《Microbiology Spectrum》：Preclinical and clinical evaluation of vancomycin plus delpazolid combination therapy for MRSA bacteremia: a multicenter, double-blinded, randomized, parallel design, phase IIa clinical trial
临床前与临床评估Delpazolid联合万古霉素治疗MRSA菌血症：一项多中心、双盲、随机、平行设计的IIa期临床试验
摘要
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）菌血症因治疗方案有限、死亡率高，是一项严峻的临床挑战。本研究通过临床前和临床研究评估了Delpazolid联合万古霉素的潜在作用。在临床前研究中，通过棋盘法和时间-杀菌曲线法评估了Delpazolid与万古霉素或达托霉素的体外协同效应，并使用蜡螟（Galleria mellonella）模型进行了体内评价。临床研究方面，在2022年4月26日至2024年3月18日期间，于韩国六家医院开展了一项多中心、双盲、随机的IIa期试验。MRSA菌血症患者被按1:1随机分配，接受为期14至42天的万古霉素单药治疗或万古霉素联合Delpazolid治疗。主要结局是第14天的总体治愈率（微生物学清除和症状缓解）。次要终点包括安全性、不良事件和Delpazolid的药代动力学（PK）。体外棋盘试验显示Delpazolid与万古霉素或达托霉素之间无相互作用，而时间-杀菌曲线法则揭示仅当Delpazolid与万古霉素联用时存在拮抗作用。在蜡螟模型中，联合治疗相比单药治疗提高了生存率。临床研究中，共纳入40名患者，38人接受了至少1剂研究药物（安全性集），34人（单药组：19人；联合组：15人）被纳入全分析集。第14天时，单药组总体治愈率为52.6%，联合组为60.0%，差异无统计学意义。两组不良事件发生率相似，无显著安全性问题。药代动力学分析显示，联合给药时Delpazolid的血浆浓度水平良好。这些初步发现表明，有必要在样本量充足的试验中进一步研究，以明确Delpazolid联合万古霉素在治疗MRSA菌血症中的作用。
引言
金黄色葡萄球菌（SAB）菌血症是全球主要的健康问题，与高死亡率、高发病率和高经济负担相关。尽管抗菌疗法有所进展，但持续性和复发性感染仍是SAB管理中的重大挑战。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染尤其令人担忧，因为与甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（MSSA）相比，其院内死亡率更高。虽然已开发出多种对MRSA有效的新型抗生素，如达托霉素、利奈唑胺、头孢洛林和头孢比普，但由于可及性、高成本、潜在副作用以及缺乏大规模随机对照试验数据等问题，治疗选择仍然有限。万古霉素在大多数临床环境中仍是MRSA菌血症的一线疗法；然而，其疗效因最低抑菌浓度（MIC）值接近敏感折点、难以达到足够的血药浓度、异质性耐药、耐受性及潜在毒性而存在争议。此外，万古霉素中介金黄色葡萄球菌（VISA）菌株偶尔出现，进一步使治疗复杂化。利奈唑胺是一种替代选择，但它表现出个体间药代动力学差异，并与骨髓抑制、乳酸酸中毒和肝功能障碍相关。此外，近期报告表明，出现了对利奈唑胺和达托霉素耐药的革兰阳性球菌。
Delpazolid（LCB01-0371）是一种口服恶唑烷酮类药物，由韩国大田的LigaChem Biosciences开发，用于治疗MRSA、结核分枝杆菌和难治性脓肿分枝杆菌复合体。临床前研究已证明其在体外和体内模型中对革兰阳性菌的活性。包括单次和多次递增剂量研究在内的I期临床试验表明，口服制剂具有良好的安全性和剂量成比例的药代动力学（PK）特征。最近，一项针对结核分枝杆菌的II期试验显示，Delpazolid具有杀菌功效，且毒性低于其他恶唑烷酮类药物。
