用SPSS计算MIC50.docx

1、用SPSS计算MIC50河南农业大学本科生毕业论文（设计）题 目用SPSS软件计算半数最低耐药浓度 学 院 牧医工程学院 专业班级 05药物制剂1班 学生姓名 左春霞 指导教师 撰写日期： 2009年5月31 日用SPSS软件计算半数最低抑菌浓度左春霞（2009届药物制剂专业1班）摘要： 计算不同菌株对抗生素类药物的半数最低抑菌浓度（MIC50），探讨一种快捷有效的计算MIC50的方法，学习SPSS软件的使用。MIC50是指抑制50%细菌生长的药物浓度，由于抗生素药物的广泛应用，越来越多的病菌耐药性增强，而MIC50和MIC90多用于新药的抗菌效果评价，因此计算MIC50的意义尤为重要，为研发

2、新的抗菌药物提供可靠参考价值。用微量法测各菌株对不同药物的最小抑菌浓度（MIC），从而对各菌株的耐药性进行分析和研究，用SPSS软件计算MIC50。科学、快捷地方法计算出MIC50，学习并熟悉SPSS软件的使用，提高了计算速度和准确性。由于实验数据繁琐，不方便比较，且效果不甚明显，用SPSS软件计算进行耐药分析，不仅便于比较分析，而且增加结果可靠性，是繁琐的工作简单化、科学化。关键词：半数最低抑菌浓度；SPSS软件；最小抑菌浓度；耐药性Calculation the Half of the Minimum Inhibitory Concentration by Using SPSS Softw

3、areZUO Chun-xia(Class 1 of Pharmaceutical preparations, Graduated in 2009) Abstract:In ordor to calculate the half of the minimum inhibitory concentration (MIC50) of different strains of antibiotic drugs, and to explore an efficient and effective method of calculating the MIC50, and to learn the use

4、 of SPSS software. MIC50 means 50% of bacterial growth inhibition of the drug concentration. As a result of the widespread application of antibiotics, more and more drug-resistant bacteria increased. MIC50 and MIC90 used for evaluation of antibacterial effect of new drugs, so it is particularly impo

5、rtant to calculate MIC50. MIC50 provide a reliable reference value for the research and development of new antimicrobial agents . It is measured the minimum inhibitory concentration (MIC) of the different drugs by using the trace of the strain, thus analysis and research the resistance of the strain

6、. Calculated MIC50 using SPSS software Science and quickly. In ordor to learn and be familiar with the use of SPSS software and enhance the computing speed and accuracy.This activity can be introduced to the strain plays an important role in drug resistance. Experimental data due to cumbersome and i

7、nconvenient for comparison, and the effect is not obvious, calculated using SPSS software for analysis of resistance, not only to facilitate a comparative analysis but also increase reliability of results. It made the work complicated and scientific. Key words: MIC50; SPSS software; Minimal inhibito

8、ry concentration; Resistance最小抑菌浓度（MIC）是指抑制细菌生长的最低药物浓度，半数最低抑菌浓度（MIC50）是抑制50%细菌生长的最小抑菌浓度，MIC值是检测细菌对抗菌药物敏感性的重要指标1，抗菌药物的使用依据MIC选择适当的浓度，但由于细菌对抗菌药物极易产生耐药性，当细菌产生耐药性之后，仅依据MIC值选择的药物浓度已不能达到很好的抑菌效果，因此，常借助MIC50和MIC90对药物进行抗菌效果评价。计算MIC50的方法目前还有很多不确定因素，各种计算方法都有自身的漏洞和不可信的成分，可以说没有很完整很精确的计算方法。例如，以Bliss创建、后为Fisher、Fi

9、nney所发展的加权概率单位法(又称Bliss法)，Bliss法运用了正态分布的理论，需从正态分布概率计算概率值。由于正态分布概率计算繁琐，而且没有从分布概率到概率值的逆运算公式，因此，在计算中需多次查表，应用极不方便2。因为从分布概率到概率值的逆运算没有简明、高效的算法，非专业程序设计人员也难以写出高质量的MIC50计算程序7,12。一种很浅显的计算方法，用稀释法做100株菌的药敏得到100个MIC值，将其按浓度大小从低浓度到高浓度排列，从最低的那个浓度数起，当你数到第50个MIC时，这个MIC值就是MIC50，当然，这样做所需数据较多，试验工作量大，而且科学价值不大，可靠性低，不提倡用。随

10、着SPSS软件的应用，将其运用到Bliss方法中，准确又快速，原理和人工计数是一样的，所以得到的结果肯定也是一样的，不存在方法不同结果不同的问题，同时简化了步骤，提高了运算速度和准确性。1 材料和方法1.1 试验地点、时间 本试验于2009年2月26日到4月31日在河南农业大学牧医工程学院药理实验时进行。1.2 菌株来源16株大肠埃希菌：从病鸡心脏、气囊和肝脏分离提纯菌株（标记为A1A16），经细菌鉴定仪鉴定为大肠杆菌。1.3主要的仪器、设备、药品、试剂1.3.1培养基麦康凯培养基、MH培养基、TSB培养基购自杭州天和微生物试剂有限公司；SS琼脂培养基购自北京路桥技术有限责任公司。1.3.2药

