碳青霉烯類耐藥腸桿菌科細(xì)菌去定植策略研究現(xiàn)狀

鄒成韻， 楊紅梅， 王海英

（1.上海中醫(yī)藥大學(xué)，上海 201203；2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院檢驗科，上海 200437）

多重耐藥革蘭陰性細(xì)菌耐藥性問題日趨嚴(yán)重，全球每年約有70萬人死于耐藥性感染，如果仍然沒有有效的方法解決這一難題，到2050年，這一數(shù)字將會達(dá)到每年1 000萬人[1]。自20世紀(jì)80年代初以來，碳青霉烯類抗菌藥物被用作對抗多重耐藥革蘭陰性細(xì)菌的最后一道防線[2]。隨著臨床上碳青霉烯類抗菌藥物的廣泛使用，碳青霉烯類耐藥腸桿菌科細(xì)菌（carbapenemresistantEnterobacteriaceae，CRE）的臨床檢出率也呈現(xiàn)快速上升趨勢[3]，治療選擇也逐漸變得有限，臨床大多采用聯(lián)合用藥方案，但效果往往較差[4]。然而有效的治療藥物，如替加環(huán)素和多黏菌素，其本身卻有很強的腎毒性和神經(jīng)毒性，臨床上難以普遍使用[5]。有研究發(fā)現(xiàn)CRE定植是CRE感染的獨立危險因素，定植進(jìn)展為CRE感染的總體風(fēng)險為16.5%[6]。去定植是預(yù)防定植患者進(jìn)展為CRE感染的一種有效措施，可從源頭控制CRE在人群中的傳播。本文就CRE耐藥及傳播機制、CRE定植與感染的關(guān)系、2種去定植策略進(jìn)行概述，重點討論糞菌移植（fecal bacterium transphantation，F(xiàn)MT）在CRE去定植中的作用、關(guān)鍵點及應(yīng)用前景等，為降低CRE感染率提供參考。

1 CRE菌株碳青霉烯類耐藥及傳播機制

CRE的耐藥機制主要有4種[7-8]：（1）產(chǎn)碳青霉烯酶；（2）外膜孔蛋白缺失或改變伴產(chǎn)頭孢菌素酶或產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶；（3）細(xì)菌外排泵的高表達(dá)；（4）藥物作用靶位點的改變。其中碳青霉烯類耐藥的主要機制是產(chǎn)碳青霉烯酶，碳青霉烯酶是能夠明顯水解亞胺培南或美羅培南的一類β-內(nèi)酰胺酶，包括Ambler分子分類的A、B、D 3類，A類和D類為絲氨酸酶，B類為金屬酶。A類多見KPC、GES、SHV、TEM和CTX-M等編碼基因，B類常見編碼基因為IMP、VIM、GIM和NDM等，而D類以O(shè)XA多見。我國以A類酶中的KPC-2型最為常見，B類酶中的NDM-1型碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌在我國也有報道。部分編碼碳青霉烯酶的基因可通過質(zhì)粒等移動性元件在細(xì)菌間水平傳播，因此耐藥性基因可通過質(zhì)粒傳播，從而引起嚴(yán)重的院內(nèi)感染。大多數(shù)CRE的定植不是在患者接受抗菌藥物治療期間在患者腸道內(nèi)從頭發(fā)展，而是來源于環(huán)境中有CRE定植的宿主。

2 CRE定植與感染

無癥狀CRE腸道定植者常常先于感染或與感染并存，構(gòu)成院內(nèi)傳播的CRE儲存庫[9]。CRE的腸道定植可能持續(xù)數(shù)月，患者自身也成為CRE的傳染源，如若不及時隔離，細(xì)菌將通過空氣、接觸等方式在醫(yī)院中肆意傳播，并定植在更多人的腸道內(nèi)[4]，并且可能會影響某些外科手術(shù)、器官移植和其他主要治療干預(yù)。定植除在人體腸道外，也可在其他部位如呼吸道、泌尿道、腹股溝、手術(shù)傷口等[10]，引起肺部感染、泌尿道感染、血流感染等癥狀。有研究發(fā)現(xiàn)，47%的CRE定植患者入住重癥監(jiān)護(hù)病房30 d即發(fā)生CRE感染，與非定值患者相比，感染率增加了10.8倍[11]；此項研究還發(fā)現(xiàn)，除1例患者外，其他患者的定植菌與感染菌同種同源。SCHECHNER等[12]也發(fā)現(xiàn)，8.8%（44/502）的腸道CRE定植患者入院后，在送檢的其他臨床樣本（非糞便和直腸拭子）中分離出CRE菌株的時間間隔（中位數(shù)）為11 d，其中86%的患者是真正的CRE感染，而且患者腸道定植菌株與后期進(jìn)展為CRE感染菌株中，80%的菌株配對一致，CRE菌株定植是其遷移至機體其他部位導(dǎo)致感染的重要危險因素。定植的可能危險因素包括氟喹諾酮類藥物[比值比（odds ratio，OR）=3.75]和頭孢菌素（OR=2.37）濫用，此外侵入性設(shè)備如導(dǎo)尿管的使用也是一個重要的風(fēng)險因素（OR=4.57），且在社區(qū)獲得性和醫(yī)院獲得性感染病例中CRE定植的風(fēng)險因素有較大差異[13]。因此，醫(yī)院應(yīng)在嚴(yán)格管控抗菌藥物使用的基礎(chǔ)上，做好CRE定植患者的主動篩查及定期監(jiān)測工作，并及時進(jìn)行接觸隔離，以減少CRE定植患者進(jìn)展為CRE感染的發(fā)生。然而，隨著全球多重耐藥細(xì)菌感染率的逐漸上升，臨床上迫切需要新的方法來控制CRE的定植。