基于这些发现，我们进行了一项临床前研究，以评估Delpazolid与标准抗MRSA抗生素（如万古霉素和达托霉素）的体外疗效和协同活性，随后使用蜡螟感染模型进行体内评价。基于这些临床前结果，开展了II期临床试验，以评估Delpazolid联合万古霉素与万古霉素单药治疗相比，在MRSA菌血症中的疗效、安全性和药代动力学。
材料与方法
临床前研究
体外抗生素敏感性和联合试验
Delpazolid、万古霉素、达托霉素和利奈唑胺对MRSA临床分离株的最低抑菌浓度（MIC）此前已通过微量肉汤稀释法根据临床和实验室标准协会（CLSI）指南确定。为评估Delpazolid与达托霉素或万古霉素的体外协同作用，进行了棋盘法和时间-杀菌曲线试验。棋盘法使用了金黄色葡萄球菌LAC（MRSA USA300）和ATCC 29213（MSSA）菌株。该试验在96孔板中使用微量肉汤稀释法进行，每种抗生素的浓度范围为1/4× MIC至16× MIC。计算分级抑菌浓度（FIC）指数，以将相互作用分类为协同、相加、无关或拮抗。
对于时间-杀菌曲线试验，使用常量稀释法测试LAC菌株，初始接种量为5 × 105菌落形成单位（CFU）/mL。Delpazolid在1×、2×和4× MIC下测试，而万古霉素和达托霉素则在1× MIC下测试，均为单独使用和与Delpazolid联合使用。协同作用通过将万古霉素或达托霉素（1× MIC）与Delpazolid（2×和4× MIC）联合来评估。在24小时内多个时间点对细菌计数进行量化。协同或拮抗定义为与最有效的单一药物相比，联合用药在24小时时细菌计数增加或减少≥2-log10CFU/mL。
蜡螟感染模型
Delpazolid的体内抗菌效力使用蜡螟感染模型进行评估。将健康的蜡螟幼虫在其最后左腹足注射10 μL MRSA LAC菌株悬液（1 × 1010CFU/mL）。将受感染的幼虫总共分为8组，进行两次平行实验。万古霉素联合实验包括：对照组、Delpazolid单药组、万古霉素单药组、Delpazolid+万古霉素联合组。达托霉素联合实验包括：对照组、Delpazolid单药组、达托霉素单药组、Delpazolid+达托霉素联合组。这些实验独立重复三次。在24、48、72和96小时记录幼虫存活率，并使用对数秩检验进行Kaplan-Meier生存分析，以比较联合组与各单药组。
所有临床前研究均在首尔国立大学盆唐医院中央微生物实验室进行。
临床研究
研究设计
我们进行了一项II期、多中心、双盲、随机、平行组试验，以评估Delpazolid作为辅助治疗在成人MRSA菌血症中的应用。该试验在韩国的六家医院进行。虽然样本量未为统计假设检验正式计算，但目标入组人数为100名参与者。研究方案获得了各参与中心伦理委员会的批准。所有参与者或其法定代表人均提供了书面知情同意书。研究由赞助商LigaChem Biosciences与主要研究者合作设计并开展。
参与者
符合条件的患者需满足以下标准：年龄≥19岁；在随机分组前96小时内至少有一次MRSA血培养阳性确认；在随机分组前72小时内开始经验性万古霉素治疗；存在感染的临床症状或体征。排除标准包括：多重微生物血流感染；随机分组前经验性抗生素使用>96小时；脓毒性休克；严重免疫抑制；或研究者判定预计在48小时内因MRSA菌血症并发症死亡。其他排除标准包括身体质量指数≥35 kg/m2以及无法口服药物。金黄色葡萄球菌鉴定和苯唑西林药敏性在各机构根据CLSI指南确认。患者由研究团队与负责其院内管理的医院护理团队合作招募。
随机分组与设盲
在提供书面知情同意后，参与者接受筛选测试和程序。符合条件的参与者按1:1的比例随机分配接受Delpazolid联合万古霉素（联合组）或万古霉素联合匹配的安慰剂（单药组）。安慰剂片剂在外观上与Delpazolid相同以确保设盲。为确保每个临床试验点的分层区组随机化，由未直接参与试验的统计学家使用SAS软件生成随机化代码。然后，符合纳入/排除标准的参与者根据随机化代码，通过交互式网络应答系统按入组顺序分配到治疗组。参与常规患者护理的试验医生、护士和医院药剂师对分组分配和治疗设盲，而试验统计师不设盲。每个试验中心根据随机化列表，接收仅标记有试验编号的参与者盲态治疗包，其中包含整个治疗期间所需的活性Delpazolid片剂或相同的安慰剂片剂。
操作流程
