中藥抗耐碳青霉烯類細菌的作用及機制的研究進展*

彭 蕾，周飄雁 綜述，尹衛(wèi)國，徐令清△ 審校

(1.廣州醫(yī)科大學附屬第六醫(yī)院/清遠市人民醫(yī)院檢驗科，廣東清遠 511508；2.廣州醫(yī)科大學，廣州 511495；3.廣州醫(yī)科大學附屬第六醫(yī)院/清遠市人民醫(yī)院分子診斷中心，廣東清遠 511508)

碳青霉烯類抗生素是臨床醫(yī)生抗菌用藥的殺手锏之一，屬于非典型β-類酰胺類，常用的有亞胺培南、美羅培南等。隨著“超級耐藥細菌”出現(xiàn)和傳播[1]，臨床常見的耐碳青霉烯類細菌主要包括：耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌(CRAB)、耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌(CRKP)、耐碳青霉烯類大腸埃希菌(CRECO)、耐碳青霉烯類銅綠假單胞菌(CRPA)，其中最常見的是耐碳青霉烯類腸桿菌科(CRE)，CRE對厄他培南的最低抑菌濃度(MIC)≥2 μg/mL。CRE在全球范圍內(nèi)的檢出率在逐步上升，耐藥問題也日趨嚴重[2]。ZHANG等[3]一項多中心研究納入我國多家醫(yī)院664例CRE病例，發(fā)現(xiàn)73.9%為肺炎克雷伯菌、16.6%為大腸埃希菌和7.1%為陰溝腸桿菌感染，住院總死亡率為33.5%。碳青霉烯類抗生素對CRE無效。該研究中89.0%的菌株產(chǎn)碳青霉烯酶，其中CRKP和CRECO有50.0%產(chǎn)肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶型β-內(nèi)酰胺酶、33.5%產(chǎn)新德里金屬型β-內(nèi)酰胺酶。目前我國CRE感染發(fā)病率為4.0/萬。三甲醫(yī)院感染性疾病耐藥問題日趨嚴重，迫切需要加強抗感染力度并尋求積極的解決方法。

1 耐碳青霉烯類細菌的耐藥機制

耐碳青霉烯類細菌能產(chǎn)生多種水解廣譜β-內(nèi)酰胺環(huán)的酶，使含有β-內(nèi)酰胺環(huán)的抗菌藥物失效。β-內(nèi)酰胺酶分為A、B、D 3類，A、D類又可稱之為絲氨酸酶。A類酶包括肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶、亞胺培南水解β-內(nèi)酰胺酶、圭亞那超廣譜碳青霉烯酶等，常見于腸桿菌科細菌中；B類酶又稱金屬β-內(nèi)酰胺酶，主要包括假單胞菌型碳青霉烯酶、維羅納整合子編碼的金屬β-內(nèi)酰胺酶、新德里金屬β-內(nèi)酰胺酶，常見于腸桿菌科細菌、銅綠假單胞菌及不動桿菌中。D類酶包括苯唑西林酶(OXA)，常見于不動桿菌中。其他耐藥機制還包括膜外蛋白變異、主動外排泵過度表達、對碳青霉烯類抗生素敏感性下降及耐藥質(zhì)粒整合后在菌體間散播等。

2 中藥抗常見耐藥菌的研究

2.1 中藥抗菌機制

中藥抑菌和殺菌的主要機制如下：(1)抑制β-內(nèi)酰胺酶活性，如蘆薈大黃素、苦參堿、香紫蘇醇、雙黃蓮、清開靈、大蒜素等[4-5]；(2)消除耐藥質(zhì)粒，如五倍子[6]；(3)抑制耐藥菌生物被膜形成，如槲皮素二水物、鹽酸小檗堿、黃芩苷等中藥單體[7]；(4)和其他碳青霉烯類抗生素協(xié)同抑菌，如木橘[8]；(5)增強其他中藥作用，如表兒茶素自身沒有抗菌活性卻能增加茶黃素的抗菌作用[5]。

2.2 中藥抑制CRAB

CRAB主要在呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)中感染機體致病并產(chǎn)生耐藥菌。2018年中國耐藥檢測數(shù)據(jù)顯示，CRAB對亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別為73.2%和73.9%。其利用乙醇作為碳源在人體表面生長，能夠抵抗干燥環(huán)境。CRAB產(chǎn)D類酶，含基因組OXA-51、OXA-23的菌對碳青霉烯類抗生素天然耐藥。

