抗生素治疗中耐药性resistance，耐受性tolerance和持久性persistence(?)的区别

3背景 抗生素的耐受性与抗生素治疗失败以及许多细菌感染的复发相关。并且与耐药性不同，它需要使用MIC法进行测量，由于一种相似定量分析指标的缺乏，耐受性成为一种特征比较模糊的指标。这可能导致耐受菌株的错误分级为耐药，或者耐药为耐受，并最终导致了治疗的失败。在这篇评价文章中，我们介绍了最近关于耐受性，耐药性和持续性的研究，并从这些研究，我们概述了是如何对每种分型是如何清楚明确定义的。我们 提出了一个根据这些定义对细菌菌株的药物反应进行分类的框架，这些定义基于MIC以及最近被定义的耐受性定量分析指标，最小灭菌时间MDK(the minimum duration for killing).最后，我们讨论了导致耐药性增加相关的基因，the tolerome，将其作为治疗耐受性菌株的靶点。

耐药菌株的分离和基因特性揭示了许多耐药的分子机制，包括药物靶点突变，直接灭活抗生素的酶激活，排出抗生素的外排泵的激活.参与这些机制的基因被称为＂抗性基因＂。然而，早在1944年，人们就观察到细菌能够在广泛抗生素治疗中存活，并且没有产生耐药突变。耐受性和持续性就被创造出来用于区分耐药存活的菌株类型。但是这两种命名的明确定义在一些情况中仍保持着争议。＂耐药性＂被用于描述微生物在高浓度抗生素在继续生长的可遗传的能力，不受治疗时间的影响，并被部分抗生素通过MIC法量化。而＂耐受性＂则更一般的用于描述微生物能够暴露于高浓度抗生素而短暂存活并不改变MIC值的能力，无论这种能力能否被遗传，这通常是通过减缓必要的细菌过程来实现的。这篇文章中，我们遵循Kerter和Fortune所定义的耐受性的术语，即耐受性能使细菌菌体短暂暴露于抗生素的某种浓度而存活，过久就会死亡。例如，当细菌生长缓慢时就会对β内酰胺酶产生耐受性，生长缓慢会导致更久的最低浓度治疗时间才能获得相同的灭菌水平，不管抗生素的浓度如何。休眠也许可以被看做生长缓慢的极端状况，休眠所导致的耐受性也许可以被命名为＂药物冷漠＂。

耐受性也许需要通过一个遗传突变或者环境条件诱导就可以产生；例如，贫瘠的生长条件已经被证明可以增加细菌在抗生素一定浓度的耐受性。这种耐受性被Lederberg和Zinder通过营养缺失型突变菌株所证明，因为在没有氨基酸的条件下，当一个诱变菌群暴露于青霉素中时，仅有非生长的营养缺失型菌株才能存活。一个非生长状态所导致的耐药性也能被抗生素所诱导，这种药物诱导的耐受性能够保护细菌不被抗生素杀灭。不同于抗药性和耐受性，这种属于整个细菌菌群的属性，持续性是一个克隆菌群中一个亚群暴露于高剂量抗生素中存活的能力。持续性能被典型的观察到，当一个菌群的大部分被迅速的杀死，而一个亚群却能存活的更久一些，尽管他们同属一个克隆群体。它的杀灭时间曲线将是双相的，由于持久型和非持久型亚群的异质性。持久型亚群更慢的杀灭速率是非遗传的：当持久型菌株被分离，被传代，重新暴露到相同的抗生素治疗中，同样的异质性被观察到，像它的原生菌群一样，仍被区分为持久型和非持久型亚群。第一个直接观察到的持久型情况是在单细胞水平发现的，生长缓慢和休眠期的一个细菌小亚群是构成整个群体高存活率的基础。此外，在这些初步观察之后，还观察到，通常是剂量依赖性，持久型的机制也展示出双相杀伤的情况。由于一些原因，依据细菌暴露于抗生素期间的生存情况，不同策略的实验室区分是重要的。首先，这些存活策略，虽然表面上是相似的，活动度的基础模型是有区别的，这意味着治疗的失败，如果使用了错误的存活策略。其次，潜在的机制和用于研究他们的实验，也许对每种策略也是非常不同的。再次，受药物反应影响的抗生素的范围可依据生存策略而不同。例如，生长缓慢所致的耐受性将可以经常提供一个抗生素分级的优势，然而，大部分的耐药机制仅提供一种抗生素分级的。最后，抗药性，耐受性或持久型的定量分析方法需要不同的公制单位和实验操作为每种生存策略。