11、敏纸片及药品头孢他啶CAZ（30 g/片）、头孢他啶/棒酸（CAZ/CA, 30 g/片）、头孢噻肟CTX（30 g/片）、头孢噻肟/棒酸（CTX/CA, 30 g/片）5，均由北京天坛药物生物技术开发公司提供。头孢噻肟钠、头孢噻呋钠、头孢曲松钠、氨苄西林、头孢噻肟钠+舒巴坦钠（2：1）、头孢噻呋钠+舒巴坦钠（2：1）、头孢曲松钠舒巴坦钠（2：1）氨苄西林+舒巴坦钠（2：1）、乳酸环丙沙星、左氧氟沙星、盐酸加替沙星、氟苯尼考、盐酸多西环素、阿米卡星、硫酸粘菌素3,4,6，以上药物均由河南牧翔动物药业有限公司提供。恩诺沙星、加替沙星，二者由河南大明实业有限公司提供。1.3.3仪器90-1磁力搅拌

12、器（上海亚荣生化仪器厂）、YXQGO2型手提式电热压力蒸汽消毒器（山东新华安得医疗用品有限公司）、隔水式电热恒温培养箱（上海跃进医疗器械厂）、电子分析天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)、振荡培养箱（上海跃进医疗器械厂）、超净工作台（苏净集团安泰公司制造）、微波炉（佛山市顺德区格兰仕微波炉电器有限公司）、DZF-6050型真空干燥箱（上海一恒科技有限公司）、荣声冰箱（广东科龙电器股份有限公司）、各种规格的微量移液器（上海荣泰生化工程有限公司）。1.3.4 材料聚苯乙烯微孔板，812 cm大小，每块板上八横排，每排12孔，每孔0.20 mL，孔底呈v型，细菌生长时聚集于孔底，有利于结果的观察。微量

13、移液器，规格为50-300 L，可自由调节。1.3.5数据用头孢噻呋钠、环丙沙星、多西环素、粘菌素等12种单方药物和头孢噻呋钠/舒巴坦钠等4种复方药物对8株大肠埃希菌耐药性检测8,9，得出实验数据（各种菌对各种药的MIC值）如下表1.1：表1.1 MIC值测定结果（单位：g/ml）Table 1.1 MIC value determination results (unit: g / ml)药品 菌株A1A2A3A4A5A6A7A8头孢噻肟25664256头孢曲松432646432256128256氨苄西林128256256256128256256256头孢噻肟/舒巴坦244841644头孢噻

14、呋/舒巴坦144484216头孢曲松/舒巴坦484488416氨苄西林/舒巴坦416881616832环丙沙星8323216160.250.258左氧氟沙星8168480.2518加替沙星1881680.250.254恩诺沙星166432128640.252562562562560.2524硫酸粘菌素0.250.25160.250.250.250.25256氨苄西林256256256256256256128256头孢噻肟/舒巴坦28488884头孢噻呋/舒巴坦144484216头孢曲松/舒巴坦0.58416816168氨苄西林/舒巴坦816161632161616环丙沙星23232128644

15、3232左氧氟沙星81616321681616加替沙星2恩诺沙星1664642566486464氟苯尼考321286425616232128多西环素168163288416阿米卡星256256256256256111硫酸粘菌素4162568320.250.25161.4试验程序和方法用SPSS软件计算MIC50，选定一个药和各株菌进行MIC50计算，以头孢噻呋为示例，计算过程如下：1.4.1用头孢噻呋和和各菌株的MIC值在Microsoft Excel上做表头孢噻呋和和各菌株的MIC值如下表1.2表1.2头孢噻呋和和各菌株的MIC值（单位：g/ml）Table 1.2. Ceftiofur a

16、nd strains and the MIC (unit: g / ml)菌株A1A2A3A4A5A6A7A8头孢噻肟2563.923.284.359.40MIC9076.37164.782562568.848.1513.1117.43MICs0.25-2561-2562-256128-2562-161-160.5-164-32续表2.1药品 指标环丙沙星左氧氟沙星加替沙星恩诺沙星氟苯尼考多西环素阿米卡星粘菌素MIC506.865.032.8816.4230.135.84100.640.45MIC9074.4023.4719.59255.54179.2016.8125642.91MICs0.2

