本文原载于《国际流行病学传染病学杂志》年第4期
肺炎克雷伯菌(KP)是引起院内感染和社区获得性感染的重要条件致病菌,常引起尿路感染、肺炎、败血症及软组织感染。随着碳青霉烯类抗菌药物的大量应用,耐碳青霉烯药物肺炎克雷伯菌(CRKP)自20世纪90年代出现以来,逐渐在世界范围内流行,其预防和感染控制难度大,病死率高,已成为院内感染患者死亡的独立危险因素[1],给临床治疗和感染控制带来了极大的困难。因此了解其感染现状,研究其耐药机制、检测方法及治疗方案可以有效指导临床合理用药。
一、CRKP的感染现状
碳青霉烯类抗菌药物是控制与治疗产超广谱β内酰胺酶(ESBLs)肠杆菌科感染的一线药物,但由于其大量使用,耐碳青霉烯药物肠杆菌科(CRE)在世界范围内广泛流行和传播,而CRKP是CRE中主要的致病菌。我国细菌耐药监测数据显示,—医院临床分离KP对亚胺培南的耐药率为4.8%~10.5%,对美罗培南的耐药率为4.1%~13.5%[2]。CRKP菌株主要见于院内感染,高毒力KP(hvKP)主要见于社区获得性感染[3],也可引起免疫力低下患者的院内感染,hvKP更易引起一些侵袭性感染,如肝脓肿、脑膜炎,临床病死率高[4],菌株血清荚膜分型以K1和K2型为主,多表现出高黏性,且hvKP的耐药性呈上升趋势[5]。调查发现,非感染华裔人群肠道K1和K2荚膜血清型KP携带率高达23%,序列分析K1型菌株属于ST23型,是hvKP的主要流行型[6],碳青霉烯酶KPC基因可转入K2荚膜型KP中使其对碳青霉烯类抗生素耐药[7]。高毒力且多重耐药并存的荚膜血清型KP将成为全球肠道外感染KP的主要克隆群。
二、CRKP的耐药机制及感染检测
1.CRKP耐药机制
CRKP的耐药机制复杂多变,主要包括产生多种碳青霉烯酶,产ESBLs或AmpC酶合并外膜孔蛋白变异;外排泵作用及碳青霉烯类抗菌药物相应作用靶位的改变。碳青霉烯酶包括KP碳青霉烯酶(KPC)、新德里金属蛋白酶(NDM)、VIM金属酶和苯唑西林酶(OXA酶)等。目前国内主要流行的是KPC,其是一种质粒介导的Ambler分类中A类丝氨酸β-内酰胺酶,最常见的为KPC-2型碳青霉烯酶,KPC基因可通过质粒介导引起耐药性在细菌间的水平传播。
hvKP携带耐药基因以β内酰胺酶基因为主,产ESBL菌株基因型为TEM-1及多种SHV型和CTX-M型,其在有无自然筛选条件下均可获取碳青霉烯酶基因。越来越多的研究在CRKP菌株中可检出产KPC基因的高毒力荚膜血清型菌株。K1-hvKP能够通过可传播的质粒及可移动遗传元件上的KPC基因,从而整合到毒力质粒中,成为可传播的高毒力、强耐药的克隆菌株[8]。
2.CRKP感染检测
碳青霉烯酶表型检测方法主要有改良Hodge试验以及针对B组碳青霉烯酶的亚胺培南EDTA双纸片协同试验和商品化的Etest金属酶确认试条[9],此外还包括年CLSI新增的CarbaNP确证试验以及碳青霉烯失活法(CIM)试验。改良Hodge试验可以用于检测产KPC、金属酶和OXA-48的肠杆菌科细菌,该实验操作简单但特异性较差。CarbaNP确证试验在年CLSIM-S25中成为检测碳青霉烯酶的推荐方法,但其操作复杂,成本较高,需要配置试剂。CIM试验原理是纸片上的美罗培南被细菌产生的碳青霉烯酶水解,从而使大肠埃希菌ATCC的生长不受抑制。CIM成本低,实用性强,操作简单,不易受其他条件影响,适用于大多数实验室。
