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耐碳青霉烯肺炎克雷伯杆菌耐药机制及药物治疗进展研究

2020-08-24 1168 上传者：管理员

摘要：肺炎克雷伯杆菌主要寄生在咽部、呼吸道、肠道，是导致严重下呼吸道感染的重要病原菌，临床常以碳青霉烯类抗菌药物作为治疗革兰阴性菌感染的最后一道防线，而随着碳青霉烯类抗菌药物在临床大量使用，使耐碳青霉烯肺炎克雷伯菌检出率逐年增加，并呈现暴发流行而难以控制的严重局面。耐药菌株的出现与碳青霉烯酶产生、外膜孔蛋白的缺失、外排泵过度表达等几方面机制有关，给临床抗感染治疗带来极大挑战与病程变迁。

关键词：
治疗进展
病程变迁
耐碳青霉烯类
耐药机制
肺炎克雷伯杆菌
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肺炎克雷伯杆菌是一种引起院内感染和社区获得性感染的主要革兰阴性杆菌致病细菌，尤其是导致下呼吸道感染的主要致病菌。碳青霉烯类抗生素是治疗肺炎克雷伯杆菌感染性疾病的最后一道防线，常用药物主要由亚胺培南、美洛培南、比阿培南等，而随着碳青霉烯类抗生素在临床的大量使用甚至不适当的初始过度治疗，导致碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌检出率逐年增加，耐药性逐渐增强，并在多地引起爆发流行，使临床预防和控制难度增加，也给临床抗感染治疗带来极大挑战，导致重度感染患者的病死率显著升高，成为患者院内死亡的重要危险因素[1]。因而，掌握碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌感染现状、耐药机制及主要治疗策略至关重要，有助于指导临床合理用药。

1、感染现状

1997年，碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌被首次分离出来以后，在全球范围内逐渐流行，成为最主要的耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌(CRE)，常见于呼吸道感染及泌尿道感染性疾病，其泛耐药越来越广，而治疗上并未获得实质的突破。2015年全国细菌耐药监测网对国内1338所医院上报数据进行研究显示，肺炎克雷伯杆菌对碳青霉烯类的全国耐药率为7.6%，不同省份的耐药率为0.5%～20%，其中上海的耐药率最高，高达20%。另一项国内研究显示，多重耐药的肺炎克雷伯杆菌比例非常高，可达34.2%，呈现出比例高、种类多、分布广、抗药性强的特点，多重耐药菌感染形势严峻，应该引起临床医护人员的重视。碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌多见于老年患者，具有较高的致死率，患者死亡的影响因素与患者是否伴有慢性肺病、是否行留置导尿、是否使用糖肽类抗菌药物有关[2]。因而，随着碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌的不断增多，尤其是多重耐药肺炎克雷伯杆菌的出现，由其所致的感染给医疗工作者带来极大挑战，成为临床棘手问题，应引起高度关注。

