洋蔥伯克霍爾德菌復(fù)合群耐藥機(jī)制及藥物治療進(jìn)展

梁春宏,張學(xué)艷,周麗娟

洋蔥伯克霍爾德菌復(fù)合群(Bcc)是由20余種基因型不同但遺傳相似度很高的物種組成的一組革蘭陰性非發(fā)酵菌[1]。廣泛分布于自然界中的土壤、水、植物和動(dòng)物體內(nèi),是院內(nèi)感染常見(jiàn)病原菌之一。Bcc易引起肺囊性纖維化(CF)和免疫功能低下患者感染,與CF患者的肺功能加速減退和病死率增加有關(guān)[2]。該菌傳染性強(qiáng),可通過(guò)直接接觸傳播。近些年來(lái),由藥品、消毒劑和防腐劑等污染引起的院內(nèi)感染暴發(fā)屢見(jiàn)不鮮,嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康[3]。Bcc具有固有的多重耐藥性,一項(xiàng)對(duì)CF患者感染的119株Bcc研究顯示,50%的菌株對(duì)所有檢測(cè)的單一抗菌藥物耐藥,8%對(duì)任一兩種抗菌藥物組合耐藥,如何選擇有效的抗菌藥物治療方案是Bcc治療的難題[4]。然而,目前對(duì)Bcc的耐藥機(jī)制并不明確,藥物治療方案缺乏指南依據(jù)。本文對(duì)目前已研究發(fā)現(xiàn)的Bcc耐藥機(jī)制和藥物治療進(jìn)展進(jìn)行綜述,為其耐藥性的進(jìn)一步探索和臨床抗菌藥物治療提供參考。

1 Bcc的耐藥機(jī)制

Bcc具有外排泵高水平表達(dá)、產(chǎn)β-內(nèi)酰胺酶、外膜通透性差等多種復(fù)雜的耐藥機(jī)制,各耐藥機(jī)制之間可相互協(xié)同,共同保護(hù)Bcc免受不同結(jié)構(gòu)抗生素的侵害[5-6]。

1.1 外排泵高水平表達(dá) 耐藥結(jié)節(jié)化細(xì)胞分化家族(RND)外排泵的高水平表達(dá)在Bcc分離株中普遍存在,是其主要的耐藥機(jī)制。在對(duì)至少一種抗菌藥物耐藥的42株Bcc分離株研究顯示[7],94.4%的頭孢他啶耐藥株和72.7%的氯霉素耐藥株表現(xiàn)出外排泵活性。該研究同時(shí)表明,RND-3外排泵調(diào)節(jié)基因BCAL1672突變是外排泵激活的主要原因,可能與氯霉素、美羅培南和左氧氟沙星的耐藥有關(guān)。另外,Gautam等[6]人研究發(fā)現(xiàn),Bcc對(duì)β內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥物(包括頭孢他啶、哌拉西林—他唑巴坦、美羅培南)和復(fù)方新諾明的敏感性下降與外排泵基因mexA高表達(dá)有關(guān),對(duì)氯霉素耐藥則與mexX的高表達(dá)相關(guān)。

1.2 β-內(nèi)酰胺酶的表達(dá)介導(dǎo) 目前,根據(jù)氨基酸序列將β-內(nèi)酰胺酶分為A、B、C和D四類(lèi)[8]。Bcc含有A、C和D類(lèi)β-內(nèi)酰胺酶的染色體編碼。PenB編碼A類(lèi)β-內(nèi)酰胺酶,AmpC為C類(lèi)β-內(nèi)酰胺酶,均與Bcc對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥的耐藥性有關(guān)。PenR是一種LysR型調(diào)節(jié)劑,它操控Bcc細(xì)菌中PenB和AmpC的表達(dá),以應(yīng)對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物的抗菌活性[9]。另外,細(xì)胞壁肽聚糖循環(huán)關(guān)鍵酶AmpD易發(fā)生突變,可誘導(dǎo)AmpC和PenB樣β-內(nèi)酰胺酶的產(chǎn)生,使細(xì)菌對(duì)抗菌藥物產(chǎn)生快速反應(yīng)[10]。

1.3 Bcc細(xì)胞膜的滲透屏障作用 在革蘭陰性細(xì)菌中,細(xì)胞膜由內(nèi)膜、周質(zhì)空間和含有脂多糖的外膜組成,而B(niǎo)cc的固有耐藥性與外膜孔蛋白和脂多糖變化相關(guān)早已被證實(shí)[11]。脂多糖結(jié)構(gòu)的變化可影響B(tài)cc黏附、定植和逃避宿主防御機(jī)制的能力,其分子的大小和數(shù)量,厚度,表面電荷分布等均可影響細(xì)胞外膜的滲透性能[12-13]。Bcc通過(guò)修飾其脂多糖成分,使其對(duì)多黏菌素產(chǎn)生獲得性耐藥。β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素等親水性藥物依賴于通過(guò)成孔外膜蛋白擴(kuò)散到達(dá)細(xì)胞內(nèi)靶點(diǎn)[14];Bcc的限制性孔蛋白能減少藥物滲透,與脂多糖共同構(gòu)成抵御抗菌藥物的第一道防線[15]。