3 CRE去定植策略

3.1 選擇性消化道凈化（selective digestive decontamination，SDD）

1979年，有學(xué)者就提出了可以有選擇地口服不可吸收抗菌藥物來抑制腸道內(nèi)某些致病革蘭陰性桿菌和真菌的定植，即SDD[14]。SDD并不是選擇性地去除需氧的目標(biāo)致病菌同時不影響厭氧的正常腸道微生物，而是通過使用相應(yīng)的抗菌藥物使腸道達(dá)到較高的抗菌濃度，從而有效地防止致病菌和條件致病菌的過度生長，進(jìn)而降低感染及在患者之間傳播的風(fēng)險[15]。ZUCKERMAN等[16]發(fā)現(xiàn)，可以通過口服慶大霉素來進(jìn)行碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌的去定植來減少CRE引起的院內(nèi)感染發(fā)生率。同時，OREN等[17]也發(fā)現(xiàn)，根據(jù)藥物敏感性試驗結(jié)果口服對CRE敏感的不可吸收抗菌藥物如慶大霉素和多黏菌素B，可有效根除CRE的定植，根除率為44%。有研究發(fā)現(xiàn)，口服氨基糖苷類藥物可使定植肺炎克雷伯菌進(jìn)展為感染的風(fēng)險降低80%[18]。盡管SDD對于CRE去定植有一定的效果，但其臨床普及率卻不高，在歐洲國家只有荷蘭將其作為標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理使用，而其他國家只在重癥監(jiān)護(hù)病房中零星使用[19]。

長期使用SDD可能會帶來泛耐藥菌株產(chǎn)生的風(fēng)險，尤其影響慶大霉素和黏菌素的耐藥性，因此要慎重使用SDD。為清除腸道定植的KPC-2型碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌，有研究[20]對14例患者通過口服黏菌素及慶大霉素接受為期7 d的SDD治療，并以其他76例KPC-2型肺炎克雷伯菌感染患者作為對照，通過PCR檢測患者糞便樣本中的KPC-2基因，跟蹤觀察14例接受SDD治療的患者的定植狀態(tài)，當(dāng)至少3個連續(xù)的PCR結(jié)果為陰性時，可定義KPC-2型肺炎克雷伯菌成功去定植。雖然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處理后的菌株卻產(chǎn)生了二次耐藥，對黏菌素的耐藥率增加了19%，對慶大霉素的耐藥率增加了45%。盡管多數(shù)研究結(jié)果均表明SDD并不會導(dǎo)致短期內(nèi)細(xì)菌二次耐藥，但仍然缺乏長期數(shù)據(jù)的支持。此外，由于多黏菌素及黏菌素的強腎毒性，患有潛在慢性腎臟疾病的患者更容易受到腎臟副作用的影響[5]，對于重癥監(jiān)護(hù)病房的肝腎功能受損患者，或老年病科的腎功能較弱的患者，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整抗菌藥物的劑量。盡管目前有學(xué)者表示對于肺部定植的碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌可以通過霧化吸入抗菌藥物來減少藥物自身毒性對人體的危害，并減小二次耐藥的概率，但仍然缺少確鑿的臨床證據(jù)來證實。