2、耐药机制

2.1产碳青霉烯酶

产碳青霉烯酶是耐碳青霉烯类肺炎克雷伯杆菌主要的耐药机制，编码这类酶的耐药基因主要包括A类的肺炎克雷伯杆菌碳青霉烯酶(KPC)、金属β-内酰胺酶(MBLs)和D类的OXA-48。KPC是碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌耐药的主要分子机制，已发现的KPC包括KPC-1至KPC-19在内的19种KPC，以KPC-2和KPC-3最为常见，能够水解除头霉素类以外的几乎所有β-内酰胺类抗生素[3]，但会被β-内酰胺酶抑制剂(克拉维酸、他唑巴坦)所抑制[4]，另外KPC阳性的肺炎克雷伯菌外膜通透性降低，使其对β内酰胺类抗生素的耐药程度增高，同时KPC基因能够凭借可移动元件使其在不同菌株和菌种间扩散，具有较广的抗菌谱，降低抗感染治疗的成功率。因而，提高KPC基因检测的敏感性，早期进行药敏检测筛选敏感抗菌药物，减少KPC基因在菌株内通过克隆传播、质粒的水平传递的方式在不同菌株和菌种间扩散，从而减少甚至避免多重耐药菌株的出现。MBLs具有独特的水解二价阳离子(最常见的是Zn2+)的机制，主要包括IMP、VIM、SIM、GIM、SIM及NDM(新德里金属β-内酰胺酶)，以IMP、VIM占主导地位，而含有NDM-1的细菌又被称为超级细菌。NDM-1的活性位点具有特殊功能，其独特的氨基酸残基的立体折叠结构能够与碳青霉烯药物获得更加紧密的结合，使其耐药性更强，对亚胺培南、美罗培南、厄他培南耐药率均为100%，对黏菌素和替加环素敏感[5]。OXA-48是D类酶检出最多的一种，其活性部位具有丝氨酸结构，对亚胺培南的水解能力很强，比OXA-23、OXA-24、OXA-58等其他OXA型酶高10倍，同时携带OXA-48及其他碳青霉烯酶的耐碳青霉烯药物肺炎克雷伯菌表现出更高的耐药水平[6]。

2.2外膜孔蛋白的缺失

外膜孔蛋白是一种存在于革兰阴性菌细胞外膜的脂多糖层上的水溶性扩散通道，主要包括ompK35、OmpK36、OmpK37，抗生素可通过这些孔道进入细菌体内发挥抗菌作用，而当ompK35、OmpK36、OmpK37表达降低或缺失时，抗生素无法通过这些孔道进入细菌体内，进而降低了抗菌药物的敏感性，从而出现耐药。Zaineb等研究显示，ompK35或OmpK36缺失能够降低细菌对碳青霉烯类抗菌药物及大多数青霉素类药物的敏感性，出现耐药[7]。

2.3外排泵作用的增强

药物外排泵是一种位于细菌内膜内能将抗菌药物排出病原菌外的主动转运蛋白，当细菌中这种转运蛋白过量表达时，细菌就会通过物质转运泵将抗生素排出，进而产生耐药。目前存在的外排泵主要以AcrAB-TolC系统和OqxAB系统为主，多见于肺炎克雷伯杆菌，其中AcrAB-TolC系统与青霉素和头孢菌素等β内酰胺类抗生素的耐药性有关，Dalmolin等研究认为，AcrAB外排泵的过度表达是导致某些菌株对抗生素敏感性下降的原因[8]，如厄他培南和美罗培南。王健等研究认为，AcrAB-TolC外排泵是其中最主要的、占绝对优势的多重药物外排泵，AcrAB能够识别多种底物(氟喹诺酮类、大环内酯类、四环素和β内酰胺类等多个抗菌药物)，这些抗生素与TolC结合可增强细菌对抗生素的外排作用[9]。

3、治疗进展

3.1替加环素

替加环素是继多西环素、米诺环素、美他环素后开发的新型甘氨酰环素类广谱抗菌药物，于2005年在美国获批上市，能够可逆地结合于核糖体16SrRNA，能够阻断形成蛋白质合成的氨基酰tRNA运送到核糖体A位点，从而达到超广谱的抗菌活性，尤其在多种临床常见耐药菌应用能获得较好的抑菌效果。替加环素与核糖体具有较强的亲和力，亲和力是其他四环素类抗生素的20倍，因而抗菌活性也远远高于其他四环素类，同时替加环素抗菌机制不同于传统四环素类，能克服其他四环素的耐药机制，如核糖体保护蛋白(tetM、tetO等)和外排泵(tetK、tetA等)，与其他抗菌药物无交叉耐药，因而，对四环素和米诺环素耐药菌也有较好的抑制效果。研究显示，替加环素联合美罗培南治疗碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌感染患者的病死率低于单纯替加环素或美罗培南的病死率[10]，替加环素联合磷霉素对产KPC的肺炎克雷伯杆菌也有抑制效果[11]，美罗培南、替加环素和多黏菌素联合治疗能有效降低碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌感染败血症患者30天致死率[12]。

