耐碳青霉烯類肺炎克雷伯桿菌感染的研究進展

龍曉琴綜述 方麗審校

20世紀40年代初青霉素的出世，扭轉(zhuǎn)了人類對抗感染的局面，掀起了抗菌藥物發(fā)展的黃金時代，抗菌藥物的運用顯著地降低了人類感染的病死率。隨后又由于抗菌藥物的不規(guī)范使用，目前細菌耐藥已經(jīng)成為21世紀重大的公共衛(wèi)生問題，且耐藥的發(fā)展形式遠遠超過新抗菌藥物的研制開發(fā)，嚴重威脅人類生命健康并加重醫(yī)療衛(wèi)生經(jīng)濟負擔。目前我國耐藥狀況十分嚴峻，常見的耐藥菌如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林凝固酶陰性葡萄球菌、耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌和第三代頭孢菌素耐藥大腸埃希菌等[1]。其中耐碳青霉烯類肺炎克雷伯桿菌(carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae，CRKP)的檢出率逐年上升，目前成為最常見的耐碳青霉烯類腸桿菌科細菌(carbapenem-resistant enterobacteriaceae，CRE)[2-3]。對于CRKP菌株導致的感染，目前臨床治療手段有限，可供選擇的抗生素極少，CRKP感染已成為院內(nèi)感染死亡的獨立危險因素。遂本文從CRKP的流行病學特點、耐藥機制、易感危險因素和死亡高風險因素以及治療這幾個方面進行綜述。

1 流行病學

美國疾病控制和預防中心將CRE定義為耐亞胺培南、美羅培南、多利培南或厄他培南的腸桿菌或分離為產(chǎn)碳青霉烯酶的腸桿菌。常見的CRE菌株有肺炎克雷伯桿菌、大腸埃希菌、弗勞地檸檬酸桿菌和陰溝腸桿菌等。我國CRE的感染率為0.4%,其中CRKP占73.9%，是最常見的菌株[3]。根據(jù)全國細菌耐藥監(jiān)測報告顯示，我國2019年肺炎克雷伯桿菌對碳青霉烯類抗生素的平均耐藥率為10.7%，較2014年上升了6%。耐藥情況各地分布不同，其中河南省最高，為32.8%，較2014年上升了23.4%。在病區(qū)分布上,重癥監(jiān)護病房中檢出最多，為23.0%。在感染部位上，下呼吸道感染占65.4%，尿路感染占16.6%，腹腔感染占7.7%，血源性感染占7.7%；并且下呼吸道感染和血源性感染病死率較高，約45%，而尿路感染的病死率相對較低，約13%[3-5]。而且，發(fā)現(xiàn)近幾年耐碳青霉烯類肺炎克雷伯桿菌的檢出率呈持續(xù)上升，從2014年的6.4%上升至2019年的10.9%，形式嚴峻。

2 耐藥機制

CRKP對碳青霉烯類抗生素產(chǎn)生耐藥的機制有很多，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：(1)產(chǎn)生碳青霉烯酶，為一種能夠水解亞胺培南或美羅培南等碳青霉烯類抗生素的一類β-內(nèi)酰胺酶。可分為 A類、B類和D類，A和D類為絲氨酸酶，B類為金屬酶,其中我國以A類中的KPC2型和B類中的NDM10為主[3]。(2)細菌外膜孔蛋白的表達異常，其為革蘭陰性菌細胞外膜的非特異性水溶性擴散通道。當外膜孔蛋白表達降低或缺失時，阻礙抗生素進入胞體內(nèi)的速度，從而影響有效抑菌濃度，導致耐藥。(3)產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended spectrum β-lactamases，ESBLs)是由質(zhì)粒介導，能在菌株間轉(zhuǎn)移和播散，能水解幾乎所有β-內(nèi)酰胺類和單環(huán)菌素類抗菌藥物的一類酶。有報道稱，ESBLs陽性肺炎克雷伯桿菌感染與超過55%的CRKP感染導致的死亡相關[6]。(4)頭孢菌素酶，分為染色體介導型和質(zhì)粒介導型，染色體介導型主要水解三代頭孢菌素，作用底物相對質(zhì)粒介導型較窄譜；質(zhì)粒介導型能有效水解三代頭孢菌素、單酰胺類及頭孢菌素類抗菌藥物，不受酶抑制劑所抑制，且易攜帶多種抗生素耐藥基因，易導致多重耐藥[7]。(5)藥物作用靶點改變，碳青霉烯類抗生素發(fā)揮抗菌活性，需與細菌細胞外膜上的青霉素結(jié)合蛋白相結(jié)合。當青霉素結(jié)合蛋白表達異常時，如數(shù)量下降、缺失和親和力下降等，引起耐藥。并且發(fā)現(xiàn)所有通過產(chǎn)酶導致的耐藥，僅是低級別的耐藥，若要產(chǎn)生高級別的耐藥則通常合并有外膜孔蛋白的異常[8]。由于耐藥機制的復雜性和多樣性，需要及時地動態(tài)關注當?shù)谻RKP的耐藥機制特點，更加科學地指導臨床用藥。