PCR可以对已知碳青霉烯酶基因进行检测,准确鉴定出耐药菌株所产碳青霉烯酶种类,但其成本和技术要求较高,宜作为"金标准",但不适合实验室开展日常检测工作。Hofko等[10]报告实时荧光定量PCR可以对IMP-1、GES、KPC、VIM-2、OXA-48和NDM等基因进行检测。可移动遗传元件可介导菌株获取相关耐药基因,也可用PCR法对blaKPC-ISKpn6基因进行连锁检测[11]。
三、CRKP感染的治疗进展
CRKP医院感染率逐年上升,而可用于治疗CRKP的有效药物极少。体外药物敏感实验显示,产KPC菌株仅对替加环素、多黏菌素、磷霉素等药物有较高的敏感性[12]。目前关于CRKP的治疗尚无明确的治疗方案,对耐药菌株的感染控制方面的研究认为联合治疗优于单药治疗。
1.替加环素
替加环素(tigecycline)是一种新型甘氨酰环素类广谱抗菌药物,是米诺环素的衍生物,其抗菌机制是通过阻止氨基酰tRNA进入核糖体A位而抑制细菌蛋白质合成,它在临床治疗上有失败的案例出现[13]。基于替加环素的二联、三联(包括与美罗培南的联合)用药相对于单药治疗CRKP感染的病死率明显降低[14]。研究表明,替加环素联合磷霉素以协同作用和相加作用为主,对产KPC的KP有一定的抑制作用[15]。三联抗感染方案(美罗培南、替加环素和多黏菌素)治疗CRKP感染败血症患者30d致死率下降,差异有统计学意义(P0.05)[16]。
2.多黏菌素
多黏菌素(polymyxins)是多黏杆菌培养液中提取的一组多肽类抗生素,主要通过破坏膜的通透性,使菌体内重要成分如氨基酸、核酸等大量漏出而死亡。国外黏菌素的应用较为广泛,菌株耐药率较高。多黏菌素B与利福平、多黏菌素E与替加环素对抑制KPC酶阳性的菌株有良好的协同作用。多黏菌素因其不良反应使用受限,但有报道称儿童使用多黏菌素其肾毒性和神经毒性较低[17],临床治疗可根据具体药敏实验结果进行联合用药。
3.磷霉素
磷霉素(fosfomycin)是一种化学合成药,抗菌谱广,能与一种细菌细胞壁合成酶相结合,阻碍细菌利用有关物质合成细胞壁的第一步反应,从而起杀菌作用,其破坏细菌细胞壁的完整性,有助于替加环素进入菌体,与替加环素联合用药抑制产KPC阳性的菌株有良好的协同作用[18]。此外,磷霉素联合亚胺培南对KP也有协同作用。磷霉素联合其他药物,如美罗培南、庆大霉素等,可用于产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌引起的尿路感染。
4.新型酶抑制剂
目前临床酶抑制剂主要包括克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦。头孢哌酮/舒巴坦等对产ESBL肠杆菌科细菌有较高敏感性,可替代碳青霉烯类抗生素的经验用药,减缓CRKP的蔓延趋势,但其均对碳青霉烯酶无活性或抗菌活性很弱。新的β-内酰胺酶抑制剂如阿维巴坦(avibactam)是最具潜力且抗酶谱较广的药物。阿维巴坦的复合制剂主要包括头孢他啶-阿维巴坦,头孢洛林酯-阿维巴坦和氨曲南-阿维巴坦,其复合制剂是当前应对KP的主要研究方向。
经典KP的耐药性高于hvKP,对于hvKP的治疗可以从寻找抗荚膜的抗体及基因治疗方面进行突破。现有的药物不能解决经典KP耐药问题,新的抗菌药物有待研发。
四、结语
综上所述,经典的KP耐碳青霉烯菌株及强毒力和多重耐药的高毒力荚膜血清型KP株给实验室检测及临床治疗和感染控制带来了极大的挑战,实验室应对CRKP进行快速准确地检测以有效指导临床合理用药,控制耐药菌株播散,在临床治疗中也应优化联合用药方案,医院感染防控工作,控制耐药的发展。
参考文献
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