磷霉素的抗菌作用、耐药机制及临床应用

周 迎， 徐晓刚

磷霉素的抗菌作用、耐药机制及临床应用

周 迎， 徐晓刚

磷霉素； 耐药性； 临床应用

随着多重耐药菌、泛耐药菌，甚至全耐药菌感染不断出现，所致感染缺乏新的有效抗菌药物。临床医师重新开始关注一些经典的“老”抗菌药物，例如多黏菌素及磷霉素等。磷霉素属天然、广谱小分子抗生素，具独特的抗菌机制，对临床常见的革兰阴性及阳性病原菌具有抗菌活性，多重耐药、泛耐药菌株对其有较高敏感率。有关磷霉素单用或者联合其他抗菌药物对多重耐药、泛耐药菌株的体外抗菌活性及临床治疗已有报道。同时，随着磷霉素应用的增多，对其耐药的菌株也不断出现。本文从磷霉素作用机制、耐药机制以及临床应用三方面进行综述。

1 磷霉素的抗菌机制

磷霉素通过与细菌烯醇丙酮酸转移酶（MurA）不可逆结合，抑制其活性，阻断N-乙酰葡糖胺和磷酸烯醇丙酮酸合成N-乙酰胞壁酸，干扰细菌细胞壁的合成，发挥广谱抗菌作用[1]。磷霉素进入细菌细胞发挥作用需依赖两个转运系统：甘油-3-磷酸转运系统（GlpT）和磷酸己糖转运系统（UhpT）。GlpT转运系统可持续表达，磷霉素可通过GlpT转运系统进入几乎所有对其敏感的菌株，UhpT转运系统则需要依赖一定浓度的6磷酸葡萄糖（G-6-P）诱导表达。此外，两种转运系统功能的发挥均依赖cAMP的参与[2]。

2 临床常见分离菌对磷霉素的敏感性

2.1 革兰阳性球菌对磷霉素的敏感性

Falagas等[2]对1846株革兰阳性球菌，通过磷霉素药敏试验，敏感率为69.1%（1 275/1 846）。其中，金黄色葡萄球菌（包括130株MRSA）敏感率达99.3%（416/419）。同时，大多数的凝固酶阴性葡萄球菌也对磷霉素敏感，敏感率为77.5%[3]。然而，近年部分葡萄球菌临床分离株已对磷霉素产生高水平耐药[4]。

肠球菌属细菌大多都对磷霉素敏感，耐万古霉素肠球菌（VRE）对其敏感率在85.2%～100%[4-5]。但近年在VanM基因型VRE中发现对磷霉素耐药的菌株，其中3株屎肠球菌对磷霉素高度耐药，MIC＞1 024 mg/L，其耐药由fosB3基因介导[6]。

2.2 革兰阴性杆菌对磷霉素的敏感性

Demir等[7]对中段尿标本分离革兰阴性杆菌2 334株的药敏结果显示，大多数革兰阴性杆菌对磷霉素敏感；鲍曼不动杆菌和摩根菌属对磷霉素大多耐药，对磷霉素的敏感率分别是11.1%和0。铜绿假单胞菌（MIC=64 mg/L）对磷霉素的敏感率依据判定标准不同而有所差异[4，8]。

值得一提的是，磷霉素对产ESBL肠杆菌科细菌也有良好的抗菌活性，产ESBL大肠埃希菌对磷霉素的敏感率是86%～100%[7，9]。此外越来越多的研究显示，磷霉素对碳青霉烯类耐药的肠杆菌科细菌有一定的抗菌活性。美国的一项研究表明，87%～93%产KPC肺炎克雷伯菌对磷霉素敏感，其中包括对替加环素或黏菌素不敏感的菌株 [10]。

2.3 厌氧菌对磷霉素的敏感性

在各类厌氧菌中，脆弱拟杆菌对磷霉素天然耐药，但消化球菌属和消化链球菌属对磷霉素敏感 [11]。

3 细菌对磷霉素的耐药机制

随着磷霉素的广泛使用，耐药菌也逐渐增多，在革兰阳性球菌和革兰阴性杆菌中均有出现。目前已报道的磷霉素耐药机制主要有3类：①功能性转运蛋白的变异、缺失或者表达下调；②MurA表达异常或变异导致与磷霉素亲和力下降；③产磷霉素修饰酶。前2类耐药机制由染色体介导，而第3类耐药通常由质粒介导，少数可由染色体介导。

3.1 功能性转运蛋白的变异、缺失或表达下调

大多数对磷霉素敏感的细菌发生耐药是编码转运蛋白（UhpT和GlpT）的基因突变所致。转运蛋白变异导致细菌摄取磷霉素减少继而导致磷霉素耐药。在大肠埃希菌等肠杆菌科细菌以及铜绿假单胞菌中，GlpT基因发生突变会导致作为碳源的G-3-P的利用率降低[12-13]。因此，转运蛋白的变异或表达下调对细菌的生长代谢也有一定影响。

有研究显示，cyaA和ptsI2种基因发生突变会引发cAMP水平下降，低水平的cAMP会引起两大转运系统的表达下调以此介导磷霉素耐药。此外，uhpA基因发生突变亦可使UhpT表达下调，降低细菌对磷霉素的摄入，进而介导耐药[12-13]。

3.2 变异或表达异常MurA

磷霉素与细菌MurA第115位的半胱氨酸共价结合发挥抗菌作用[1]，当MurA发生基因突变，第115位半胱氨酸被替换成天冬氨酸，磷霉素无法与MurA结合，使细菌产生耐药。此外，MurA的过度表达亦可介导磷霉素耐药[13]。