在这篇文章中，我们讨论了当前的基础和策略，为区分三种情况，没有任何一种先前的复杂的分子机制知识。这些术语被经常互相用于文献中，但是我们的目的是给每个属于我一个明确清晰的定义，并提出了用于区分这些表型的实验框架，该框架使用一个标准化的、可测量的指标来检测对药物暴露的耐受性-MDK。我们希望MIC和MDK联合使用作为体外药敏试验的标准，这也许最终可以为难治性感染提供更好的治疗。

抗药还是耐受？

Resistance抗药，对抗生素抵抗，这通常是由遗传突变引起的，与多种分子机制相关，这些机制已经在其它文章里综合综述过。它对于说明细菌耐药机制降低了抗生素的功效十分重要；也就是说，需要更高浓度的抗生素才能在抗性菌株产生与在敏感菌株中产生的相同的效果。抗药可以被MIC量化，能够被最小抑菌浓度所定义。大约需要16到20小时可以观察到。被限制在临床微生物实验室内使用。MIC是一种便利的抗性检测方法，一种菌群的MIC值更高意味着具有更高的抗性。全耐是一种极端的耐药案例。MIC有两大限制，首先，它对非抗性菌株没有耐受性信息。其次，它是体外实验可能无法代表体内实验。但是，MIC法是目前唯一一种常规临床细菌耐药监测方法。

耐受性Tolerance，一般被理解为一个菌群短暂存活于抗生素的能力。甚至在极高MIC值得浓度的抗生素内。不像抗性，耐受性利用的仅杀菌剂，而不是抑菌剂，因为所有的细菌都可以在抑菌剂中短暂存活，它并不致命仅是限制生长。因此，所有文章中所讨论的药物暴露都应该被认为是针对灭菌剂的。

  对耐受性重要的是药物暴露的时间而不是浓度，才能产生像敏感菌株一样的杀灭水平。耐受株和非耐受株有一样的MIC值，MIC法无法提供耐受性评估信息。一种建议认为评估耐受性的方法是在一种抗生素的不同浓度测量杀灭时间曲线。但是，没有一个标准的检测方法去解读曲线，同时由于这些结果又来自不同的实验室而相互比对困难。另一种被提出的耐受性测量方法是MBC/MIC比率，MBC(the minimum bactericidal concentration),最小灭菌浓度，即在经过24小时孵育培养后，某浓度的抗生素的灭菌效果要大于99.9％。对于接近MIC值的抗生素浓度仅限制生长但MBC导致死亡的情况，MBC/MIC的比率会产生一个比较大的值。因此，这种方法也许能够精确的评估药物诱导的耐受性水平，但是与其他形式的耐受性相关性不强。

    最近，MDK被认为是耐受性的一种量化分析方法，它能够从杀灭曲线中得到，是基于耐受性菌株能够更久的时间才能被杀死，相比于敏感菌株。MDK被定义为抗生素治疗的典型持续时间，这个浓度杀死一定比例的菌群所需时间远超MIC值(这意味着菌体死亡率不依赖抗生素浓度)。例如，治疗的最小持续时间是需要杀死一个菌群的99％，它可以从杀灭时间曲线中得到。假设依靠MDK作为耐受性的测量方法，高浓度抗生素的杀灭功效已经达到饱和，那么细菌对浓度就是不敏感的，依赖的仅仅是暴露时间。

  类似于MIC可以用于比对细菌间的耐药水平，MDK也可以用于比对细菌间的耐受性水平。与只能从指数致死曲线中提取的致死率(即存活率指数下降的速率)相反，MDK仅仅综合了所有不同的因素，这些因素共同构成了更快的或者更慢的总体死亡效果，例如死亡延迟或非指数死亡曲线。因此，这种耐受性的量化方法并不依赖任何部分的分子机制。我们讨论认为MDK应该成为耐受性检测的执行方法，因为它可以量化的比对不同菌株和条件。甚至来说，MIC值升高和MDK值升高可以作为清楚定义抗药性和耐受性的评估框架。

  文献中对耐受性的报道总是与生长缓慢和代谢降低相关。以β内酰胺酶为例，生长缓慢或完全停止生长的细菌会对许多抗生素的敏感性降低或减弱。这是那些在微生物里竞争资源的抗生素进化的直接结果，这些抗生素的产生是靶向快速生长的菌体，这些被选择的抗生素是对资源最具竞争力的。不同种类的抗生素已经演变成针对生长所需的不同过程，并且一旦抗生素所针对的过程已知，有时可能人为的将抗生素功效与生长速率分离(即分离靶向产物和生长)。