3.2多黏菌素

多黏菌素是一种从多黏芽孢杆菌培养液中提取得到的氨基酸和脂肪组成的碱性多肽类抗生素，能够与磷脂酰胆碱发生强相互作用，破坏双层膜结构，使细菌外层或细胞质膜的通透性受到损坏，致使细菌内的磷酸盐、核苷酸等成分漏出，从而抑制细菌的生长或导致细菌死亡，对日益严峻的多重耐药革兰氏阴性菌有较好的治疗效果，被作为“最后一道防线”用于多重耐药革兰氏阴性菌引起的感染的治疗。研究显示，即使体外药物敏感性实验显示碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌对多粘菌素耐药，但在临床上仍能通过联合治疗获得良好效果，多黏菌素B与利福平、多黏菌素E与替加环素联合方案对碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌具有较好的协同作用[13]。

3.3磷霉素

磷霉素是一种具有独特化学结构的广谱繁殖期杀菌抗生素，能够竞争抑制二磷酸尿嘧啶-乙酰葡糖胺转移酶，阻碍细菌利用有关物质合成细胞壁的第一步反应，使细菌细胞壁的合成受到阻抑而引起细菌死亡，不管是革兰阳性菌或革兰阴性菌均有较好抑菌作用，同时破坏细菌细胞壁的完整性，能促进药物进入菌体，有较强的组织渗透性，提高细菌对抗生素的敏感性。磷霉素抗菌机制独特，且与其他抗生素不存在交叉耐药性，对多重耐药菌仍然有效。磷霉素静脉给药后，主要分布在皮下和肌肉组织，大部分以原型从尿液排泄。黄娟娟等[14]研究显示，依替米星治疗耐碳青霉烯的肺炎克雷伯菌的基础上联合磷霉素能够提高临床疗效，联合组的临床总有效率为62.5%，细菌清除率为68.75%，且安全性良好，未见不良反应发生，其他主动研究也证实磷霉素联合替加环素、磷霉素联合亚胺培南、磷霉素联合阿米卡星、磷霉素联合依替米星、磷霉素联合多粘菌素E对碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌可发挥良好的协同作用，提高两种药物的抗菌活性，并延缓耐药产生[15]。

3.4新型酶抑制剂

目前临床常用的酶抑制剂主要包括克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦及阿维巴坦，其中阿维巴坦是一种可与酶可逆性共价结合的最具潜力且抗酶谱较广的新型β-内酰胺酶抑制剂，与经典β-内酰胺酶抑制剂比较，阿维巴坦对C类酶具有较好抑制作用，且不会诱导β-内酰胺酶产生，不仅具有广谱抗菌作用，且对多重耐药菌仍具有抗菌活性[16]。任何一种β-内酰胺酶抗生素长期使用会使细菌产生灭活酶或钝化酶，导致抗生素失效，而联合酶抑制剂能够恢复或增强抗菌活性，降低抗生素失效速率，因而，阿维巴坦的复合制剂成为当前应对肺炎克雷伯杆菌的主要研究方向，如头孢他啶-阿维巴坦、氨曲南一阿维巴坦，对耐药菌感染性疾病的治疗具有重要临床意义。

综上所述，随着大量广谱抗生素在临床应用，碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌菌株日益增多，对几乎所有抗生素的敏感性降低，一旦发生碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌感染，意味着无药可选。而新型抗菌药物的研发往往滞后于菌株耐药性的发展，因而，必须加强对碳青霉烯耐药肺炎克雷伯杆菌的流行病学监测，规范抗菌药物的合理应用，从而延缓抗生素耐药发生。

参考文献：

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[15]叶荣夏,季京淑,史可人,等.磷霉素和替加环素对产肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌的联合药物敏感试验[J].中华传染病杂志,2019,32(9):522-527.

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