3.3 产磷霉素修饰酶

细菌可通过产修饰酶对磷霉素进行修饰，降低其抗菌活性。已发现的修饰酶基因包括：FosA、FosB、FosC、FosX、FomA、FomB。这类耐药机制通常是由质粒介导，部分为染色体介导。其中，FosA目前已报道有6种亚型，各亚型有着相似的结构和功能[14]。FosA编码基因常与blaCTX-M、blaNDM、blaKPC、gyrA、parC、parE、sul1、sul2、strA、strB、aadA5、aphA6、tetA（A）、mphA、floR、dfrA7、rmtB和merA等耐药基因共存，使细菌对磷霉素与β内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类、大环内酯类、磺胺类和替加环素等产生共同耐药[2]。此外，FosB编码基因主要由革兰阳性球菌（葡萄球菌属和肠球菌属）的质粒携带，但此类基因在大肠埃希菌实验菌株中也可介导磷霉素耐药，值得关注[6]。

3.4 其他耐药机制

Sharma等[15]在鲍曼不动杆菌中发现，主动外排泵也可介导磷霉素耐药。近年来也有学者对磷霉素的异质性耐药机制以及诱导耐药机制进行了研究，磷霉素的异质性耐药主要是发现于链球菌属细菌，有90.9%肺炎链球菌对磷霉素异质性耐药，MurA1蛋白的表达是导致细菌产生磷霉素异质性耐药的主要因素，但不是唯一因素[16]。此外，磷霉素的异质性耐药现象在铜绿假单胞菌中也有报道[17]。

4 磷霉素的临床应用

4.1 磷霉素口服制剂在临床上的应用

4.1.1单纯性下尿路感染治疗 单剂口服磷霉素氨丁三醇用于治疗大肠埃希菌等病原菌所致单纯性下尿路感染治疗。Sastry等[18]对美国某医院2009－2013年尿路感染住院患者的临床资料进行了回顾性分析，结果显示，单剂3 g口服磷霉素治疗效果良好，其中74.8%～89.9%患者痊愈，在随访观察的30 d内有 4.3%（23/537）患者感染复发。

Veve等[19]对磷霉素和厄他培南治疗产ESBL大肠埃希菌感染的临床疗效进行了比对。他们分析了2010年1月｜2015年2月178例产ESBL肠杆菌科细菌（大肠埃希菌占83.7%）感染门诊患者的治疗效果，结果显示，对于产ESBL肠杆菌科细菌所致的尿路感染，磷霉素口服制剂（3 g每72小时1次或3 g每48小时1次）与厄他培南静脉制剂（1 g每天1次）的疗效相当。

4.1.2复杂性尿路感染治疗 临床上关于磷霉素口服制剂多剂使用的疗效以及其安全性的数据较少。因此，Qiao等[20]对磷霉素口服制剂的临床疗效进行一次前瞻性、开放性、随机临床研究。研究数据显示给予3 g隔日1次，共3次的磷霉素口服治疗大肠埃希菌所致下尿路感染的疗效显著，不良反应较少，部分患者会出现轻微的腹泻。急性尿路感染、反复发作性尿路感染以及复杂性尿路感染的治愈率分别是95%、77%和63%，分离菌对磷霉素敏感率分别是98%、94.4%和84%。

4.1.3孕妇群体中尿路感染的治疗 对于孕妇这一特殊群体，发生尿路感染后病原菌更容易繁殖和扩散。尽管磷霉素能够顺利通过胎盘屏障进入胎儿体内，但是磷霉素属妊娠风险等级B级，风险等级较低。有研究表明，在怀孕期间服用磷霉素具有良好的安全性和耐受性。此外，在尿路感染孕妇群体进行的随机临床试验结果显示，口服单剂3 g磷霉素与口服头孢呋辛（500 mg每天2次）或者阿莫西林-克拉维酸（625 mg每天2次）的治疗效果相同[21]。

4.2 磷霉素静脉制剂的临床应用

近期研究显示，大剂量的磷霉素静脉制剂（2～4 g每6小时1次）常作为二线治疗药物与其他抗菌药物联用治疗MRSA、VRE以及其他一些多重耐药的革兰阴性杆菌（尤其是碳青霉烯类耐药的肺炎克雷伯菌）感染，患者多为医院感染，并伴有严重的血流感染[1]。Michalopoulos等[22]对11例感染碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌患者的临床资料进行回顾性分析，数据显示患者在使用其他抗菌药物并联合静脉滴注磷霉素制剂（2～4 g每6小时1次）后治愈9例（81.8%）。Sirijatuphat等[23]将94例感染碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌的患者随机分成两组，分别接受多黏菌素E单药和多黏菌素E联合磷霉素治疗，治疗7～14 d后，结果显示联合用药组细菌清除率更高（100%对81.2%），预后更好。

5 结语

近年来，磷霉素以其抗菌谱广以及对多重耐药菌尤其是产KPC酶肺炎克雷菌有抗菌活性[22]，重新引起了人们的关注。在临床上，其对单纯性下尿路感染治疗效果好。但是，磷霉素用于其他感染的临床数据较少，多数治疗方案尚在探索。值得注意的是，随着磷霉素大量使用，已产生了耐药菌株和耐药性传播。总体来说磷霉素作为一个经典的“老”抗菌药物，在治疗多重耐药菌感染方面有其潜在的应用价值。

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The antibacterial effect, resistance mechanism and therapeutic use of fosfomycin

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复旦大学附属华山医院抗生素研究所，卫计委抗生素临床药理重点实验室，上海 200040。

周迎（1993—），女，硕士研究生，主要从事细菌耐药性及耐药机制研究。

徐晓刚，E-mail：xuxiaogang@fudan.edu.cn。

2017-02-06 修回日期：2017-05-17