碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌去定植策略研究现状

邹成韵， 杨红梅， 王海英

（1.上海中医药大学，上海 201203；2.上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院检验科，上海 200437）

多重耐药革兰阴性细菌耐药性问题日趋严重，全球每年约有70万人死于耐药性感染，如果仍然没有有效的方法解决这一难题，到2050年，这一数字将会达到每年1 000万人[1]。自20世纪80年代初以来，碳青霉烯类抗菌药物被用作对抗多重耐药革兰阴性细菌的最后一道防线[2]。随着临床上碳青霉烯类抗菌药物的广泛使用，碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌（carbapenemresistantEnterobacteriaceae，CRE）的临床检出率也呈现快速上升趋势[3]，治疗选择也逐渐变得有限，临床大多采用联合用药方案，但效果往往较差[4]。然而有效的治疗药物，如替加环素和多黏菌素，其本身却有很强的肾毒性和神经毒性，临床上难以普遍使用[5]。有研究发现CRE定植是CRE感染的独立危险因素，定植进展为CRE感染的总体风险为16.5%[6]。去定植是预防定植患者进展为CRE感染的一种有效措施，可从源头控制CRE在人群中的传播。本文就CRE耐药及传播机制、CRE定植与感染的关系、2种去定植策略进行概述，重点讨论粪菌移植（fecal bacterium transphantation，FMT）在CRE去定植中的作用、关键点及应用前景等，为降低CRE感染率提供参考。

1 CRE菌株碳青霉烯类耐药及传播机制

CRE的耐药机制主要有4种[7-8]：（1）产碳青霉烯酶；（2）外膜孔蛋白缺失或改变伴产头孢菌素酶或产超广谱β-内酰胺酶；（3）细菌外排泵的高表达；（4）药物作用靶位点的改变。其中碳青霉烯类耐药的主要机制是产碳青霉烯酶，碳青霉烯酶是能够明显水解亚胺培南或美罗培南的一类β-内酰胺酶，包括Ambler分子分类的A、B、D 3类，A类和D类为丝氨酸酶，B类为金属酶。A类多见KPC、GES、SHV、TEM和CTX-M等编码基因，B类常见编码基因为IMP、VIM、GIM和NDM等，而D类以OXA多见。我国以A类酶中的KPC-2型最为常见，B类酶中的NDM-1型碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌在我国也有报道。部分编码碳青霉烯酶的基因可通过质粒等移动性元件在细菌间水平传播，因此耐药性基因可通过质粒传播，从而引起严重的院内感染。大多数CRE的定植不是在患者接受抗菌药物治疗期间在患者肠道内从头发展，而是来源于环境中有CRE定植的宿主。

2 CRE定植与感染

无症状CRE肠道定植者常常先于感染或与感染并存，构成院内传播的CRE储存库[9]。CRE的肠道定植可能持续数月，患者自身也成为CRE的传染源，如若不及时隔离，细菌将通过空气、接触等方式在医院中肆意传播，并定植在更多人的肠道内[4]，并且可能会影响某些外科手术、器官移植和其他主要治疗干预。定植除在人体肠道外，也可在其他部位如呼吸道、泌尿道、腹股沟、手术伤口等[10]，引起肺部感染、泌尿道感染、血流感染等症状。有研究发现，47%的CRE定植患者入住重症监护病房30 d即发生CRE感染，与非定值患者相比，感染率增加了10.8倍[11]；此项研究还发现，除1例患者外，其他患者的定植菌与感染菌同种同源。SCHECHNER等[12]也发现，8.8%（44/502）的肠道CRE定植患者入院后，在送检的其他临床样本（非粪便和直肠拭子）中分离出CRE菌株的时间间隔（中位数）为11 d，其中86%的患者是真正的CRE感染，而且患者肠道定植菌株与后期进展为CRE感染菌株中，80%的菌株配对一致，CRE菌株定植是其迁移至机体其他部位导致感染的重要危险因素。定植的可能危险因素包括氟喹诺酮类药物[比值比（odds ratio，OR）=3.75]和头孢菌素（OR=2.37）滥用，此外侵入性设备如导尿管的使用也是一个重要的风险因素（OR=4.57），且在社区获得性和医院获得性感染病例中CRE定植的风险因素有较大差异[13]。因此，医院应在严格管控抗菌药物使用的基础上，做好CRE定植患者的主动筛查及定期监测工作，并及时进行接触隔离，以减少CRE定植患者进展为CRE感染的发生。然而，随着全球多重耐药细菌感染率的逐渐上升，临床上迫切需要新的方法来控制CRE的定植。