随机分组的参与者接受指定的研究药物治疗最多42天（至少14天）。治疗包括口服Delpazolid 800 mg每日两次，以及初始静脉注射万古霉素剂量15–20 mg/kg，每8–12小时一次。随后的万古霉素剂量进行调整，以维持药时曲线下面积（AUC）/MICBMD比值在400–600之间。如果研究者认为有必要使用替代抗生素治疗MRSA菌血症，则可在至少使用万古霉素7天后将其替换为达托霉素。在停用万古霉素后，开始使用达托霉素，并按计划继续安排访视。参与者在转为口服抗生素（不包括恶唑烷酮类药物）之前，需要接受至少14天的静脉注射万古霉素治疗。如果转换符合方案标准，则按计划继续研究程序；否则，参与者将从试验中退出，排除在疗效分析之外，但保留在安全性分析集中。
参与者在治疗结束后4周退出试验，临床评估在第1、3、5、7和14天进行，随后每周评估直至治疗结束访视和治疗治愈测试访视。在第1、3、5和7天进行血培养，之后每3天进行一次，直到记录到两次连续的MRSA阴性结果。在第14天和治疗结束访视时进行额外的培养。实验室评估在第1、7、14天和治疗结束时进行，最终的治疗治愈测试访视亲自进行。
结局指标
主要使用全分析集（FAS）评估疗效，并采用符合方案集（PPS）进行支持性分析。主要疗效终点是治疗开始后14天内达到总体治愈的参与者比例（复合反应率）。总体治愈定义为临床改善和MRSA菌血症清除，并通过两次连续阴性血培养确认。关键的次要疗效终点包括：治疗结束时达到总体治愈的参与者比例；治疗期间因MRSA菌血症导致的死亡率；治疗结束访视后4周进行的治疗治愈测试访视时的MRSA菌血症复发率；在第3、5、7、14天和治疗结束时达到MRSA菌血症清除的参与者比例；在第3、5、7和14天持续存在MRSA菌血症的参与者比例；达到MRSA菌血症清除所需的时间。
安全性结局使用安全性分析集进行评估。评估内容包括：治疗中出现的不良事件、药物不良反应、治疗治愈测试访视时因MRSA菌血症导致的死亡率以及血小板减少症的发生率。
药代动力学（PK）建模和分析在韩国峨山医疗中心根据单独的药代动力学分析计划进行。使用两房室模型和NONMEM软件对Delpazolid进行药代动力学评估。评估的药代动力学参数包括：最大血浆浓度、从时间0到最后可测量浓度时间的药时曲线下面积、达峰时间、半衰期和清除率。在第一天给药后以及达到稳态后，计划在六个或更多时间点采集系列血样。所有参与者遵循相同的采样计划。在中央微生物实验室通过微量肉汤稀释法测定来自临床试验患者血液分离株的万古霉素、达托霉素、利奈唑胺和Delpazolid的最低抑菌浓度，以评估药物敏感性和耐药模式。
统计分析
研究人群包括确诊的MRSA菌血症患者。数据在三个不同的分析集中进行分析：安全性集、全分析集和符合方案集。安全性集包括所有随机化并接受至少一剂研究药物的参与者。全分析集包括随机化、接受至少一剂研究药物、确认为MRSA感染且被认为可进行疗效评估的参与者。全分析集中的参与者根据其随机化治疗分配进行分析。符合方案集包括来自全分析集、在治疗前14天内研究药物依从性≥80%的参与者。安全性结果针对安全性集进行总结和报告，而主要和次要疗效分析主要在全分析集上进行，并在符合方案集上进行额外分析。
所有统计分析均使用SAS 9.4或更高版本进行。连续变量使用参与者数量、均值、标准差、中位数、最小值和最大值进行总结。分类变量报告为频率和百分比。在5%的显著性水平下进行双侧检验。使用卡方检验或Fisher精确检验评估治疗组间比例的差异。对MRSA菌血症清除时间等时间-事件数据，使用Kaplan-Meier生存分析，并使用对数秩检验评估治疗组差异。
结果
临床前研究
在之前的研究中，Delpazolid的MIC50被确定为1 μg/mL，与万古霉素、利奈唑胺和达托霉素的MIC相当。Delpazolid与万古霉素或达托霉素相互作用的棋盘法试验结果显示，对于ATCC 29213和LAC菌株，Delpazolid与万古霉素或达托霉素的组合产生的FIC指数表明为无关作用。在时间-杀菌曲线试验中，当Delpazolid与1× MIC的万古霉素联合时，观察到拮抗作用。然而，Delpazolid与达托霉素之间未观察到协同或拮抗作用。