1.4 生物膜的形成 生物膜的形成是原核生物生命周期的一個(gè)古老而不可或缺的組成部分,是細(xì)菌能在不同環(huán)境中生存的關(guān)鍵因素。生物膜中的細(xì)菌能免受各種環(huán)境因素的影響,如pH改變、滲透壓、極端溫度、高壓或營(yíng)養(yǎng)稀缺等,還能幫助細(xì)菌防御宿主免疫系統(tǒng)的攻擊[16]。而B(niǎo)cc不僅可在非生物表面(例如玻璃和塑料),還可在上皮細(xì)胞等生物表面形成生物膜,是造成CF患者肺部感染久治不愈的重要原因[17]。

1.5 水平基因轉(zhuǎn)移 移動(dòng)遺傳元件和基因組島的交換和移動(dòng)促進(jìn)了耐藥基因的傳播。新基因的進(jìn)化和獲得,通過(guò)增強(qiáng)Bcc在生態(tài)位內(nèi)的適應(yīng)能力,增加了其對(duì)多種抗菌藥物的耐藥性[18]。外膜囊泡(OMV)由外膜起泡產(chǎn)生,囊泡腔內(nèi)包含脂多糖、肽聚糖、磷脂、遺傳物質(zhì)(DNA和RNA)以及細(xì)胞周質(zhì)蛋白等,是細(xì)菌水平基因轉(zhuǎn)移的載體。近期研究發(fā)現(xiàn),肺炎克雷伯菌的OMV可將質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到Bcc,從而引起耐藥基因的傳播[19]。

2 Bcc的藥物治療

2.1 囊性纖維化患者Bcc肺部感染的治療 囊性纖維化是一種累及多系統(tǒng)的常染色體隱性遺傳病,常導(dǎo)致抗菌藥物難以根除的持續(xù)性細(xì)菌感染。Garcia等[23]成功實(shí)施了單中心的CF患者Bcc根除方案,其中包括基于體外敏感性的抗菌藥物靜脈(阿奇霉素/妥布霉素/TMP-SMX)、吸入(首選妥布霉素吸入劑)和口服(TMP-SMX/阿奇霉素)給藥組合,以最大發(fā)揮藥物體內(nèi)治療的協(xié)同作用。該方案中,考慮到銅綠假單胞菌(P.aeruginosa)在CF人群中的合并感染率高,故將妥布霉素納入用于對(duì)P.aeruginosa的經(jīng)驗(yàn)性覆蓋。大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗菌藥物本身對(duì)Bcc無(wú)抗菌活性,但阿奇霉素可作為免疫調(diào)節(jié)劑,抑制CF患者的過(guò)度炎性反應(yīng)[24]。有研究表明,阿奇霉素能誘導(dǎo)P.aeruginosa外排泵的表達(dá),會(huì)降低妥布霉素的細(xì)胞內(nèi)濃度[25]。因此,目前對(duì)阿奇霉素和妥布霉素在CF疾病中的聯(lián)合用藥問(wèn)題尚未達(dá)成共識(shí),需要進(jìn)一步研究。一項(xiàng)對(duì)CF患者呼吸道標(biāo)本中分離的Bcc藥敏試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[26],頭孢他啶—阿維巴坦對(duì)90%的Bcc分離株敏感,高于一線治療藥物TMP-SMX 64%和頭孢他啶63%的敏感率。因此,在一線治療藥物無(wú)效的情況下,頭孢他啶—阿維巴坦可作為對(duì)抗Bcc感染的備選方案。另外,Zeiser等[27]研究發(fā)現(xiàn),哌拉西林能抑制AmpC酶,阿維巴坦則是PenA樣β-內(nèi)酰胺酶的有效抑制劑,哌拉西林—他唑巴坦—頭孢他啶—阿維巴坦組合能高效對(duì)抗囊性纖維化患者對(duì)頭孢他啶—阿維巴坦耐藥的Bcc分離株。目前在CF患者中,Bcc的根除存在很大困難,有效的治療方案也缺乏充分的證據(jù)支持,需開(kāi)展多中心隨機(jī)對(duì)照研究進(jìn)一步探索。

