汁中的药动学研究选取三只健康泌乳期荷斯坦奶牛,根据临床推荐的给药剂量,每个乳区灌注75mg头孢喹肟,给药间隔为12小时,连续给药三次,并在第一次和第三次给药前以及给药后的不同时间点采集奶牛乳汁样品。利用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)法测定乳汁样品中的头孢喹肟浓度,再通过WinNonlin软件中的非房室模型分析头孢喹肟在健康奶牛乳汁中的药动学参数。结果显示,第一次给药后的AUC0-12h和第三次给药后的 AUC0-48h 分别为 15.53±5.64mg·h/mL 和 58.46±48.91 mg·h/mL;头孢喹肟在奶牛乳汁中的 Cmax分别为 1.80±0.64 mg/mL 和 1.54±0.23 mg/mL;Tmax分别为 1.71±1.18 h 和1.20±2.23 h;T1/2β 为 27.84±43.54 h;MRT 为 38.74±44.88 h。说明头孢喹肟在健康奶牛乳汁中迅速达到较高浓度并且维持时间较长。3.头孢喹肟对大肠杆菌的半体内药动药效同步模型研究通过药动学研究及体外药效学研究(牛奶中头孢喹肟的MIC值),确定不同时间点乳汁样品中的PK/PD参数(AUC0-24h/MIC)的值,取不同时间点采集的乳汁样品与不同初始菌量的大肠杆菌ATCC25922或大肠杆菌GM10-1,共同培养24 h,再通过滴板计数,确定样品对细菌的抗菌作用。采用SigmoidEmax模型对AUC0-24h/MIC值和细菌对数变化量之间的关系进行拟合,其拟合度良好,相关系数R2分别为0.9080、0.9171、0.8388和0.7946。通过计算得到不同抗菌活性下所需的PK/PD参数值,结果显示,当AUC0-24h/MIC为347352.44时,可以使初始菌量为106CFU/mL的大肠杆菌ATCC25922减少3.7×Log10 CFU/mL,达到清除效应;对于相同初始菌量的大肠杆菌GM10-1,当AUC0-24h/MIC为138820.89时,可以达到清除效应;而对于初始菌量为108CFU/mL的大肠杆菌ATCC25922,当AUC0-24h/MIC为404570.75时,可以使大肠杆菌菌量减少5.7×Log10 CFU/mL,达到清除效应;相同初始菌量的大肠杆菌GM10-1,达到清除效应时,AUC0-24h/MIC为187866.73。在临床治疗时,可以根据乳腺炎的病程,选取合适的PK/PD参数值,发挥头孢喹肟的理想治疗效果。