17、5-1280.25-320.25-322560.25-256 由计算所得MIC50可以看出菌株对不加酶抑制剂（舒巴坦）的单方药物敏感性：大肠埃希菌对环丙沙星、左氧氟沙星、加替沙星、恩诺沙星等喹诺酮类药物和多西环素四环素类药物较敏感，耐药性差；对粘菌素敏感性最强；对头孢噻肟、头孢噻呋、头孢曲松等头孢菌素类药物较喹诺酮类敏感性低，耐药性强；对氨苄西林为代表的青霉素类药物敏感性差，耐药性强；对氟苯尼考氯霉素类药物敏感性稍差，而对于阿米卡星为代表的氨基糖苷类敏感性最差，耐药性强。同时还可看出菌株对-内酰胺类抗生素药物不加酶抑制剂的单方药物和加酶抑制剂的复方药物敏感性明显不同：同一药物，大肠埃希菌对加舒

18、巴坦酶抑制剂的复方药物敏感性明显大于不加酶抑制剂的单方药物，对复方药物耐药性差。以此推断，菌株产生耐药性的机制在于自身酶活性大小，加酶抑制剂的复方药物抑制了菌株自身酶的活性，酶活性降低，耐药性减弱。因此，临床应用中，可采用加酶抑制剂或其他降低酶活性的方法研制新药，降低菌株的耐药性。 3讨论3.1关于SPSS软件SPSS（Statistical Product and Service Solutions）10是世界上最早的统计分析软件，也是世界上最早采用图形菜单驱动界面的统计软件，由美国斯坦福大学的三位研究生于20世纪60年代末研制，1984年SPSS总部首先推出了世界上第一个统计分析软件微机版

19、本SPSS/PC+，开创了SPSS微机系列产品的开发方向，极大地扩充了它的应用范围。是世界上应用最广泛的专业统计软件。在采用SPSS软件计算MIC50 时有以下特点：第一，快速、准确、方便，减少逐次逼近的次数。以往采用绘图纸作图估计：由原始资料的剂量对数及概率单位作一预期的回归线，准确性差，增加回归次数，徒增加计算量，采用SPSS的自回归作预期回归线，通常境况下MIC50的计算只要经二次回归即可满足拟合度的要求。而且一经编成，反复使用，输入变量，即刻生成数据，大大减少工作量。第二，生动直观便于掌握。SPSS软件可模拟Bliss法11的计算方法，便于深刻领会Bliss法的精髓，对MIC50教学很

20、有帮助。第三，易于使用，在教学科研中易于推广。一般的学生、科研工作者都具有Excel基础知识，采用SPSS软件计算MIC50容易上手，易学易用，在MIC50测定的教学中能起到事倍功半的效果。第四，全面检验，可输出理想的报告格式。第五，数据真实可靠。采用Excel运算结果与采用SPSS国际通用统计软件运算结果进行比较，MIC50数值没有统计学意义的差别，但SPSS运算结果更为准确。SPSS for Windows7 12由于其操作简单，已经在我国的社会科学、自然科学的各个领域发挥了巨大作用。该软件还可以应用于经济学、生物学、心理学、医疗卫生、体育、农业、林业、商业、金融等各个领域。3.2用SPS

21、S软件计算MIC50和用其他方法计算MIC50的比较使用SPSS软件计算MIC50，相对于一般方法而言，更具科学性和说服力。目前，学术界对于MIC50的计算有很多种方法，但究竟什么样的方法求出的MIC50值比较准确或或比较科学，在这个问题上一直有争议，甚至没有一种更科学更权威的计算方法。由于这方面原因，MIC50的应用也受到一定的限制，很多情况下，由于无法精确快速计算出MIC50值而耽误了临床对于新药抗菌效果评价，造成不可弥补的损失。本试验采用SPSS软件对MIC50进行计算，采用类似EXCEL表格的方式输入与管理数据，数据接口较为通用，能方便的从其他数据库中读入数据。其统计过程包括了常用的、

22、较为成熟的统计过程，完全可以满足非统计专业人士的工作需要。根据实验数据分析：对于阿米卡星药物，菌株A6、A7、A8、A14、A15、A16较其他菌株明显敏感性较强，对这组数据用累计计数法求MIC50，其数值介于2和128之间，无法求出MIC50准确值，只能得出一个范围，而用SPSS软件可以计算出准确的数值，从这一点讲，SPSS软件所用范围较广一点；对于氨苄西林药物，没有对菌株完全不抑菌的药物浓度，也没有完全抑菌的药物浓度，其不满足用改良寇氏法计算的条件，因此不适用改良寇氏法，而用累计计数法，也无法计算出MIC50，而用SPSS软件模拟概率单位法的计算方法，可计算出精确的MIC50。 用SPSS软件计算，概率分析和频数分析计算出的结果也有不同，单以多西环素为例，用频数分析方法求得在4和8之间，更接近于8，而用概率分析方法求得数值为5.84，相对接近于4，同样用SPSS软件计算，不同的分析方法结果不同。频数分析要求试验组数在