3 易感危險因素和死亡高風險因素

國外一項關于CRKP易感因素的薈萃分析顯示[9]，入住重癥監(jiān)護病房、中心靜脈導管使用、機械通氣、氣管切開、導尿管使用、感染前抗生素預使用、碳青霉烯類抗生素暴露、氨基糖苷類抗生素暴露是CRKP易感的危險因素,這與國內(nèi)的研究亦相符[10-12]。此外患者處于免疫抑制狀態(tài)，入院前2周使用糖皮質(zhì)激素>10 mg/d、留置引流管(包含胃管、腦室管、胸腔管、腹腔管等)、氣管插管和感染前抗生素的使用是CRKP的獨立危險因素[10-11,13]。值得注意的是，Gómez Rueda等[14]發(fā)現(xiàn)，腸內(nèi)營養(yǎng)的使用與CRKP的感染密切相關，這與以往認為腸內(nèi)營養(yǎng)可以保護腸道屏障，抑制腸道菌群移位的認知不同，可能是由于此時患者因為消化系統(tǒng)黏膜屏障的削弱和腸道菌群失調(diào)，以及由某種腸內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)滋養(yǎng)的細菌從胃腸道移位到循環(huán)中所導致。

Xu等[4]進行薈萃分析，不僅發(fā)現(xiàn)亞洲感染CRKP的粗病死率為44.82%，還發(fā)現(xiàn)感染耐碳青霉烯類肺炎克雷伯桿菌的病死率高于對碳青霉烯類抗生素敏感的肺炎克雷伯桿菌患者。遂從患者身體狀況、碳青霉烯酶類型和研究地點進行了分層分析，發(fā)現(xiàn)血源性感染、尿路感染和進行實質(zhì)性臟器移植的CRKP患者病死率高于粗病死率，從而推測出患者的潛在疾病及共病與病死率密切相關。Wang等[15]也發(fā)現(xiàn)，高齡、共病指數(shù)和氨基糖苷類藥物使用是死亡的獨立危險因素，提示應重視身體狀況較差的CRKP患者。

4 治 療

目前在抗生素藥物運用方面，多采用聯(lián)合使用。一項薈萃分析證明，在CRKP患者病死率方面，聯(lián)合用藥比單一用藥病死率更低；但是不同的聯(lián)合用藥治療方案治療后病死率沒有顯著差別[4,16]。因此提示在聯(lián)合治療時，應該考慮疾病的嚴重程度、感染部位、藥物敏感性、患者的共病情況及藥物的不良反應,進行綜合分析以選用合適的藥物進行聯(lián)合。目前針對CRKP感染，臨床常用的藥物包括多黏菌素、替加環(huán)素、氨基糖苷類、碳青霉烯和頭孢他啶—阿維巴坦等，并且中醫(yī)在抗感染方面亦有不少進展。

4.1 多黏菌素 多黏菌素是一種多肽類抗生素，通過與革蘭陰性菌細胞外膜的磷酸酯部分結(jié)合，破壞細胞膜的完整性而達到殺菌作用，包括多黏菌素B和多黏菌素E(黏菌素)。黏菌素是以非活性前體——甲磺酸黏菌素形式給藥，與多黏菌素B相比，更適合用于治療尿路感染。同時發(fā)現(xiàn)黏菌素用于治療CRKP中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染亦有效，多黏菌素B是活性形式給藥，更適合血源性感染的運用[17-18]。孫武銘等[19]肯定了多黏菌素B治療CRKP血源性感染的有效性，同時發(fā)現(xiàn)在聯(lián)合應用時，其不會明顯加重腎損害。在產(chǎn)碳青霉烯酶的肺炎克雷伯桿菌研究中，肯定了以多黏菌素作為基礎聯(lián)合用藥的重要性，亦提出在CRKP引起的血源性感染中以多黏菌素B為基礎的聯(lián)合方案，在菌血癥診斷后的48 h內(nèi)使用可以降低30 d內(nèi)的病死率；與單用多黏菌素B相比，聯(lián)合應用可以降低病死率，并發(fā)現(xiàn)多黏菌素B與阿米卡星的聯(lián)合應用療效更佳[20-22]。