對于SDD的使用，西方學(xué)者看法不一，并且SDD對CRE感染控制結(jié)果的潛在影響仍有待調(diào)查。由于目前缺少我國的SDD研究數(shù)據(jù)，并不清楚SDD是否適合我國患者，因此SDD是否能大范圍應(yīng)用于臨床還缺少更高質(zhì)量、更長期、空間跨度更大的隨機對照臨床試驗證據(jù)[21]，其自身弊端也不得不重視。

3.2 FMT

3.2.1 FMT概述 在有學(xué)者提出SDD抑制革蘭陰性腸桿菌科細(xì)菌在腸道定植的同期，荷蘭學(xué)者發(fā)現(xiàn)了中性粒細(xì)胞缺乏癥小鼠腸道菌群與細(xì)菌感染之間的關(guān)系[22]，發(fā)現(xiàn)通過保護(hù)正常厭氧腸道菌群可以防止這些小鼠被革蘭陰性細(xì)菌定植和感染，這種現(xiàn)象被為定植抗性。定植抗性是指健康的腸道微生物防止病原體定植的能力。健康的腸道微生物群可以防止或限制病原體定植的潛在機制有很多，包括細(xì)菌對營養(yǎng)物質(zhì)的競爭、抗菌因子的產(chǎn)生、pH值或營養(yǎng)成分的改變、防止病原菌進(jìn)入與黏膜相關(guān)的黏附位點或生態(tài)位，以及產(chǎn)生直接拮抗病原菌的微生物代謝物或其他影響病原體毒力特征表達(dá)的因子。此外，腸道微生物群影響宿主免疫，誘導(dǎo)致密黏液、抗菌肽、IgA和細(xì)胞免疫的表達(dá)均可影響腸道定植抗性[23]。一種通過恢復(fù)健康腸道微生物群以防止或清除多藥耐藥菌定植的方法尤為重要，這是一個活躍的研究領(lǐng)域，關(guān)于腸道微生物群，在缺乏關(guān)于哪些菌種需要保護(hù)的相關(guān)認(rèn)知的情況下，最有希望的方法可能是FMT。FMT是指將健康個體（捐贈者）的糞便懸浮液注入腸道微生物失調(diào)相關(guān)疾病患者的胃腸道，從而來治療特定疾病。近年來，F(xiàn)MT在治療艱難梭菌的復(fù)發(fā)性感染方面已經(jīng)取得巨大成功，1個療程FMT的治愈率為80%～95%[24]，見效快、風(fēng)險小、成本低、無明顯不良反應(yīng)，患者可免于暴露于抗菌藥物，且能夠重塑患者腸道菌群的多樣性，被建議替代抗菌藥物作為治療艱難梭菌感染的首選[25]，并擴展到抗菌藥物耐藥感染、炎癥性腸病、肝性腦病、神經(jīng)精神障礙和代謝性疾病等的治療。

3.2.2 FMT去定植現(xiàn)狀 FMT在多重耐藥革蘭陰性細(xì)菌去定植方面取得的成功包括產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶大腸埃希菌、產(chǎn)碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和耐萬古霉素糞腸球菌等，F(xiàn)MT受者的腸道微生物群構(gòu)成與供者相似，耐藥菌數(shù)量減少，且所有研究中都沒有不良反應(yīng)報告[26]。顯然FMT在多藥耐藥菌去定植方面有一定的效果，包括CRE。也有研究報道，F(xiàn)MT對于CRE去定植雖然有效，但療效沒有其他革蘭陰性耐藥腸桿菌強[24]。事實證明，使用FMT作為去定植手段可以有效地預(yù)防定植轉(zhuǎn)感染，并最大限度地減少定植患者住院時間，也縮小了患者在接觸隔離措施下演變成耐多藥細(xì)菌感染的風(fēng)險[27]。對于容易通過胃腸道感染內(nèi)源性細(xì)菌的免疫力低下患者，如接受造血干細(xì)胞移植的患者，CRE腸道去定植的效果更明顯[28]。較SDD來說，F(xiàn)MT沒有直接的嚴(yán)重副作用，我國目前雖然還沒有大規(guī)模的研究結(jié)果來證明FMT對CRE去定植的有效性和安全性，但從各項研究結(jié)果來看，未來有望以FMT代替SDD來治療臨床CRE定植或感染。

HUTTNER等[29]通過先進(jìn)行SDD，即口服抗菌藥物來先減少宿主微生物群系，同時抑制腸道內(nèi)CRE的生長，再進(jìn)行FMT，從而提高了療效。SA?DANI等[30]也認(rèn)為FMT的成功率可能與腸道準(zhǔn)備有關(guān)，如果在移植前使用抗菌藥物預(yù)處理，F(xiàn)MT的成功率可能會更高。因此，未來或許可以FMT聯(lián)合SDD來優(yōu)化治療方案。

