中药对肺炎克雷伯菌的抗菌作用的研究进展

陈君灏，张雯霞，张 珏

（上海中医药大学附属曙光医院检验科，上海 201203）

肺炎克雷伯菌是医院常见的院内感染致病菌，中国CHINET 细菌耐药监测网的监测数据显示，肺炎克雷伯菌的分离率每年呈上升趋势，且对碳青霉烯类抗菌药物美罗培南和亚胺培南的耐药率分别从2005 年的2.9%和3.0%上升到了2017 年的24.0%和20.9%[1]。尤其是产KPC 型碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌，已在全世界范围内流行播散[2-5]。由于碳青霉烯类抗生素耐药的菌株，其对临床常用抗生素均耐药，因此由此类细菌引起的感染往往伴随高病死率，使临床的抗感染治疗带来极大的困难与严峻的挑战。特别是高毒力高耐药菌株的出现，更是导致临床治疗的失败和病死率的增加[6-7]。

虽然体外药敏试验结果显示碳青霉烯类抗生素耐药的菌株对多黏菌素和替加环素具有极高的敏感率，但上述两药分别存在血药浓度低和容易出现诱导耐药的缺点[8-9]，且已有菌株对替加环素和多黏菌素耐药的研究报告[10-11]。此外，对产KPC 型碳青霉烯酶菌株具抗菌作用的头孢他啶/阿维巴坦，目前我国尚未批准其用于临床。因此，为减少临床对于替加环素和多黏菌素的过度依赖，需要寻找可能有效的其他抗菌药治疗新方案，以满足日益严峻的产碳青霉烯类耐药所致感染治疗需求[12]。

抗菌中药在中国历史悠久，可作用于抗菌的多个环节，能延缓甚至可以逆转细菌的耐药，具有低耐药性、多作用靶位的广谱抗菌效果，且药源广泛、价格低廉，这些优势是西药所不具备的。除了单纯使用中药进行抗菌外，中西结合也是一种十分提倡的治疗方法，其抗菌效果非常理想。因此在21 世纪提倡减少不必要的抗生素使用的背景下，进行中药治疗或与西药联合治疗是一种对抗多重耐药菌的新型手段，为今后的抗感染治疗和抗生素的合理选择提供依据。本文对肺炎克雷伯的耐药机制、中药抗肺炎克雷伯菌耐药性机制等研究成果进行综述。

1 肺炎克雷伯菌的耐药机制

1.1 灭活酶或钝化酶的产生 细菌可产生许多能引起抗菌药物灭活的酶。目前，细菌产生的钝化酶或灭活酶主要是β-内酰胺酶、氨基糖苷类钝化酶和氯霉素乙酰基转移酶等。β-内酰胺酶包括超广谱β-内酰胺酶、头孢菌素酶、碳青霉烯酶等。其中超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）是肺炎克雷伯菌耐药的最主要的一类酶；碳青霉烯酶的产生是肺炎克雷伯菌耐碳青霉烯类抗菌药物的主要机制，碳青霉烯酶可分为A 类KPC 型碳青霉烯酶、B类金属酶和D类OXA-48家族碳青霉烯酶。

1.2 抗菌药物作用靶位改变 抗生素的抗菌作用是通过与细菌细胞壁上特定作用靶位的结合来实现的，靶位酶基因发生突变，酶的构象会发生改变，使其不能与抗菌药物结合，从而导致耐药的产生。如gyrA 基因和parC 基因的突变使DNA 旋转酶和拓扑异构酶Ⅳ的构象发生改变，造成肺炎克雷伯菌对喹诺酮类抗菌药物耐药。16S rDNA 是氨基糖苷类药物的作用靶点，肺炎克雷伯菌产生的16S rRNA 基因甲基化酶，能够将16S rDNA 甲基化，从而使其与氨基糖苷类抗菌药物的亲和力下降而导致耐药。

1.3 生物膜的形成 生物膜的形成是肺炎克雷伯菌耐药性产生的主要机制之一。细菌生物膜（bacterial biofilm）是细菌在群体生长过程中细菌分泌的多糖基质，将自身包裹所形成的膜状物。有研究表明，65%的人类细菌感染与生物膜形成有关[13]，细菌生物膜除了能增强细菌的耐药性，还能逃避宿主的免疫防御，这也是导致慢性持续性感染以及感染经久不愈的重要原因。

1.4 外排泵的过表达 细菌的外排泵是将进入细菌的抗菌药物主动排出菌体外的转运蛋白，其过量表达可导致细菌耐药，因此，外排泵被认为是治疗耐药菌的潜在作用靶点。AcrAB-TolC 外排泵是肺炎克雷伯菌最主要的外排系统，主要由膜融合蛋白（AcrA）、外膜通道蛋白（TolC）和转运蛋白（AcrB）三部分组成，外排底物主要包括β-内酰胺类、喹诺酮类和大环内酯类抗菌药物。