4.2 替加環(huán)素 替加環(huán)素是甘氨酰環(huán)素類抗菌藥物，通過與細菌30S的核糖體亞基結(jié)合阻礙翻譯過程而發(fā)揮殺菌作用。組織滲透廣泛，皮膚、膽囊、腸和肺內(nèi)組織均可滲透，但在血液、腦脊液和尿液的濃度相對較低。于2005年被美國食品和藥品管理局批準以標準劑量(100 mg的首劑負荷量，隨后50 mg/12 h)治療復雜的皮膚和軟組織感染、復雜的腹部感染和社區(qū)獲得性肺炎。隨后研究發(fā)現(xiàn)其抗血流感染亦有效[23]。有體外實驗證明，替加環(huán)素聯(lián)合其他抗生素治療CRKP引起的感染是有效的，并且發(fā)現(xiàn)替加環(huán)素和阿米卡星是一種經(jīng)濟有效的聯(lián)合方案[24]。Wang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，對于CRE(尤其是產(chǎn)KPC型碳青霉烯類的CRE)血流感染，推薦以替加環(huán)素為基礎的聯(lián)合治療，其抗感染效果最強。Geng等[26]用高劑量(200 mg的首劑負荷量，隨后100 mg/12 h)的替加環(huán)素治療CRKP引起的血源性感染，發(fā)現(xiàn)不但顯著延長患者生存時間和降低病死率，而且不會增加不良事件的發(fā)生率。Ni等[27]也證明了替加環(huán)素的高劑量使用和聯(lián)合運用在CRKP感染的有效性。但是也有發(fā)現(xiàn)替加環(huán)素的使用導致病死率增加，建議謹慎使用[28]。

4.3 氨基糖苷類藥物 氨基糖苷類藥物是一種靜止期殺菌藥,通過抑制蛋白質(zhì)的合成啟動殺菌作用。根據(jù)藥物代謝動力學/藥物效應動力學原則，其為濃度依賴性抗菌劑。在抗革蘭陰性桿菌時，每日單次大劑量給藥可以增加抗菌療效，甚至會降低不良事件的發(fā)生率[29]，其在肺部和腹部感染部位的濃度較低，但在血液和尿液中的藥物濃度較高。在體外實驗中證實，氨基糖苷類抗菌藥物對50%的耐碳青霉烯肺炎克雷伯桿菌有殺菌活性。在抗CRKP引起的泌尿系感染方面，氨基糖苷類抗生素較多黏菌素B和替加環(huán)素更有效；在治療CRKP引起的菌血癥方面，14 d和30 d生存率分別為78%和70%，54%的患者可以實現(xiàn)臨床治愈[30]。值得注意的是，Clancy等[31]發(fā)現(xiàn)，慶大霉素和含慶大霉素的抗菌方案對產(chǎn)KPC2型的肺炎克雷伯桿菌顯示出較強的抗菌作用,10 g/ml的濃度下殺菌率達100%，在2 g/ml的濃度下殺菌率為63%。

4.4 碳青霉烯類藥物 根據(jù)藥物代謝動力學/藥物效應動力學原則,其為時間依賴性抗菌劑，通過增加給藥頻次可以增強抗菌活性。研究顯示，對于感染產(chǎn)碳青霉烯酶的肺炎克雷伯桿菌患者，含有碳青霉烯類抗生素的治療方案可進一步降低病死率[32]。Tumbarello等[33]發(fā)現(xiàn)，在感染產(chǎn)KPC型的肺炎克雷伯桿菌患者中，包含美羅培南的聯(lián)合用藥亦可顯著提高存活率，但前提是當菌株對美羅培南最低抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)≤8 mg/L時。Giannella等[34]發(fā)現(xiàn)，在碳青霉烯類最低抑菌濃度≥16 mg/L的產(chǎn)碳青霉烯酶的肺炎克雷伯桿菌株中，觀察到使用高劑量碳青霉烯類抗生素同樣是保護性因素；然而Agyeman等[16]并沒有發(fā)現(xiàn)使用碳青霉烯類抗生素治療CRKP引起的感染可以降低病死率，可能是大多數(shù)CRKP臨床病例表現(xiàn)出極高的碳青霉烯類最低抑菌濃度(>32 mg/L)。因此使用碳青霉烯類抗生素能否受益，取決于菌株的碳青霉烯類抗生素最低抑菌濃度。在2016年的專家共識中，對于耐碳青霉烯肺炎克雷伯桿菌的MIC≤8 mg/L，可以使用大劑量(如美羅培南2 g/8 h)、長時間輸注(2～3 h)碳青霉烯類抗生素的方案治療[35]。

