中藥對(duì)肺炎克雷伯菌的抗菌作用的研究進(jìn)展

陳君灝，張?chǎng)┫?，?玨

（上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院檢驗(yàn)科，上海 201203）

肺炎克雷伯菌是醫(yī)院常見(jiàn)的院內(nèi)感染致病菌，中國(guó)CHINET 細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，肺炎克雷伯菌的分離率每年呈上升趨勢(shì)，且對(duì)碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物美羅培南和亞胺培南的耐藥率分別從2005 年的2.9%和3.0%上升到了2017 年的24.0%和20.9%[1]。尤其是產(chǎn)KPC 型碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌，已在全世界范圍內(nèi)流行播散[2-5]。由于碳青霉烯類(lèi)抗生素耐藥的菌株，其對(duì)臨床常用抗生素均耐藥，因此由此類(lèi)細(xì)菌引起的感染往往伴隨高病死率，使臨床的抗感染治療帶來(lái)極大的困難與嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。特別是高毒力高耐藥菌株的出現(xiàn)，更是導(dǎo)致臨床治療的失敗和病死率的增加[6-7]。

雖然體外藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯示碳青霉烯類(lèi)抗生素耐藥的菌株對(duì)多黏菌素和替加環(huán)素具有極高的敏感率，但上述兩藥分別存在血藥濃度低和容易出現(xiàn)誘導(dǎo)耐藥的缺點(diǎn)[8-9]，且已有菌株對(duì)替加環(huán)素和多黏菌素耐藥的研究報(bào)告[10-11]。此外，對(duì)產(chǎn)KPC 型碳青霉烯酶菌株具抗菌作用的頭孢他啶/阿維巴坦，目前我國(guó)尚未批準(zhǔn)其用于臨床。因此，為減少臨床對(duì)于替加環(huán)素和多黏菌素的過(guò)度依賴(lài)，需要尋找可能有效的其他抗菌藥治療新方案，以滿(mǎn)足日益嚴(yán)峻的產(chǎn)碳青霉烯類(lèi)耐藥所致感染治療需求[12]。

抗菌中藥在中國(guó)歷史悠久，可作用于抗菌的多個(gè)環(huán)節(jié)，能延緩甚至可以逆轉(zhuǎn)細(xì)菌的耐藥，具有低耐藥性、多作用靶位的廣譜抗菌效果，且藥源廣泛、價(jià)格低廉，這些優(yōu)勢(shì)是西藥所不具備的。除了單純使用中藥進(jìn)行抗菌外，中西結(jié)合也是一種十分提倡的治療方法，其抗菌效果非常理想。因此在21 世紀(jì)提倡減少不必要的抗生素使用的背景下，進(jìn)行中藥治療或與西藥聯(lián)合治療是一種對(duì)抗多重耐藥菌的新型手段，為今后的抗感染治療和抗生素的合理選擇提供依據(jù)。本文對(duì)肺炎克雷伯的耐藥機(jī)制、中藥抗肺炎克雷伯菌耐藥性機(jī)制等研究成果進(jìn)行綜述。

1 肺炎克雷伯菌的耐藥機(jī)制

1.1 滅活酶或鈍化酶的產(chǎn)生 細(xì)菌可產(chǎn)生許多能引起抗菌藥物滅活的酶。目前，細(xì)菌產(chǎn)生的鈍化酶或滅活酶主要是β-內(nèi)酰胺酶、氨基糖苷類(lèi)鈍化酶和氯霉素乙?；D(zhuǎn)移酶等。β-內(nèi)酰胺酶包括超廣譜β-內(nèi)酰胺酶、頭孢菌素酶、碳青霉烯酶等。其中超廣譜β-內(nèi)酰胺酶（ESBLs）是肺炎克雷伯菌耐藥的最主要的一類(lèi)酶；碳青霉烯酶的產(chǎn)生是肺炎克雷伯菌耐碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物的主要機(jī)制，碳青霉烯酶可分為A 類(lèi)KPC 型碳青霉烯酶、B類(lèi)金屬酶和D類(lèi)OXA-48家族碳青霉烯酶。

1.2 抗菌藥物作用靶位改變 抗生素的抗菌作用是通過(guò)與細(xì)菌細(xì)胞壁上特定作用靶位的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，靶位酶基因發(fā)生突變，酶的構(gòu)象會(huì)發(fā)生改變，使其不能與抗菌藥物結(jié)合，從而導(dǎo)致耐藥的產(chǎn)生。如gyrA 基因和parC 基因的突變使DNA 旋轉(zhuǎn)酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ的構(gòu)象發(fā)生改變，造成肺炎克雷伯菌對(duì)喹諾酮類(lèi)抗菌藥物耐藥。16S rDNA 是氨基糖苷類(lèi)藥物的作用靶點(diǎn)，肺炎克雷伯菌產(chǎn)生的16S rRNA 基因甲基化酶，能夠?qū)?6S rDNA 甲基化，從而使其與氨基糖苷類(lèi)抗菌藥物的親和力下降而導(dǎo)致耐藥。

