抗生素相关性腹泻研究进展*

宋媛媛，贡雪芃，肖蒙，杜光

(华中科技大学同济医学院附属同济医院药学部，武汉 430030)

抗生素相关性腹泻(antibiotic-associated diarrhea，AAD)定义为与使用抗生素有关的无法用其他原因解释的腹泻，包括使用抗生素后8周内出现的腹泻[1-2]，是药源性腹泻的常见类型。该病发病率2%～25%，与多种因素有关：抗生素种类、剂量、给药途径，患者年龄、健康状况以及是否暴露在致病菌环境中。

1 临床表现

AAD临床表现不一，轻度仅表现为腹泻，通常为一日至少3次稀便或水样便，持续1～7 d，无全身症状，停用相关抗生素之后即可恢复；中度常出现明显腹痛、腹泻，患者发热、乏力，且病情反复，病程较长[3-4]；重度可能发展为伪膜性肠炎(pseudomembranous colitis，PMC)，症状包括水样腹泻、腹部痉挛、高热、白细胞增多、呕吐。PMC并发症包括低钾血症、中毒性巨结肠、结肠穿孔和休克[2]。

2 发病机制

目前研究认为，AAD发病机制主要为菌群失调。正常情况下，肠道内菌群维持相对稳态，可保护宿主免受病原体侵害。使用抗生素之后，类杆菌等原籍菌被抑制或杀灭，肠道失去正常防御机制，导致条件致病菌过度繁殖，从而引起腹泻[5-6]。常见致病菌如下。

2.1艰难梭菌 在美国，每年有50万人感染艰难梭菌，造成约50亿美元的医疗支出[7]。艰难梭菌感染(clostridium difficile infection，CDI)在韩国的发病率约2.7%，在我国约14%[8-9]。严重CDI患者会出现高热(体温>38.5 ℃)、肠梗阻或者明显腹胀，白细胞计数>35 000·mL-1或<2 000·mL-1，血清乳酸>2.2 mmol·L-1[10]。

CDI所致腹泻称为艰难梭菌相关性腹泻(clostridium difficile associated diarrhea，CDAD)。约25%AAD和90%PMC由艰难梭菌引起[11]。艰难梭菌占人体固有菌群的3%[5]，通常以非致病形式存在。CDI发生需要具备3个条件：肠道菌群失调(通常为抗生素或化学治疗药引起)；致病产毒型艰难梭菌定植；激活毒素基因，产生毒素蛋白。其中菌群失调为主要原因。正常状态下，拟杆菌门和厚壁菌门(能抑制艰难梭菌繁殖和芽孢萌发，菌群紊乱之后，梭菌生长繁殖和芽孢萌发迅速，损伤肠上皮细胞，引起炎症，从而导致腹泻[12]。

艰难梭菌19.6 kb致病性基因编码区包括5个基因：tcdA、tcdB、tcdC、tcdE、tcdR，其中tcdA编码分泌毒素A，tcdB编码分泌毒素B，tcdR编码调节毒素基因转录的正调节因子，tcdC为负调节因子，tcdE编码噬菌体穴蛋白[13-14]，但tcdC和tcdE作用存在争议。在非产毒菌株中，致病性基因编码区被75～115 bp的非编码序列取代，但可通过基因转移从产毒菌株中获得致病基因，产生毒素[15-16]。毒素A与毒素B与肠上皮细胞上受体结合并通过内吞作用进入细胞，毒素的N-端葡萄糖转移酶域和自身蛋白酶结构域从低pH内体转移到细胞质中，经肌醇六磷酸活化后发生裂解，葡萄糖转移酶域使Rho GTP酶的GTP结合蛋白失活，引起肌动蛋白骨架解聚，细胞骨架受损，发生细胞凋亡[17]。艰难梭菌还可产生二元毒素CDT，该毒素基因位于6.2 kb区域，由CDTa和CDTb编码。CDTa是酶活中心，CDTb为结合部位，可识别细胞表面受体，介导CDTa进入细胞。CDT能导致ADP糖基化，引起肌动蛋白骨架解聚，诱导细胞微管突起形成，利于细菌附着[18-19]。BI/NAP1/027菌株是目前发现的毒性较强的菌株之一，由于毒素抑制基因tcdC发生突变，导致BI/NAP1/027型菌株分泌的毒素A比正常菌株多16倍，毒素B多23倍[20]。CDI的发生还可能与生物膜有关，生物膜可保护梭菌，使其在肠道定植，产生毒素[21]。