4.5 頭孢他啶—阿維巴坦(ceftazidime-avibactam，CAZ/AVI) 阿維巴坦是一類新型β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，其具有長效的抑酶作用并且不會誘導β-內(nèi)酰胺酶產(chǎn)生[36]，與頭孢他啶聯(lián)合，可以協(xié)同增加頭孢他啶對產(chǎn)碳青霉烯酶腸桿菌科細菌的抗菌活性。其于2019年被國家藥品監(jiān)督管理局批準用于臨床，目前應用于18歲及以上由敏感革蘭陰性菌引起的復雜性腹腔內(nèi)感染、復雜性尿路感染、醫(yī)院獲得性細菌性肺炎和呼吸機相關細菌性肺炎患者。對于老年人，不推薦根據(jù)年齡調(diào)整劑量，而應該根據(jù)腎功能調(diào)整[37]。研究顯示，目前CAZ/AVI 對 CRKP 的敏 感 度 可 達81.25%，對不產(chǎn)酶的和產(chǎn)絲氨酸酶的 CRKP敏感度可達100.00%[38]。CAZ/AVI治療耐碳青霉烯類肺炎克雷伯桿菌肺炎的臨床總有效率為75.6%[39]。與其他抗CRE感染的治療方案相比，含有頭孢他啶—阿維巴坦的治療方案殺菌力較強，可以改善患者生存周期[40]。CAZ/AVI可以抑制ESBLs、AmpC酶及KPC酶，不能抑制B類金屬酶[41]。對于產(chǎn)KPC型碳青霉烯酶耐碳青霉烯類肺炎克雷伯桿菌，頭孢他啶—阿維巴坦與厄他培南的聯(lián)合治療殺菌能力最好[42]。目前我國對頭孢他啶—阿維巴坦的粗耐藥率為3.7%，頭孢他啶—阿維巴坦對CRE菌株的MIC50為 4 mg/L，MIC90為 8 mg/L[43]。

4.6 中醫(yī)藥 中醫(yī)治療感染性疾病已有幾千年的歷史，由于其成分復雜，作用機制復雜，極少細菌耐藥，并且發(fā)現(xiàn)其與西醫(yī)協(xié)同抗感染療效較好，具有巨大的潛力。劉平等[44]發(fā)現(xiàn)，黃芩、黃連、黃柏、連翹和千里光均對產(chǎn)AmpC 酶肺炎克雷伯桿菌有抗菌作用，其中以黃芩效果最佳。楊鈞等[45]行體外實驗證明，復方清熱顆粒劑含藥血清可以抑制超廣譜β-內(nèi)酰胺酶的活性，從而提高對產(chǎn)ESBLs酶肺炎克雷伯桿菌的殺菌能力。鐘海琴等[46]發(fā)現(xiàn)，作為連翹有效成分的連翹酯苷B可以抑制肺炎克雷伯桿菌外排泵活性，提高抗生素胞內(nèi)濃度，增強抗菌活性。蘭雪醌可以改變細菌代謝狀態(tài)，具有協(xié)同抗菌作用，與慶大霉素聯(lián)合運用，可提高慶大霉素的胞內(nèi)濃度，進而提高抗菌能力[47]。盧滔等[48]發(fā)現(xiàn)，與西藥治療組相比，含有魚腥草或穿琥寧的治療組可以減少產(chǎn)KPC 酶肺炎克雷伯桿菌內(nèi)毒素的釋放量，從而可以降低細菌毒力。不僅如此，李永偉等[49]發(fā)現(xiàn)，黃連素可以消除攜帶KPC酶基因的質(zhì)粒，從而逆轉(zhuǎn)肺炎克雷伯桿菌對碳青酶烯類抗生素的耐藥性。在臨床應用中，生脈飲合清氣化痰湯、扶正祛邪方和清金化痰湯等中西醫(yī)結(jié)合治療多重耐藥，亦有效改善臨床癥狀和提高細菌清除率。中醫(yī)在抗感染方面百花齊放，仍需要更多的臨床研究加入到CRKP的治療中。

5 小 結(jié)

通過從CRKP的流行病學特點、耐藥機制、易感染危險因素和死亡高風險因素及治療這幾個方面的研究發(fā)現(xiàn)，CRKP目前檢出率持續(xù)上升，其導致的血源性感染具有高風險病死率。CRKP耐藥機制復雜，盡管目前有新藥上市，但是臨床可使用的治療手段有限，而且在治療方法上，如何聯(lián)合，以及使用多大的劑量治療，均具有爭議性。在使用抗生素治療方面，應該根據(jù)本地區(qū)的常見耐藥機制，從分子層面來經(jīng)驗性使用抗生素，也就要求積極調(diào)查各地區(qū)的分子流行病學現(xiàn)狀；在個體化治療方面，需要根據(jù)患者CRKP的感染部位和最低抑菌濃度等來選擇用何種藥物及多大的劑量，同時要權(quán)衡藥物不良反應?？股氐倪x擇對感染CRKP患者的治療是重要的，并且對患者的綜合治療更重要。