1.3 生物膜的形成 生物膜的形成是肺炎克雷伯菌耐藥性產(chǎn)生的主要機(jī)制之一。細(xì)菌生物膜（bacterial biofilm）是細(xì)菌在群體生長(zhǎng)過(guò)程中細(xì)菌分泌的多糖基質(zhì)，將自身包裹所形成的膜狀物。有研究表明，65%的人類(lèi)細(xì)菌感染與生物膜形成有關(guān)[13]，細(xì)菌生物膜除了能增強(qiáng)細(xì)菌的耐藥性，還能逃避宿主的免疫防御，這也是導(dǎo)致慢性持續(xù)性感染以及感染經(jīng)久不愈的重要原因。

1.4 外排泵的過(guò)表達(dá) 細(xì)菌的外排泵是將進(jìn)入細(xì)菌的抗菌藥物主動(dòng)排出菌體外的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，其過(guò)量表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)菌耐藥，因此，外排泵被認(rèn)為是治療耐藥菌的潛在作用靶點(diǎn)。AcrAB-TolC 外排泵是肺炎克雷伯菌最主要的外排系統(tǒng)，主要由膜融合蛋白（AcrA）、外膜通道蛋白（TolC）和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（AcrB）三部分組成，外排底物主要包括β-內(nèi)酰胺類(lèi)、喹諾酮類(lèi)和大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗菌藥物。

2 中藥抗肺炎克雷伯菌耐藥性的機(jī)制

2.1 中藥抑制β-內(nèi)酰胺酶 近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，中醫(yī)藥對(duì)β-內(nèi)酰胺酶的抑制作用，在其減緩和逆轉(zhuǎn)細(xì)菌耐藥性方面起到不容忽視的作用。梁華等[14]的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示，清開(kāi)靈注射液和雙黃連凍干粉聯(lián)合頭孢哌酮-舒巴坦鈉，不僅能提高產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶的肺炎克雷伯菌的抑菌作用，還能大大降低頭孢哌酮-舒巴坦鈉的MIC 值，這表明中西藥聯(lián)合對(duì)此類(lèi)耐藥菌有明顯的協(xié)同抑菌作用，其機(jī)理可能是清開(kāi)靈和雙黃連具有抑制超廣譜β-內(nèi)酰胺酶的活性作用，從而降低細(xì)菌耐藥性。林青雯等[15]對(duì)9 種藥材的80%乙醇浸膏及其石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物進(jìn)行抗菌活性的研究發(fā)現(xiàn)，粗糠茶的乙酸乙酯對(duì)產(chǎn)ESBLs 肺炎克雷伯菌的抗菌活性最好。楊鈞等[16]采用紫外分光光度法觀察中藥復(fù)方含藥血清對(duì)肺炎克雷伯菌產(chǎn)生的β-內(nèi)酰胺酶的抑制作用，發(fā)現(xiàn)復(fù)方清熱顆粒劑33.33%含藥血清對(duì)50%以上的β-內(nèi)酰胺酶具有抑制作用，提示中藥復(fù)方清熱顆粒劑含藥血清能用以治療由產(chǎn)ESBLs 肺炎克雷伯菌引起的感染。

2.2 中藥對(duì)抗生物膜的形成 肺炎克雷伯菌很容易形成生物膜，有研究發(fā)現(xiàn)91.2%的肺炎克雷伯菌能形成生物膜[17]。生物膜能夠調(diào)控細(xì)菌耐藥基因的表達(dá)，使其對(duì)多種抗菌藥物產(chǎn)生耐藥，因此生物膜的形成是導(dǎo)致細(xì)菌耐藥的主要原因之一[18-19]，也有研究發(fā)現(xiàn)泛耐藥的肺炎克雷伯菌更容易形成生物膜[20]。綠原酸是植物經(jīng)光合作用合成的一種苯丙素類(lèi)似物，在中藥中的含量高，是主要的藥理活性成分。有研究結(jié)果顯示[21]，綠原酸能夠顯著對(duì)抗肺炎克雷伯菌生物膜活性。黎勇強(qiáng)等[22]研究也發(fā)現(xiàn)，綠原酸聯(lián)合左氧氟沙星對(duì)肺炎克雷伯菌生物膜的形成具有抑制作用。殷姿等[23]研究發(fā)現(xiàn)，黃芩可通過(guò)抑制肺炎克雷伯菌生物膜的形成來(lái)發(fā)揮其抑菌效果。Gopu 等[24]研究發(fā)現(xiàn)桃金娘科植物中花青素等成分能夠通過(guò)影響肺炎克雷伯菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)抑制生物膜的形成。Bilcu 等[25]利用磁性納米技術(shù)聯(lián)合依蘭、廣藿香及香子蘭萃取油能夠明顯抑制肺炎克雷伯菌生物膜的形成。丘岳等[26]研究發(fā)現(xiàn)1/4 MIC 肺感方對(duì)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壞作用，與1/4 MIC 頭孢噻肟聯(lián)合使用時(shí)抑菌效果更佳，兩藥聯(lián)合表現(xiàn)為協(xié)同殺菌作用。