在蜡螟感染模型中，重复实验显示了相似的结果。在代表性的实验中，Delpazolid和万古霉素的组合与单用万古霉素或单用Delpazolid相比，显著提高了生存率。然而，当Delpazolid与达托霉素联合给药时，与单用Delpazolid或单用达托霉素相比，生存率无统计学显著差异。
临床研究
参与者在2022年4月26日至2024年3月18日期间招募。由于试验点入组率极低，该临床试验提前终止，这主要归因于韩国持续的公共卫生危机。
40名患者被随机分组，38人接受了至少一剂研究药物。所有接受治疗患者的 demographic 和临床特征显示，平均年龄为66.8岁，一半参与者为男性。糖尿病和终末期肾病在两组中都很常见。大多数患者确定了菌血症的来源，静脉导管是最常见的来源。皮肤和软组织感染在万古霉素组中更常见，而胸肺感染和感染性脊柱炎在接受Delpazolid和万古霉素联合治疗的组中更常见。在可清除病灶的患者中，大约一半接受了原发病灶清除。在随机分组的患者中，有四人因MSSA感染或缺乏额外的临床评估而停用研究药物。因此，34名患者被纳入意向性治疗分析的全分析集，25名患者被分配到符合方案集组。共有23名患者接受了治疗结束访视，15人完成了治疗治愈测试访视。
在全分析集人群中，联合组的总体治愈率为9/15，万古霉素组的总体治愈率为10/19，差异无统计学意义。在符合方案集人群中，联合组的总体治愈率为9/11，万古霉素组为9/14，与全分析集人群一致，差异无统计学意义。治疗结束时的总体治愈率在全分析集和符合方案集人群中，联合组也更高，两组在治疗结束时均未观察到归因于MRSA菌血症的死亡率。各时间点的持续菌血症率在全分析集和符合方案集人群中均无显著差异。联合组菌血症清除的中位时间在数值上短于万古霉素组，但差异无统计学意义。
在安全性分析中，Delpazolid的平均暴露时间为11.7 ± 7.73天。在万古霉素基础上加用Delpazolid并未增加不良事件的发生率或严重程度。两组均未发生因MRSA菌血症恶化或血小板减少症导致的死亡。药物不良反应在万古霉素组中报告率为45%，联合组为22.2%，大多数药物不良反应为轻度，无4级或5级事件报告。万古霉素组观察到一例严重不良事件，为终末期肾病，被认为与研究药物无关。两名患者因治疗中出现的不良事件而停止治疗。
对15名接受Delpazolid和万古霉素联合治疗的参与者进行了群体药代动力学建模和分析。血浆Delpazolid浓度使用液相色谱-串联质谱法测定。在参与者中，七人患有终末期肾病，两人患有肝硬化，一人有肝移植史。选择了一个纳入血液透析状态和白蛋白水平作为协变量的两房室模型。稳态下的平均药时曲线下面积在非终末期肾病组和终末期肾病组之间相似。然而，在给药期间接受血液透析的参与者，其平均药时曲线下面积和最大血浆浓度比非血液透析参与者低约50%。尽管血浆浓度较低，但血液透析组中除一名参与者外，其余均在治疗开始后第14天达到总体治愈。有肝硬化、肝移植史或中重度肝功能不全史的参与者被归入肝功能受损组。该组的平均药时曲线下面积约为无肝功能受损组的三倍。同样，肝功能受损组的平均最大血浆浓度是无肝功能受损组的两倍。
在安全性集的38名参与者中，所有基线金黄色葡萄球菌分离株均对万古霉素和利奈唑胺敏感。Delpazolid的MIC50和MIC90分别为1 μg/mL和2 μg/mL。在Delpazolid-万古霉素组中，万古霉素和达托霉素的MIC50/MIC90值均为1/1 μg/mL，而在单用万古霉素组中，分别为0.5/1 μg/mL。对7名MRSA菌血症且随访血培养阳性的患者的随访分离株重复进行了抗生素敏感性测试。在第14天，对治疗组的一名参与者和对照组的两名参与者评估了最低抑菌浓度，与基线相比未增加。在治疗结束时，治疗组的一名参与者也未显示最低抑菌浓度增加。
讨论
这项IIa期探索性研究旨在基于支持性的临床前数据，评估Delpazolid联合万古霉素治疗MRSA菌血症的可行性、安全性和临床效果。体外和体内临床前模型表明，Delpazolid表现出与万古霉素和达托霉素相当的抗菌活性。在蜡螟感染模型中，联合治疗显著提高了生存率。在这项提前终止的临床研究中，联合方案展示了可接受的安全性，与万古霉素单药治疗相比，不良事件的频率或严重程度没有明显增加。虽然联合组的总体治愈率和菌血症清除率在数值上更高，但这些差异并不显著。