2.2产气荚膜梭菌 产气荚膜梭菌所致AAD占10%～20%[2]。该菌也存在于健康人群粪便，并不具有致病性。在AAD患者，需氧菌被抑制或杀灭，导致产气荚膜梭菌大量繁殖[22]，并且该菌产生的肠毒素可与肠上皮细胞结合，导致其坏死，基膜断裂，使机体对水和电解质的吸收能力下降而发生腹泻。

2.3产酸克雷伯菌 产酸克雷伯菌能分泌抑制DNA合成的毒素，该毒素对多种上皮细胞具有毒性效应，导致上皮细胞凋亡[22]。与β-内酰胺类抗生素有关的出血性肠炎是由该毒素所致[23]。大多数患者在使用抗生素之后出现急性腹痛、血样稀便、白细胞升高，在停用抗生素后即可恢复[24]。

2.4金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌曾经被认为是引起抗生素相关PMC的主要致病菌，直到1978年，BARTLETT等[25]发现艰难梭菌才是主要致病菌。目前的研究发现，由金黄色葡萄球菌所致AAD占0.2%～0.4%[24]。与金黄色葡萄球菌阳性有关的抗生素有四环素、新霉素和甲氧西林等。

2.5念珠菌 念珠菌通过自身分泌天冬氨酸酶与其他细菌竞争黏附于肠黏膜表面，抑制乳糖酶活性，从而导致乳糖不耐受，并且分泌的毒素能够刺激肠腔内水、钠、钾的分泌增加，从而引起腹泻[26]。

此外，抗生素本身的毒副作用也可能导致腹泻。如直接或间接损害肠黏膜、影响肠道中糖和胆汁酸的代谢、刺激胃肠蠕动等[27]。

3 AAD的诊断

出现持续性腹泻，并且近期有使用过抗生素或者8周内住院的人群，应怀疑AAD。诊断AAD前应认真查找和排除其他病因：肠道病原菌(鞭毛虫、弧菌、葡萄球菌)所致急性或慢性腹泻；慢性胃肠道疾病(缺血性肠炎、结肠癌、克罗恩病)；非抗生素药物副作用(泻药、化疗药、抗病毒药、非甾体抗炎药)。重症AAD患者内镜检查可能提示充血、水肿等，并有黄白色伪膜附着在黏膜上[28]。

出现以下情况时可确诊为CDI：患者出现中重度腹泻或肠梗阻；内镜检查显示PMC或粪便样本呈艰难梭菌阳性[29]。细胞毒素中和实验是检测CDI的金指标。其他方法包括谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase，GDH)检测、酶免疫分析法、核酸扩增法等[30]。临床其他病原菌所致AAD可通过对相应病原体培养来做出诊断。

4 危险因素

4.1抗生素 抗生素类型、剂量、使用时间、给药途径、多种抗生素联用都是引起AAD的危险因素[31]。接受头孢克肟治疗的患者有15%～20%发生腹泻，接受阿莫西林克拉维酸钾治疗的患者有10%～25%发生腹泻，接受氨苄西林治疗的患者有5%～10%发生腹泻，2%～5%AAD与氟喹诺酮、阿奇霉素、克拉霉素、红霉素和四环素等有关[2]。

4.2患者 6岁以下儿童AAD发病率高，7～50岁最低，>50岁成年人发病率有增加趋势。在住院的成年患者中，AAD患者平均年龄较非AAD患者年龄明显偏高。>65岁患者通常具有较高CDAD发生率。如果患者有其他疾病，如炎症性肠病、癌症、糖尿病等，AAD发病率会明显升高[32]。

