肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药治疗的研究进展

吴鸿滨（天津市第五中心医院检验科，天津 300450）

近年来，因为对第三代头孢菌素及碳青霉烯类抗生素等广谱抗菌药物的不当使用及过度使用，使得碳青霉烯耐药肠杆菌科细菌（Carbapenem Resistant Enterobacteriaceae，CRE）日益增多［1］。 国内 2017 年的细菌耐药监测数据表明，肠杆菌科细菌对碳青霉烯类药物耐药性不断升高，其中肺炎克雷伯菌（KPN）对亚胺培南及美罗培南的耐药率已经分别高达20.9%及 24.0%［2］。 目前，临床医师已经无法再把碳青霉烯类抗生素当做肠杆菌科细菌感染治疗的最终有效方案。 CRE 的出现已经对人类的生命健康产生严重威胁，故对肠杆菌科细菌对碳青霉烯类抗生素的具体耐药机制进行分析是研究其耐药性并辅助临床合理用药的必要手段。基于此，本文选取肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药治疗的相关文献进行综述，以期为同行业学者提供借鉴。 综述如下。

1 肠杆菌科细菌对碳青霉烯类药物的耐药机制

肠杆菌科细菌对碳青霉烯类药物的耐药机制主要包括膜孔蛋白缺失或改变合并产AmpCβ 内酰胺酶（AmpC 酶）或高产超广谱 β-内酰胺酶(ESBLs 酶)、碳青霉烯酶及细菌外排泵系统的改变。 CRE 最为常见的耐药机制为碳青霉烯酶，然后为膜孔蛋白缺失、或突变，临床较不常见的为细菌外排泵系统改变。

1.1 碳青霉烯酶 碳青霉烯酶是能水解亚胺培南及美罗培南等碳青霉烯类抗生素，为最为重要的一种耐药机制，和β-内酰胺酶的降解息息相关。 按照Ambler 分类法可把碳青霉烯酶分成A 类、B 类、D 类酶，其中A 类是丝氨酸酶，常见于一些肠杆菌科细菌，其中以克雷伯菌肺炎碳青霉烯酶（KPC 酶）分布最为广泛，可水解全部的氨曲南及β-内酰胺类抗生素，能被他唑巴坦、克拉维酸、舒巴坦等β-内酰胺酶抑制剂所抑制，但乙二胺四乙酸(EDTA)无法对KPC 酶产生抑制作用［3］。其中的KPC 酶编码基因在质粒上，和其他亚型不同，克拉维酸仅能略微抑制KPC 酶的活力，但 KPC 酶不被 EDTA 及硼酸抑制，KPC 酶极易在不同菌种间传播，甚至会引起感染的局部暴发及流行，这也是KPC 型碳青霉烯酶可快速在全球众多国家大规模扩散的主要原因［4］。 B 类为金属酶，由染色体介导，产金属酶的细菌主要有鲍曼不动杆菌及肠杆菌科细菌，可水解全部的β-内酰胺类抗生素，但无法水解氨曲南，EDTA 能发挥抑制作用，但克拉维酸及他唑巴坦无法对其产生抑制作用；D 类为丝氨酸酶，可水解青霉素、碳青霉烯类及窄谱头孢菌素，无法水解氨曲南、广谱头孢菌素，克拉维酸与EDTA能略微抑制D 类，在肺炎克雷伯菌及鲍曼不动杆菌等中大量存在，也在大肠埃希菌属的OXA 酶中被发现。

1.2 膜孔蛋白缺失或改变合并产AmpC 酶或高产ESBLs 酶 膜孔蛋白以三聚体为主要存在形式，主要是跨膜蛋白所构成的孔道，亲水物质及抗菌药物可被允许通行，进而发挥抗菌效果。在肠杆菌科细菌中的大肠埃希菌的特征性膜孔蛋白-外膜蛋白(OMP)缺失或改变(表达量降低、基因突变、通道堵塞及蛋白予以代替)时，会降低外膜的渗透性，进而阻碍抗菌药物进入，导致细菌耐药。 若同时伴产AmpC 酶或是ESBLs 酶，会明显阻碍跨膜扩散途径，抗菌药物便无法扩散穿过细胞膜进到细菌内部，从而增加革兰氏阴性菌对碳青霉烯类抗生素的耐药程度。 上述是除了产碳青霉烯酶之外的引起CRE 的另一常见耐药机制。

1.3 外排泵高表达 细菌的外排泵一般是利用外出排泵系统的过分表达或外排泵系统的异常改变来提高泵出效率继而产生耐药。 以上均会减弱细菌内部的抗菌药浓度，同时能适用于很多结构各异的抗菌药物。在肠杆菌科细菌中有众多外排泵系统，最为常见的是 AcrAB-TolC 外排泵系统， 它会促使大肠埃希菌与肺炎克雷伯菌对很多类型的抗菌药物， 特别是对β-内酰胺类抗菌药物有着更高的耐药性，被当做是CRE 的另外一种耐药机制。