3 CRE去定植策略

3.1 选择性消化道净化（selective digestive decontamination，SDD）

1979年，有学者就提出了可以有选择地口服不可吸收抗菌药物来抑制肠道内某些致病革兰阴性杆菌和真菌的定植，即SDD[14]。SDD并不是选择性地去除需氧的目标致病菌同时不影响厌氧的正常肠道微生物，而是通过使用相应的抗菌药物使肠道达到较高的抗菌浓度，从而有效地防止致病菌和条件致病菌的过度生长，进而降低感染及在患者之间传播的风险[15]。ZUCKERMAN等[16]发现，可以通过口服庆大霉素来进行碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌的去定植来减少CRE引起的院内感染发生率。同时，OREN等[17]也发现，根据药物敏感性试验结果口服对CRE敏感的不可吸收抗菌药物如庆大霉素和多黏菌素B，可有效根除CRE的定植，根除率为44%。有研究发现，口服氨基糖苷类药物可使定植肺炎克雷伯菌进展为感染的风险降低80%[18]。尽管SDD对于CRE去定植有一定的效果，但其临床普及率却不高，在欧洲国家只有荷兰将其作为标准护理使用，而其他国家只在重症监护病房中零星使用[19]。

长期使用SDD可能会带来泛耐药菌株产生的风险，尤其影响庆大霉素和黏菌素的耐药性，因此要慎重使用SDD。为清除肠道定植的KPC-2型碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌，有研究[20]对14例患者通过口服黏菌素及庆大霉素接受为期7 d的SDD治疗，并以其他76例KPC-2型肺炎克雷伯菌感染患者作为对照，通过PCR检测患者粪便样本中的KPC-2基因，跟踪观察14例接受SDD治疗的患者的定植状态，当至少3个连续的PCR结果为阴性时，可定义KPC-2型肺炎克雷伯菌成功去定植。虽然KPC-2型肺炎克雷伯菌在平均21 d后有43%的患者成功去定植，然而SDD处理后的菌株却产生了二次耐药，对黏菌素的耐药率增加了19%，对庆大霉素的耐药率增加了45%。尽管多数研究结果均表明SDD并不会导致短期内细菌二次耐药，但仍然缺乏长期数据的支持。此外，由于多黏菌素及黏菌素的强肾毒性，患有潜在慢性肾脏疾病的患者更容易受到肾脏副作用的影响[5]，对于重症监护病房的肝肾功能受损患者，或老年病科的肾功能较弱的患者，应适当调整抗菌药物的剂量。尽管目前有学者表示对于肺部定植的碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌可以通过雾化吸入抗菌药物来减少药物自身毒性对人体的危害，并减小二次耐药的概率，但仍然缺少确凿的临床证据来证实。

对于SDD的使用，西方学者看法不一，并且SDD对CRE感染控制结果的潜在影响仍有待调查。由于目前缺少我国的SDD研究数据，并不清楚SDD是否适合我国患者，因此SDD是否能大范围应用于临床还缺少更高质量、更长期、空间跨度更大的随机对照临床试验证据[21]，其自身弊端也不得不重视。

3.2 FMT

3.2.1 FMT概述 在有学者提出SDD抑制革兰阴性肠杆菌科细菌在肠道定植的同期，荷兰学者发现了中性粒细胞缺乏症小鼠肠道菌群与细菌感染之间的关系[22]，发现通过保护正常厌氧肠道菌群可以防止这些小鼠被革兰阴性细菌定植和感染，这种现象被为定植抗性。定植抗性是指健康的肠道微生物防止病原体定植的能力。健康的肠道微生物群可以防止或限制病原体定植的潜在机制有很多，包括细菌对营养物质的竞争、抗菌因子的产生、pH值或营养成分的改变、防止病原菌进入与黏膜相关的黏附位点或生态位，以及产生直接拮抗病原菌的微生物代谢物或其他影响病原体毒力特征表达的因子。此外，肠道微生物群影响宿主免疫，诱导致密黏液、抗菌肽、IgA和细胞免疫的表达均可影响肠道定植抗性[23]。一种通过恢复健康肠道微生物群以防止或清除多药耐药菌定植的方法尤为重要，这是一个活跃的研究领域，关于肠道微生物群，在缺乏关于哪些菌种需要保护的相关认知的情况下，最有希望的方法可能是FMT。FMT是指将健康个体（捐赠者）的粪便悬浮液注入肠道微生物失调相关疾病患者的胃肠道，从而来治疗特定疾病。近年来，FMT在治疗艰难梭菌的复发性感染方面已经取得巨大成功，1个疗程FMT的治愈率为80%～95%[24]，见效快、风险小、成本低、无明显不良反应，患者可免于暴露于抗菌药物，且能够重塑患者肠道菌群的多样性，被建议替代抗菌药物作为治疗艰难梭菌感染的首选[25]，并扩展到抗菌药物耐药感染、炎症性肠病、肝性脑病、神经精神障碍和代谢性疾病等的治疗。

