基于随机药代/药效学的细菌模型中，在不同药物作用模式和突变模式下治疗期间抗生素耐药发生的概率

数学模型，例如微分方程和随机过程，在理解抗生素耐药性的演化方面已受到广泛关注。然而，大多数现有模型都假设存在既有遗传变异，并未考虑参考细菌菌株发生随机突变或药物诱导突变的可能性。因此，我们提出了一个基于药代动力学/药效学（PK/PD）的连续时间马尔可夫链模型，用于描述治疗期间感染宿主体内敏感菌与耐药菌之间的竞争和突变。 所提出的模型可近似为一个带有输入项的广义生灭过程，从而能够显式推导治疗期间耐药菌群建立的概率。除了刻画耐药菌株从头出现的随机性之外，我们还探讨了不同抗生素作用机制、水平基因转移、营养可用性以及药物药代动力学对抗生素耐药性的影响。我们发现，以复制为靶点的药物（抑菌药）比以致死为靶点的药物（杀菌药）对耐药性的抑制作用更强。与先前研究一致，我们发现耐药性在中等药物浓度下达到最大；然而，对从头突变的考虑进一步放大了较高剂量在防止耐药性出现方面的优势。

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🏷️ 抗生素耐药 药代/药效学 连续时间马尔可夫链 随机突变 细菌动力学 水平基因转移