GUCLU等[9]發(fā)現(xiàn)水楊藻對CRAB和CRPA的抑菌活性最強，外用可用于治療包括CRAB引起的皮膚軟組織感染、燒傷創(chuàng)面感染、糖尿病足和褥瘡創(chuàng)面。但要將其進一步用于臨床，必須進行更多體內(nèi)試驗。MONTAGU等[10]通過高效液相質(zhì)譜和核磁共振光譜分析發(fā)現(xiàn)使用芳香、玉桂、百里香等草本植物精油也能對抗CRAB。TIWARI等[11]運用紙片擴散法發(fā)現(xiàn)木桔提取物具有抗CRAB的抗菌活性，且與亞胺培南協(xié)同后抗菌作用明顯。TIWARI等[12]在獼猴桃中提取的次生代謝產(chǎn)物可抑制CRAB的生物膜形成。陳深元等[13]運用煮沸法、微量肉湯稀釋法證實黃芩在體外有較好的抗CRAB效果。劉佳等[14]同樣運用肉湯稀釋法發(fā)現(xiàn)熱毒寧、痰熱清及喜炎平注射液等組合方劑對體外的CRAB菌株有一定的抑菌作用，其中熱毒寧抑菌效果最明顯。熱毒寧是由金銀花、梔子、青蒿3種中藥制成。金銀花中綠原酸、環(huán)烯醚萜苷在體外抑制銅綠假單胞生長；梔子中的熊果酸、梔子苷等通過在小鼠體內(nèi)注射推斷與抑制前列腺素E和白三烯等物質(zhì)誘導的炎性反應從而發(fā)揮抗菌作用;青蒿中黃酮類、青蒿酮等物質(zhì)是抗菌主力。痰熱清由黃芩、熊膽粉、金銀花、連翹、山羊角組成，經(jīng)中醫(yī)論證及臨床經(jīng)驗用藥提示其具有抑菌作用。喜炎平中的穿心蓮通過調(diào)節(jié)白細胞介素-8、白細胞介素-6、一氧化氮、腫瘤壞死因子等炎性介質(zhì)的釋放來達到抑菌抗炎的作用。

TIWARI等[15]合成的沒食子酸-聚乙烯吡咯烷酮封端的雜化銀納米粒子(G-PVP-AgNPs)具有良好的抗CRAB活性，并證實了其活性氧依賴的殺菌機制。劉佳等[14]將熱毒寧與亞胺培南西司他丁鈉聯(lián)用時，MIC值較亞胺培南西司他丁鈉單獨用藥時下降16倍，MIC值隨著熱毒寧含量增高而降低。LEE等[16]運用棋盤格法和時間抑制法檢測到表沒食子兒茶素與美羅培南的具有協(xié)同抗CRAB作用。中藥影響細菌結構及能量代謝，從單獨用藥到多組合配方，到與各級抗生素聯(lián)用，中藥貫穿診治方案各個層面，在抗CRAB中發(fā)揮舉足輕重作用。

2.3 中藥抑制CRKP

根據(jù)中國CHINET細菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2005-2018年CRKP對亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別從3.0%和2.9%上升到了25.0%和26.3%[17]。CRKP常見于易反復感染的老年人及免疫力低下患者。

賴韶欽等[18]通過檢測細菌用藥前后堿性磷酸酶水平，發(fā)現(xiàn)黃連、五味子、烏梅、連翹顆粒劑可能通過升高堿性磷酸酶改變細胞壁的通透性來殺滅CRKP。馬冬梅等[19]運用倍比稀釋法及體外抑菌試驗對比雙黃連和頭孢哌酮-舒巴坦單獨用藥及聯(lián)合用藥差異，單獨用藥時雙黃連的MIC明顯低于頭孢哌酮-舒巴坦，聯(lián)合用藥時隨著雙黃連濃度升高，頭孢哌酮-舒巴坦?jié)舛雀捉档椭烈志鷿舛取？梢娫谥形魉幝?lián)合用藥時，明確各藥物組合劑量最適配比關系才能使抗菌效果最大化。盧滔等[20]發(fā)現(xiàn)魚腥草和穿琥寧能夠抑制產(chǎn)肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌的內(nèi)毒素釋放，且其在和頭孢曲松聯(lián)合用藥與分別用藥時對細胞內(nèi)毒素釋放差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，說明中藥在聯(lián)合用藥中占優(yōu)勢主導地位。CRKP菌株中含碳青霉烯酶基因，該基因可在質(zhì)粒間整合傳播，逐漸形成易耐藥、傳播快的克隆菌株。李永偉等[21]結合質(zhì)粒轉移結合、肉湯稀釋等實驗，發(fā)現(xiàn)小檗堿促進攜帶碳青霉烯酶基因的R質(zhì)粒消除并明顯抑制CRKP生長，其與西藥聯(lián)用對耐藥質(zhì)粒的消除率分別為45.0%、37.5%，進而逆轉CRKP的耐藥性。相較于十二烷基硫酸鈉(SDS)等體外質(zhì)粒消除劑，小檗堿更具有臨床實用性。CHEN等[22]通過肉湯稀釋結合液、氣相色譜等方法發(fā)現(xiàn)復方白花丹通過促進三羧酸循環(huán)和質(zhì)子動力，刺激CRKP對慶大霉素的攝取進而達到協(xié)同抗菌作用。白花丹與氨基糖苷類藥物聯(lián)用時可降低單藥使用劑量、提高治療重癥CRKP感染療效。中西醫(yī)聯(lián)合用藥時，梁華等[23]經(jīng)過倍比稀釋觀察藥物MIC情況，發(fā)現(xiàn)清開靈注射液及雙黃連凍干粉聯(lián)合頭孢哌酮-舒巴坦鈉能明顯降低產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶的肺炎克雷伯菌的MIC。