4.3免疫抑制 免疫抑制反应可增加CDAD发生率。MUNOZ等[33]研究发现，141例低γ-球蛋白血症心脏移植患者中，CDAD发病29例(20.6%)；94例用γ-球蛋白治疗的心脏移植患者中，CDAD发病6例(6.4%)。另外，有症状CDAD患者抗毒素A血清IgG浓度较携带艰难梭菌的无症状人群低[34]。

4.4致病菌暴露 致病菌暴露也是AAD重要的易感因素之一。使用相似类型的广谱抗生素，门诊患者具有更低的AAD发生率，并且随着住院时间延长，CDAD发病率也明显增加[35]。

4.5质子泵抑制药 研究发现，质子泵抑制药也是AAD和CDAD的危险因素之一。质子泵抑制药可升高胃内pH值，扰乱胃肠道菌群，降低中性粒细胞杀菌活性，为致病菌的繁殖提供条件[36]。

此外，外科手术、内镜检查、鼻饲、透析都能增加发生AAD和CDAD的风险。

5 治疗措施

5.1抗生素疗法 对于轻度AAD，最慎重的方法是停用或者改用低危抗生素，并且纠正水和电解质紊乱。在病因学明确的情况下，治疗较严重的AAD和CDAD应该有针对性地使用抗生素。对于CDAD患者，推荐使用万古霉素和甲硝唑。万古霉素治疗时间较甲硝唑短，但为防止出现万古霉素耐药菌株，首选甲硝唑进行治疗。

对于轻中度患者，口服甲硝唑500 mg，tid，10 d。如对甲硝唑过敏、耐药、患者为孕妇或致病菌为金黄色葡萄球菌，可口服万古霉素125 mg，qid，10 d。对于重症患者(血清白蛋白<30 g·L-1，白细胞计数>15×109·L-1)，口服万古霉素125 mg，qid，10 d。对于重度感染并伴有并发症患者，口服万古霉素500 mg，qid，静脉注射甲硝唑500 mg，tid，万古霉素溶液(万古霉素500 mg加0.9%氯化钠溶液500 mL)灌肠，qid。对于复发型感染患者，可重复甲硝唑或万古霉素脉冲方案[10]。

美国食品药品管理局(FDA)2011年批准非达霉素用于治疗CDI。非达霉素为大环内酯类抗生素，通过抑制RNA聚合酶发挥作用，对艰难梭菌具有靶向作用，对正常菌群影响较小[37]。与万古霉素相比，最低抑菌浓度(MIC)小，具有较强的抗生素后效应，并且对BI/NAP1/027型菌株具有较好的抗菌活性[38]。在Ⅲ期临床试验中，接受非达霉素和接受万古霉素治疗的患者治愈率几乎相同，但接受非达霉素治疗的患者复发风险(14%)明显低于接受万古霉素治疗患者(28%)[39]。在复发型CDI患者中，接受万古霉素治疗的患者有35.5%发生再次感染，而用非达霉素治疗的患者仅有19.7%复发[40]。

5.2微生态制剂 微生态制剂能够恢复和增强吞噬细胞的吞噬作用，提高循环中特异性抗微生物抗体浓度，增强免疫应答[41]，影响致病菌在肠道中的定植作用，并在发挥药效的同时，能够最大限度地减少对正常肠道微生物群的影响，近年来广泛用于AAD的治疗。常用微生态制剂包括布拉氏酵母菌、鼠李糖乳杆菌、双歧杆菌[42]。有文献报道，使用布拉氏酵母菌干预接受抗生素治疗的患者180例，使用布拉氏酵母菌后仅9.5%患者出现腹泻症状，明显低于对照组(21.8%)[43]。龙铮等[44]使用酪酸梭菌活菌胶囊治疗新生儿AAD，发现该药能明显改善腹泻症状，缩短呕吐和发热时间，效果确切，安全性好。也有学者认为，布拉氏酵母菌对预防和治疗AAD和CDAD无效，故微生态制剂需要更多的证据支持其安全性和有效性。