3.2.2 FMT去定植现状 FMT在多重耐药革兰阴性细菌去定植方面取得的成功包括产超广谱β-内酰胺酶大肠埃希菌、产碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和耐万古霉素粪肠球菌等，FMT受者的肠道微生物群构成与供者相似，耐药菌数量减少，且所有研究中都没有不良反应报告[26]。显然FMT在多药耐药菌去定植方面有一定的效果，包括CRE。也有研究报道，FMT对于CRE去定植虽然有效，但疗效没有其他革兰阴性耐药肠杆菌强[24]。事实证明，使用FMT作为去定植手段可以有效地预防定植转感染，并最大限度地减少定植患者住院时间，也缩小了患者在接触隔离措施下演变成耐多药细菌感染的风险[27]。对于容易通过胃肠道感染内源性细菌的免疫力低下患者，如接受造血干细胞移植的患者，CRE肠道去定植的效果更明显[28]。较SDD来说，FMT没有直接的严重副作用，我国目前虽然还没有大规模的研究结果来证明FMT对CRE去定植的有效性和安全性，但从各项研究结果来看，未来有望以FMT代替SDD来治疗临床CRE定植或感染。

HUTTNER等[29]通过先进行SDD，即口服抗菌药物来先减少宿主微生物群系，同时抑制肠道内CRE的生长，再进行FMT，从而提高了疗效。SAÏDANI等[30]也认为FMT的成功率可能与肠道准备有关，如果在移植前使用抗菌药物预处理，FMT的成功率可能会更高。因此，未来或许可以FMT联合SDD来优化治疗方案。

3.2.3 应考虑的关键问题 （1）FMT的给药途径。目前FMT相关研究中，给药途径包括：口服供者的新鲜粪便悬浮液，通过灌肠或结肠镜移植到结肠内，或通过鼻胃/肠管或吞咽胶囊进入小肠，尽管FMT最常见的方法是结肠镜植入，但仍不能确定其为最有效、最安全的给药途径[31]。一项关于FMT治疗艰难梭菌感染的Meta分析[32]对比了口服新鲜粪便悬浮液、口服冷冻粪便悬浮液、结肠镜植入、胶囊治疗的疗效，发现使用新鲜粪便疗效最佳，结肠镜植入效果并不理想，而胶囊或粪便冻干粉储存时间更长且更能被患者接受，可能是一种替代口服新鲜粪便悬浮液的治疗方法，但是否影响CRE去定植的成功率尚不清楚。可以考虑在短时间内通过多次FMT来增加患者微生物群的总量，或者通过改进胶囊或粪便冻干粉的制备工艺来提高治疗效果。（2）粪便捐赠者的选择。捐赠者应签署知情同意书，告知捐赠者捐赠的潜在风险和益处，理论上其年龄应＞18岁，若捐赠者为儿童，则需获得其父母同意。理论上应选择与患者无关的、健康的、年轻的捐赠者，优先选择微生物群丰富多样的捐赠者。捐赠者通过排除标准后，应该进行严格的血清学和粪便检测，以排查感染性病原体[33]。（3）FMT后的不良反应。FMT后立即出现的常见的不良反应是轻微腹泻、腹胀、呕吐、便秘等[34]，虽然不良反应较小，但在FMT治疗过程中仍要避免将携带耐药菌的粪便移植给患者而造成严重的医疗事故，这就要求严格筛查捐献者粪便，同时在准备粪便悬浮液的过程中要避免污染。

3.2.4 FMT应用前景 FMT作为CRE去定植的手段虽然有很大的研究前景，但由于缺乏长期随访调查结果，无论是有益的还是有害的潜在结果仍然未知。肠道微生物群是一个十分复杂的体系，还有许多未知的作用机制未被发现，很难说将这些有着复杂联系的细菌从一个人体内转移到另一个人体内是否会影响人体其他部分的功能，这也是大多数学者担忧的问题。一些关键的方法学资料，如供体/接受者的筛查、粪便制备和给药方式也没有确切的最优方案，如何说服患者接受FMT治疗也是一大难题。目前FMT去定植有效的研究证据还很缺乏，尚无系统收集的短期和长期安全性证据，因此这一治疗方法的应用价值还有待更多可信性高的临床研究加以证实。

4 总结

为防止CRE定植患者进展为CRE感染者，也为遏制CRE在医院中的传播，除采取如严格管控抗菌药物的使用、环境消毒灭菌、手卫生和接触隔离等防护措施外，去定植也是一种有效策略，其中口服不可吸收抗菌药物在国外一直被认为是SDD的有效手段，然而该方法有产生相关抗菌药物耐药性的风险，仅有少数国家和地区使用，国内鲜有相关研究，临床上并不是一种最佳选择。近年来，备受关注的FMT因其易用性、可行性和有效性，以及在治疗艰难梭菌感染方面的成功，不失为CRE去定植的可靠选择。FMT在CRE去定植中见效快、风险小、成本低、无明显不良反应。然而从现有的研究结果来看，若改进治疗方案，如选取合适的给药途径和捐赠者粪便或联合SDD治疗或可改善疗效，但仍需考虑安全性问题，这都需要更多可信性高的临床证据加以证明。