鉴于治疗MRSA菌血症的挑战及其高死亡率，人们探索了各种联合抗生素方案，以期通过互补的作用机制提高疗效并预防耐药性。然而，评估联合疗法治疗金黄色葡萄球菌菌血症的随机临床试验尚未证明与标准单药治疗相比，临床结局有所改善。值得注意的是，CAMERA2试验、BACSARM试验、SAFO试验、ARREST试验和DASH研究均未能显示出临床获益，并且在某些情况下因不良事件增加或提前终止而受到限制。一项回顾性研究报告，在持续MRSA菌血症病例中，基于利奈唑胺的方案在72小时内清除血培养的效果优于继续使用万古霉素。Delpazolid是一种口服恶唑烷酮类药物，具有良好的药代动力学特性，包括较低的线粒体毒性，以及与其他药物相比更低的药物相互作用或血清素综合征风险。一项临床前时间-杀菌曲线试验显示Delpazolid与万古霉素之间存在拮抗作用，这与利奈唑胺对某些金黄色葡萄球菌菌株的体外协同试验结果相似。然而，体外和体内结果之间经常存在差异。在一项研究中，万古霉素和利奈唑胺的组合在时间-杀菌曲线试验中对特定MRSA菌株表现出拮抗作用；然而，这种拮抗作用在小鼠腹膜炎模型中并未观察到。同样，在我们的蜡螟感染模型中，Delpazolid-万古霉素联合治疗提高了生存率，这与体外结果相反。这些发现强调了药物相互作用的复杂性以及体外模型在预测体内结果方面的局限性。因此，应谨慎解释观察到的临床前数据，需要进行额外的临床研究来阐明该联合疗法在MRSA感染中的转化相关性。
在我们的临床研究中，联合疗法与标准万古霉素单药治疗相比，并未增加不良事件的频率或严重程度，且未观察到血小板减少症病例。此外，在随访血培养分离株中未检测到最低抑菌浓度爬升。值得注意的是，在一项比较利奈唑胺和Delpazolid治疗耐多药结核病的单独研究中，Delpazolid 800 mg每日两次给药组的药物不良反应发生率（18.8%）显著低于利奈唑胺 600 mg每日两次给药组（50%）。
该研究由于入组缓慢而提前终止，导致样本量有限，无法就临床结局得出任何明确结论。虽然观察到联合组的治愈率在数值上更高，菌血症清除更快，但这些差异在统计学上并不显著，应谨慎解读。万古霉素治疗失败归因于其缓慢的杀菌活性以及具有降低敏感性的菌株的出现。虽然2011年MRSA治疗指南将持续性菌血症定义为持续≥7天，但最近的报告表明，在开始适当治疗后任何随访血培养阳性都应引起关注。在临床实践中，持续性菌血症常常促使抗生素升级或联合治疗。鉴于金黄色葡萄球菌菌血症清除延迟与死亡率和转移性并发症风险增加独立相关，这些发现凸显了在未来III期试验中进行进一步调查的必要性。药代动力学分析表明，Delpazolid可能通过血液透析被清除。尽管接受血液透析的患者血浆浓度较低，但除一名患者外，其余均在开始Delpazolid给药后第14天达到总体治愈。尽管Delpazolid的确切消除途径仍有待阐明，但肝功能受损患者的血浆浓度显著升高，表明肝脏可能是主要的代谢途径。这些发现强调了需要进一步研究，以优化特定患者群体（包括接受血液透析和肝功能不全的患者）的Delpazolid给药策略。
本研究存在一定局限性。首先，由于韩国持续的公共卫生危机，招募临床试验参与者具有挑战性，最终导致研究提前终止和样本量有限。这个小队列也可能导致治疗组之间感染源的基线不平衡。其次，由于Delpazolid是一种口服抗生素，危重患者被排除在试验之外，并且在研究队列中未观察到归因于MRSA菌血症的死亡率。第三，由于缺乏MRSA菌血症的快速诊断测试，需要在索引血培养后96小时内，对已在72小时内开始经验性万古霉素治疗的患者进行随机分组。第四，不到一半的入组参与者完成了治疗治愈测试访视，导致大量失访，这可能影响了对长期结局的评估。
尽管大量研究证明了联合抗生素疗法在体外和动物模型中对金黄色葡萄球菌菌血症的潜力，但这些发现在评估具有临床意义结局的前瞻性临床试验中并未得到一致重复。我们的研究进一步证明了Delpazolid-万古霉素联合疗法可能在此背景下提供治疗益处的证据。
结论
我们提前终止的IIa期研究表明，Delpazolid-万古霉素联合疗法在MRSA菌血症患者中是可行的，且通常耐受性良好。这些发现强调，需要进行更大规模、样本量充足的临床试验，以明确其临床作用。