3.2.3 應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題 （1）FMT的給藥途徑。目前FMT相關(guān)研究中，給藥途徑包括：口服供者的新鮮糞便懸浮液，通過灌腸或結(jié)腸鏡移植到結(jié)腸內(nèi)，或通過鼻胃/腸管或吞咽膠囊進(jìn)入小腸，盡管FMT最常見的方法是結(jié)腸鏡植入，但仍不能確定其為最有效、最安全的給藥途徑[31]。一項關(guān)于FMT治療艱難梭菌感染的Meta分析[32]對比了口服新鮮糞便懸浮液、口服冷凍糞便懸浮液、結(jié)腸鏡植入、膠囊治療的療效，發(fā)現(xiàn)使用新鮮糞便療效最佳，結(jié)腸鏡植入效果并不理想，而膠囊或糞便凍干粉儲存時間更長且更能被患者接受，可能是一種替代口服新鮮糞便懸浮液的治療方法，但是否影響CRE去定植的成功率尚不清楚?？梢钥紤]在短時間內(nèi)通過多次FMT來增加患者微生物群的總量，或者通過改進(jìn)膠囊或糞便凍干粉的制備工藝來提高治療效果。（2）糞便捐贈者的選擇。捐贈者應(yīng)簽署知情同意書，告知捐贈者捐贈的潛在風(fēng)險和益處，理論上其年齡應(yīng)＞18歲，若捐贈者為兒童，則需獲得其父母同意。理論上應(yīng)選擇與患者無關(guān)的、健康的、年輕的捐贈者，優(yōu)先選擇微生物群豐富多樣的捐贈者。捐贈者通過排除標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的血清學(xué)和糞便檢測，以排查感染性病原體[33]。（3）FMT后的不良反應(yīng)。FMT后立即出現(xiàn)的常見的不良反應(yīng)是輕微腹瀉、腹脹、嘔吐、便秘等[34]，雖然不良反應(yīng)較小，但在FMT治療過程中仍要避免將攜帶耐藥菌的糞便移植給患者而造成嚴(yán)重的醫(yī)療事故，這就要求嚴(yán)格篩查捐獻(xiàn)者糞便，同時在準(zhǔn)備糞便懸浮液的過程中要避免污染。

3.2.4 FMT應(yīng)用前景 FMT作為CRE去定植的手段雖然有很大的研究前景，但由于缺乏長期隨訪調(diào)查結(jié)果，無論是有益的還是有害的潛在結(jié)果仍然未知。腸道微生物群是一個十分復(fù)雜的體系，還有許多未知的作用機制未被發(fā)現(xiàn)，很難說將這些有著復(fù)雜聯(lián)系的細(xì)菌從一個人體內(nèi)轉(zhuǎn)移到另一個人體內(nèi)是否會影響人體其他部分的功能，這也是大多數(shù)學(xué)者擔(dān)憂的問題。一些關(guān)鍵的方法學(xué)資料，如供體/接受者的篩查、糞便制備和給藥方式也沒有確切的最優(yōu)方案，如何說服患者接受FMT治療也是一大難題。目前FMT去定植有效的研究證據(jù)還很缺乏，尚無系統(tǒng)收集的短期和長期安全性證據(jù)，因此這一治療方法的應(yīng)用價值還有待更多可信性高的臨床研究加以證實。

4 總結(jié)

為防止CRE定植患者進(jìn)展為CRE感染者，也為遏制CRE在醫(yī)院中的傳播，除采取如嚴(yán)格管控抗菌藥物的使用、環(huán)境消毒滅菌、手衛(wèi)生和接觸隔離等防護(hù)措施外，去定植也是一種有效策略，其中口服不可吸收抗菌藥物在國外一直被認(rèn)為是SDD的有效手段，然而該方法有產(chǎn)生相關(guān)抗菌藥物耐藥性的風(fēng)險，僅有少數(shù)國家和地區(qū)使用，國內(nèi)鮮有相關(guān)研究，臨床上并不是一種最佳選擇。近年來，備受關(guān)注的FMT因其易用性、可行性和有效性，以及在治療艱難梭菌感染方面的成功，不失為CRE去定植的可靠選擇。FMT在CRE去定植中見效快、風(fēng)險小、成本低、無明顯不良反應(yīng)。然而從現(xiàn)有的研究結(jié)果來看，若改進(jìn)治療方案，如選取合適的給藥途徑和捐贈者糞便或聯(lián)合SDD治療或可改善療效，但仍需考慮安全性問題，這都需要更多可信性高的臨床證據(jù)加以證明。