2.3 中藥對(duì)抗內(nèi)毒素的作用 在我國(guó)，中藥的抗內(nèi)毒素作用備受關(guān)注，有研究證實(shí)具有清熱解毒作用的中藥在抗內(nèi)毒素方面具有顯著效果[27-29]。盧滔等[30]研究了魚(yú)腥草和穿琥寧這兩種清熱解毒的中藥對(duì)產(chǎn)KPC 酶肺炎克雷伯菌的單藥和聯(lián)合西藥的抗感染治療，發(fā)現(xiàn)單純中藥組和中西醫(yī)聯(lián)合組的肺炎克雷伯菌釋放內(nèi)毒素的量均明顯低于單純西藥組，從而證實(shí)了中藥能夠明顯抑制產(chǎn)KPC 酶肺炎克雷伯菌釋放內(nèi)毒素。

2.4 中藥抑制外排泵 外排泵系統(tǒng)是肺炎克雷伯耐藥的重要機(jī)制，外排泵抑制劑的研究能夠部分解決細(xì)菌的耐藥問(wèn)題。鐘海琴等[31]的研究發(fā)現(xiàn)連翹中的連翹酯苷B 可抑制肺炎克雷伯菌的外排泵，該研究采用溴化乙錠蓄積實(shí)驗(yàn)，比較連翹酯苷B 作用前后肺炎克雷伯菌耐藥菌株外排泵活性的變化，從而發(fā)現(xiàn)連翹酯苷對(duì)肺炎克雷伯菌外排泵的活性具有抑制作用。

3 小結(jié)

中藥抗菌具有較好的前景，且資源豐富，價(jià)格相對(duì)低廉。中藥因含有多種抗菌成分，能作用于抗菌過(guò)程的多個(gè)環(huán)節(jié)，除了可以通過(guò)抑制β-內(nèi)酰胺酶、對(duì)抗生物膜的形成、對(duì)抗內(nèi)毒素的作用以及抑制外排泵等起到抗菌作用外，還可以調(diào)動(dòng)和調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能，恢復(fù)人體微生態(tài)平衡，并降低細(xì)菌對(duì)組織細(xì)胞的破壞作用?？梢?jiàn)，中藥并不是對(duì)細(xì)菌進(jìn)行直接殺傷作用，對(duì)細(xì)菌不產(chǎn)生較強(qiáng)的選擇性生存壓力，因此，中藥在抗感染方面不易產(chǎn)生耐藥，甚至能逆轉(zhuǎn)細(xì)菌耐藥，且不良反應(yīng)小。

但是中藥發(fā)揮抗菌作用相對(duì)較慢，使用劑量也相對(duì)較大，因此我們可以考慮提取中藥抑菌活性的有效成分進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)改造，以增強(qiáng)其抗菌效果，或與抗生素聯(lián)合使用，能起到協(xié)同殺菌作用，不僅能夠大大增強(qiáng)抗生素的抗菌效果，還能減少抗生素的用量，從而降低細(xì)菌對(duì)抗生素耐藥的產(chǎn)生，以滿(mǎn)足日益嚴(yán)峻的碳青霉烯類(lèi)耐藥的肺炎克雷伯菌所致感染的治療需求。中藥抗細(xì)菌耐性主要存在以下問(wèn)題：1）中藥抗菌品種局限，需要進(jìn)一步篩查，以開(kāi)發(fā)高效抗菌中藥；2）中藥與耐藥基因的關(guān)系尚不清楚，有待研究；3）中藥作為抗菌藥物在試驗(yàn)研究中，多局限于體外研究，很少有體內(nèi)、體外的綜合研究，因此不能客觀地、全面地去評(píng)價(jià)某中藥的抗菌或抑菌作用，這就要求我們對(duì)中藥的抗菌作用機(jī)制、作用靶點(diǎn)、藥物代謝動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)等進(jìn)行深入研究，全面了解和闡述中藥抗菌作用的機(jī)理，準(zhǔn)確全面地評(píng)價(jià)藥效，使具有抗菌作用的中藥能真正發(fā)揮療效，在細(xì)菌高耐藥背景下造福人類(lèi)。