中藥在人體內(nèi)作用需要進一步的動物及臨床試驗去證實其具體療效，既往研究人員通過觀察中藥抗CRKP的作用，對中西結合用藥的療效進行差異性分析，發(fā)現(xiàn)中藥在抗CRKP方面的臨床應用價值日益明顯。

2.4 中藥抑制CRECO

我國大腸埃希菌耐碳青霉烯類抗生素的耐藥率在0.2%～2.2%[24]，呈耐多藥的泛耐藥狀態(tài)。

蘭小琴等[25]運用肉湯稀釋法、檢測MIC值證明五倍子、黃連對耐碳青霉烯腸桿菌具有體外抑菌效果。通過實驗，大蒜提取物能明顯降低CRECO耐藥基因表達并抑制生物膜的形成[26]。楊瑋等[27]將黃芪、黃連與氯霉素聯(lián)用后MIC可降低1～6個稀釋度，說明在中藥輔助下老藥新用具有廣闊應用前景。汪晶等[27]通過影印培養(yǎng)法證明五倍子在體外可消除CRECO耐藥質(zhì)粒。梁曉誼等[28]從糖尿病足患者患足中提取產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶的大腸埃希菌，運用黃連液、黃連麝香聯(lián)合液分組處理，聯(lián)合麝香后患者創(chuàng)面治愈率更高，說明麝香在人體表面聯(lián)合抑菌作用突出。

中藥通過單一用藥或聯(lián)合用藥抗CRECO，同時通過作用于生物膜、耐藥質(zhì)粒、耐藥基因來逆轉耐藥性，達到抗菌目的。

2.5 中藥抑制CRPA

CRPA多出現(xiàn)在重癥醫(yī)學等危重感染患者集中的科室。短期內(nèi)限制碳青霉烯類藥物的使用，可使得CRPA比例在統(tǒng)計學上下降[29]。

劉心偉等[30]運用平板影印法說明金銀花水煎劑可消除體外R質(zhì)粒逆轉CRPA耐藥性。趙世巧等[31]結合紙片擴散、瓊脂打孔、試管稀釋法，篩選出黃芩、大青葉、夏枯草、黃連、蒲公英、魚腥草、金銀花、板藍根、五倍子、苦參對CRPA具有抗菌作用。馬潔等[32]用扶正透邪解毒化瘀方處理的小鼠血清能降低體外亞胺培南的MIC值。藍鍇等[33]通過體外紙片擴散(K-B)法及倍比稀釋發(fā)現(xiàn)魚腥草、夏枯草、黃芩對CRPA具有一定抗菌作用。房華等[34]對比了藥敏前后直徑變化說明五倍子和小檗堿可逆轉CRPA耐藥性。中藥抗CRPA的研究，提示中藥有抗CRPA能力，深入探索其應用機制將為臨床診療聯(lián)合用藥提供新思路。

3 結 語

耐碳青霉烯類細菌感染是院內(nèi)感染的重要來源，常見于嚴重的呼吸、泌尿、血液系統(tǒng)及重大臟器的感染，致死率高，耐藥率在逐年上升[35]。目前單一的抗生素治療效果欠佳，新藥研發(fā)進程緩慢。傳統(tǒng)中藥黃連、黃芩、五味子、金銀花等在抑制碳青霉烯類細菌中可發(fā)揮重要作用，從整體調(diào)節(jié)人體免疫力，通過多種配伍及方劑對感染耐碳青霉烯類細菌的患者進行多靶點、多部位、多形式給藥治療，也可以單藥甚至單體形式在機體局部產(chǎn)生明顯的抑菌效果，最重要的是和抗生素聯(lián)合應用具有較強的協(xié)同效應，能減少抗生素使用的次數(shù)、劑量，延緩甚至逆轉碳青霉烯類抗生素的耐藥。中藥抗耐碳青霉烯類抗生素的體外作用明顯，但由于體內(nèi)藥物代謝過程復雜，內(nèi)環(huán)境動態(tài)變化，應用到人體仍需大量體內(nèi)試驗。