2.2 Bcc菌血癥的治療 序貫器官衰竭估計(jì)評(píng)分(SOFA評(píng)分)的升高和不適當(dāng)?shù)某跏冀?jīng)驗(yàn)性抗感染治療被證明是Bcc菌血癥患者病死率增加的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,因此對(duì)臟器功能的支持性治療和恰當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)性抗感染治療對(duì)改善Bcc血癥患者的臨床預(yù)后十分重要。Bcc菌血癥的治療往往由于病情嚴(yán)重而選擇廣譜抗菌藥物,如美羅培南、頭孢他啶及環(huán)丙沙星等[28-29]。有研究表明,如果一線療法證明無(wú)效或藥敏試驗(yàn)顯示分離株具有臨界MIC值的情況下,頭孢他啶—阿維巴坦可作為Bcc菌血癥的補(bǔ)救療法[30]。但該療法存在多方面限制,如缺乏頭孢他啶—阿維巴坦藥敏試驗(yàn)、治療成本高及在細(xì)菌產(chǎn)金屬β-內(nèi)酰胺酶情況下會(huì)導(dǎo)致治療失敗等。在非CF患者中發(fā)生的Bcc菌血癥主要是院內(nèi)獲得(79.2%),且常與中心靜脈導(dǎo)管(CVC)相關(guān)(42.1%)[28]。因此,除了有效的抗菌藥物治療,盡早移除導(dǎo)管對(duì)治療CVC相關(guān)的Bcc菌血癥十分關(guān)鍵。

2.3 Bcc腹膜透析中的導(dǎo)管出口和隧道感染的治療 Bcc引起的腹膜透析患者導(dǎo)管出口感染和隧道感染在未經(jīng)及時(shí)治療的情況下會(huì)引發(fā)腹膜炎。單純的出口感染可以通過(guò)口服抗生素如環(huán)丙沙星治療,而隧道感染和腹膜炎通常需在使用抗菌藥物治療的同時(shí)移除導(dǎo)管,否則會(huì)導(dǎo)致重復(fù)感染[31-32]。另外,在口服抗菌藥物不耐受的情況下,可選擇連續(xù)性或間歇性腹腔注射頭孢他啶[33]。

2.4 Bcc眼內(nèi)炎和角膜炎的治療 Bcc發(fā)生眼部感染主要表現(xiàn)為眼內(nèi)炎和角膜炎,均會(huì)導(dǎo)致視力不佳。Bcc可引起創(chuàng)傷后、急性發(fā)作和遲發(fā)性術(shù)后眼內(nèi)炎。在等待藥敏結(jié)果期間,可予患者口服環(huán)丙沙星和玻璃體內(nèi)注射頭孢他啶。另外,術(shù)中規(guī)范消毒、無(wú)菌操作以及正確預(yù)防性使用抗菌藥物能降低術(shù)后眼內(nèi)炎的發(fā)生率[34]。Bcc引起角膜炎非常罕見(jiàn),與術(shù)后并發(fā)眼內(nèi)炎、外傷、佩戴隱形眼鏡或與先前的眼部疾病,如皰疹性角膜炎等相關(guān)[35-36]。氟喹諾酮類(lèi)藥物(如左氧氟沙星、環(huán)丙沙星、加替沙星)可用于Bcc角膜炎的經(jīng)驗(yàn)性治療,在使用該類(lèi)藥物不能改善臨床癥狀的情況下,頭孢他啶可能是有效的替代藥物,必要時(shí)需手術(shù)干預(yù)[36]。

3 展 望

Bcc因其復(fù)雜的耐藥機(jī)制和固有的多重耐藥性給臨床治療帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。目前抗Bcc感染的有效方案不僅限于缺乏指南推薦,且更多來(lái)源于單中心、小樣本研究或體外試驗(yàn),甚至是個(gè)案報(bào)道。開(kāi)展可靠的多中心、大樣本隨機(jī)對(duì)照研究,以評(píng)估不同抗感染方案對(duì)Bcc感染患者的有效性,是今后需要進(jìn)一步研究的方向。Bcc防控和治療形勢(shì)嚴(yán)峻,醫(yī)護(hù)人員須提高醫(yī)院感染防控意識(shí),重視器械消毒,嚴(yán)格無(wú)菌操作,防止此類(lèi)菌株在醫(yī)院環(huán)境中播散。同時(shí),根據(jù)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局藥品審評(píng)中心要求,化學(xué)藥品新藥上市申請(qǐng)前,對(duì)于口服、吸入口服、黏膜、皮膚和鼻腔給藥的非無(wú)菌水溶液制劑,應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求對(duì)Bcc進(jìn)行充分研究,并制定相應(yīng)的控制策略[37]。鑒于Bcc耐藥性強(qiáng)導(dǎo)致治療困難,在選擇抗菌藥物時(shí)要結(jié)合本地區(qū)、本單位的細(xì)菌耐藥情況,并及時(shí)送檢標(biāo)本,根據(jù)藥敏情況合理選擇抗菌藥物。臨床醫(yī)師和臨床藥師在Bcc相關(guān)感染患者治療過(guò)程中應(yīng)結(jié)合患者特點(diǎn)、總結(jié)相關(guān)治療經(jīng)驗(yàn)和循證依據(jù),積極尋求最優(yōu)的治療方案,最終改善Bcc感染防控現(xiàn)狀,使患者獲益最大化。

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