2 中药抗肺炎克雷伯菌耐药性的机制

2.1 中药抑制β-内酰胺酶 近年来的研究发现，中医药对β-内酰胺酶的抑制作用，在其减缓和逆转细菌耐药性方面起到不容忽视的作用。梁华等[14]的实验研究结果显示，清开灵注射液和双黄连冻干粉联合头孢哌酮-舒巴坦钠，不仅能提高产超广谱β-内酰胺酶的肺炎克雷伯菌的抑菌作用，还能大大降低头孢哌酮-舒巴坦钠的MIC 值，这表明中西药联合对此类耐药菌有明显的协同抑菌作用，其机理可能是清开灵和双黄连具有抑制超广谱β-内酰胺酶的活性作用，从而降低细菌耐药性。林青雯等[15]对9 种药材的80%乙醇浸膏及其石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物进行抗菌活性的研究发现，粗糠茶的乙酸乙酯对产ESBLs 肺炎克雷伯菌的抗菌活性最好。杨钧等[16]采用紫外分光光度法观察中药复方含药血清对肺炎克雷伯菌产生的β-内酰胺酶的抑制作用，发现复方清热颗粒剂33.33%含药血清对50%以上的β-内酰胺酶具有抑制作用，提示中药复方清热颗粒剂含药血清能用以治疗由产ESBLs 肺炎克雷伯菌引起的感染。

2.2 中药对抗生物膜的形成 肺炎克雷伯菌很容易形成生物膜，有研究发现91.2%的肺炎克雷伯菌能形成生物膜[17]。生物膜能够调控细菌耐药基因的表达，使其对多种抗菌药物产生耐药，因此生物膜的形成是导致细菌耐药的主要原因之一[18-19]，也有研究发现泛耐药的肺炎克雷伯菌更容易形成生物膜[20]。绿原酸是植物经光合作用合成的一种苯丙素类似物，在中药中的含量高，是主要的药理活性成分。有研究结果显示[21]，绿原酸能够显著对抗肺炎克雷伯菌生物膜活性。黎勇强等[22]研究也发现，绿原酸联合左氧氟沙星对肺炎克雷伯菌生物膜的形成具有抑制作用。殷姿等[23]研究发现，黄芩可通过抑制肺炎克雷伯菌生物膜的形成来发挥其抑菌效果。Gopu 等[24]研究发现桃金娘科植物中花青素等成分能够通过影响肺炎克雷伯菌的群体感应系统来抑制生物膜的形成。Bilcu 等[25]利用磁性纳米技术联合依兰、广藿香及香子兰萃取油能够明显抑制肺炎克雷伯菌生物膜的形成。丘岳等[26]研究发现1/4 MIC 肺感方对肺炎克雷伯菌已形成的和未形成的生物膜都具有抑制和破坏作用，与1/4 MIC 头孢噻肟联合使用时抑菌效果更佳，两药联合表现为协同杀菌作用。

2.3 中药对抗内毒素的作用 在我国，中药的抗内毒素作用备受关注，有研究证实具有清热解毒作用的中药在抗内毒素方面具有显著效果[27-29]。卢滔等[30]研究了鱼腥草和穿琥宁这两种清热解毒的中药对产KPC 酶肺炎克雷伯菌的单药和联合西药的抗感染治疗，发现单纯中药组和中西医联合组的肺炎克雷伯菌释放内毒素的量均明显低于单纯西药组，从而证实了中药能够明显抑制产KPC 酶肺炎克雷伯菌释放内毒素。

2.4 中药抑制外排泵 外排泵系统是肺炎克雷伯耐药的重要机制，外排泵抑制剂的研究能够部分解决细菌的耐药问题。钟海琴等[31]的研究发现连翘中的连翘酯苷B 可抑制肺炎克雷伯菌的外排泵，该研究采用溴化乙锭蓄积实验，比较连翘酯苷B 作用前后肺炎克雷伯菌耐药菌株外排泵活性的变化，从而发现连翘酯苷对肺炎克雷伯菌外排泵的活性具有抑制作用。

3 小结

中药抗菌具有较好的前景，且资源丰富，价格相对低廉。中药因含有多种抗菌成分，能作用于抗菌过程的多个环节，除了可以通过抑制β-内酰胺酶、对抗生物膜的形成、对抗内毒素的作用以及抑制外排泵等起到抗菌作用外，还可以调动和调节机体的免疫功能，恢复人体微生态平衡，并降低细菌对组织细胞的破坏作用。可见，中药并不是对细菌进行直接杀伤作用，对细菌不产生较强的选择性生存压力，因此，中药在抗感染方面不易产生耐药，甚至能逆转细菌耐药，且不良反应小。

但是中药发挥抗菌作用相对较慢，使用剂量也相对较大，因此我们可以考虑提取中药抑菌活性的有效成分进行化学结构改造，以增强其抗菌效果，或与抗生素联合使用，能起到协同杀菌作用，不仅能够大大增强抗生素的抗菌效果，还能减少抗生素的用量，从而降低细菌对抗生素耐药的产生，以满足日益严峻的碳青霉烯类耐药的肺炎克雷伯菌所致感染的治疗需求。中药抗细菌耐性主要存在以下问题：1）中药抗菌品种局限，需要进一步筛查，以开发高效抗菌中药；2）中药与耐药基因的关系尚不清楚，有待研究；3）中药作为抗菌药物在试验研究中，多局限于体外研究，很少有体内、体外的综合研究，因此不能客观地、全面地去评价某中药的抗菌或抑菌作用，这就要求我们对中药的抗菌作用机制、作用靶点、药物代谢动力学和药效学等进行深入研究，全面了解和阐述中药抗菌作用的机理，准确全面地评价药效，使具有抗菌作用的中药能真正发挥疗效，在细菌高耐药背景下造福人类。