5.3粪菌移植(fecal microbiota transplantation，FMT) FMT是指将健康人群粪便中的功能菌群通过灌肠、鼻饲或者内镜植入等方法将其定植到患者胃肠道，使功能菌群在患者胃肠道重建[42-45]。对于复发型患者，该疗法治愈率达90%[10]。一项针对使用FMT治疗复发型艰难梭菌感染患者的随访研究显示，该疗法初始治愈率91%，二次治愈率98%[46]。KHORUTS等[47]使用16srRNA技术分析FMT前后患者肠道菌群变化：移植14 d之后，受体粪便微生物与供体高度相似，并且以之前不占优势的拟杆菌属为主，33 d后，患者粪便仍然由多种拟杆菌组成，显示FMT的持久性。但该方法需要进行系统评估，包括供体选择、粪便样本制备技术的标准化以及长期的安全性和有效性。

5.4单克隆抗体疗法 FDA2016年批准bezlotoxumab作为预防性抗体治疗CDI。在一项随机、双盲、安慰剂对照试验中，单次输注actoxumab和bezlotoxumab10 mg·kg-1，治疗组CDI复发率7%，明显低于安慰药组(25%)，在BI/NAP1/027菌株感染患者中，治疗组复发率8%，安慰剂组32%[48]。在另一项研究中，bezlotoxumab联合抗生素疗法能显著降低CDI复发率[49]。

5.5中医疗法 近年来，中药治疗AAD的方法已有很多研究。承小敏[50]用加味香连丸治疗AAD 32例，治愈22例，占68.75%，好转7例，占21.88%，无效3例，占9.37%，总有效率90.63%。徐拥军[51]用四君子汤治疗婴幼儿AAD 84例，显效23例，占27.38%，有效54例，占64.29%，无效7例，占8.33%，总有效率91.67%。谢滨等[52]用胃关煎灌肠配合艾灸治疗AAD 60例，5 d内有效率80%，5～7 d有效率100%。中药治疗AAD的药理机制也在探究。舒青龙等[53]发现参苓白术散能有效抑制艰难梭菌毒素基因表达；刘晨菁[54]发现婴泻颗粒可能通过重建肠道菌群，保护肠黏膜来发挥作用。

6 预防

AAD最重要的预防措施是合理使用抗生素，严格控制广谱抗生素的使用，包括用药剂量、时间、种类。对于老年患者，尤其是患多种疾病、多重感染、免疫力低下的患者，尽量使用低危抗生素，使用时间不宜过长，并且适时监测肠道菌群的变化情况。

在使用抗生素时，如果加用微生态制剂，能明显降低AAD发生率。GAO等[55]对225例住院患者进行随机双盲试验，发现使用益生菌胶囊患者的AAD发病率(1.2%)明显低于安慰药组(23.8%)，且呈剂量依赖性。熊莉娜等[56]使用双歧杆菌乳杆菌三联活菌片来预防老年AAD，治疗组AAD发生率(10.6%)明显低于对照组(30.2%)。但该方法需要更多的证据证实其效果。

为防止院内感染发生，医务人员需使用一次性医疗器械并进行严格的手部消毒。为确诊患者提供专用医疗设备，并明确说明清洁消毒的方法。对于高危区域，进行严格的杀菌消毒，用可杀灭芽孢的消毒剂或者稀释的次氯酸进行消毒。加强医务人员对于疾病流行病学的认识，在接触患者时进行全面防护。对于已经确诊的CDAD患者，应实施严格隔离，并进行监测分析，以防感染扩散[57]。

7 结束语

由于抗生素的应用日益广泛，并且临床使用普遍存在剂量大、时间长、种类多的现象，加之人口老龄化趋势显著，AAD发病率将会逐年增加，为医疗保障体系不可忽视的疾病负担之一。AAD病因多样，具有潜伏期，诊断具有一定难度，特别是CDAD，如果不及时干预，可能出现严重PMC，具有极高死亡率，还可能引起爆发性院内感染。针对性防控措施：合理使用抗生素可从源头上控制疾病的发生，对抗生素的使用进行严格的分级控制，把控使用的种类、剂量、给药途径和治疗时间。此外，研究快速诊断的方法，开发新的治疗药物，特别是中药的研究，都将会为AAD的防治带来益处。