2 CRE 感染的治疗药物

在明确肠杆菌科细菌碳青霉烯类药物的耐药机制后利于指导对症治疗方案的制定，当前针对以上耐药机制所研发并投入使用的治疗CRE 感染的抗菌药物主要包括替加环素、多粘菌素、替加霉素类及磷霉素。

多粘菌素是一种注射用抗菌药物，存在多粘菌素E 与多粘菌素B 两种类型，是治疗由革兰氏阴性菌所引发的感染的高效药物。 多粘菌素在20 世纪40 年代被发现，并在20 世纪50 年代首次用于临床实践。20 世纪70 年代随着更安全的替代品的出现，多粘菌素被弃用，但随着20 世纪90 年代后逐渐增多的多重耐药（MDR）和泛耐药（XDR）的出现，多粘菌素E 被用于治疗MDR 和XDR 所致感染。然而大多数非感染、呼吸和重症监护室的医师和药师对于使用多粘菌素没有太多经验。 多粘菌素E 除了吸入给药外几乎没有用于门诊病人，在很多医院其作为最后一道抗菌药物防线被用于危急情况。 曹林［5］研究指出，多粘菌素在临床上对于碳青霉烯类抗生素耐药的菌株等多重耐药菌的治疗具有重要意义，被认为是最有效的治疗手段之一。 CRE 指南推荐的单一多粘菌素用药在治疗KPC 型碳青霉烯酶虽最低，但也存在一定的耐药率，仍需不断探究更为高效的药物联合治疗方案。 在临床实践中多粘菌素E 与其他抗菌药物联合使用，但具体联合哪一种抗菌药物需根据个体情况来回答，具体取决于何种致病菌、致病菌的耐药机制、患者耐受性、感染类型及其他可获得的信息为临床实践做出决策。 徐玉辉等［6］研究指出，多粘菌素B 联合用药能提高对青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌（CRKP）的抗菌活性，降低对肺炎克雷伯菌的防突变浓度(MPC)和计算选择指数(SI)，降低耐药突变选择窗，最终减弱细菌出现耐药突变的概率。

替加霉素是一种四环素类抗生素，主要是通过把抗生素绑定到30S 的核糖体亚单位中来抑制蛋白质合成的抑菌机制来治疗CRE 的感染。 刘立荣等［7］研究指出，替加环素在治疗CRE 时能发挥高效的抗菌活性，β-内酰胺酶不会对抗菌效果产生影响。 杨柳［8］研究指出，辽宁区域中的大部分CRKP 在使用替加环素后仍可维持很好的敏感性。 磷霉素也是CRE 感染的常用治疗药物选择，磷霉素能对细菌合成细胞壁的早期阶段产生药效，可通过对细菌外层结构造成破坏或改变结构的方式使得药物进到菌体内，让药物更容易在菌体内富集，从而发挥高效的药物协同作用。 磷霉素具备自身毒副作用少、 无抗原性、具有免疫调节、抗过敏及减弱药物所引发的毒副反应的功用，临床可着重关注联合用药方案，因治疗的对象病菌与协同用药的不同，临床用药效果各不相同。 黄林等［9］研究指出，磷霉素针对碳青霉烯类抗生素耐药肠杆菌科细菌而言有着较好的体外抗菌活力值，磷霉素与替加环素联合或与氨基糖苷类抗生素联合都可以发挥很好的联合作用，能为因CRE 菌株导致的重度感染的治疗提供新路径。 孙凤军等［10］研究指出，磷霉素联合碳青霉烯类能对耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌发挥外协同作用，抗菌效果好。除了上述药物， 头孢他啶-阿维巴坦是一种复合制剂，对KPC 酶、ESBL 酶、AmpC 酶及 OXA-48 均有抑制作用，为临床治疗提供新的治疗方案［11］。

3 小结

CRE 感染越来越威胁人类的健康，且已经是血流感染病死率上升的主要原因。 为阻止CRE 的不断发展， 临床医生应高度重视CRE 感染的耐药机制，且要合理规范运用抗菌药物，治疗CRE 感染的具体方案要综合考量耐药菌流行病学特点、 药敏试验情况、机体感染位置及感染的严重程度、抗菌药物的药动学特点及药效学特点等众多内容， 以此来减少耐药菌出现。并且在治疗的过程中，医务人员也要不断强化手卫生及医用仪器消毒力度，切断耐药菌的传播途径；医院也要严格监测医院环境及患者情况，一旦发现CRE，第一时间采取隔离措施，继而有效实现预防和控制CRE 的效果。