耐碳青霉烯類抗生素細(xì)菌感染的藥物治療研究進(jìn)展

（山東省文登整骨醫(yī)院，山東 文登 264400）

全球多重耐藥情況日益嚴(yán)峻，WHO近期公布最需關(guān)注的全球耐藥病原菌為碳青霉烯類耐藥的革蘭陰性菌。其中對(duì)碳青霉烯類耐藥的腸桿菌屬、銅綠假單胞菌、鮑曼不動(dòng)桿菌等的治療最為困難 ，因碳青霉烯類曾被認(rèn)為是抗多重耐藥革蘭陰性菌感染的最后防線[1]。細(xì)菌對(duì)碳青霉烯類耐藥的主要機(jī)制為碳青霉烯酶的產(chǎn)生，膜孔蛋白缺失或表達(dá)降低，抗生素外排泵活性增加等，產(chǎn)碳青霉烯酶為主要的耐藥機(jī)制。臨床常見(jiàn)的碳青霉烯酶包括A類，如肺炎克雷伯碳青霉烯酶（KPC）、圭亞那超廣譜β-內(nèi)酰胺酶（GES）等；B類，主要為金屬β-內(nèi)酰胺酶，如新德里金屬β-內(nèi)酰胺酶（NDM）、對(duì)亞胺培南耐藥的金屬β-內(nèi)酰胺酶（IMP）、Verona整合子編碼的金屬β-內(nèi)酰胺酶（VIM）等；及D類，如苯唑西林酶（OXA）等[2]。對(duì)碳青霉烯類耐藥的革蘭陰性菌引發(fā)的感染死亡率高，臨床治療選擇有限，目前治療其引發(fā)的感染的抗菌藥物主要包括替加環(huán)素、多黏菌素、磷霉素及氨基糖苷類等，且提倡聯(lián)合治療方案。本文綜述近年出現(xiàn)的諸多新型作用機(jī)制的抗碳青霉烯類耐藥菌感染的抗菌藥物及候選物。

1 新型β-內(nèi)酰胺/β-內(nèi)酰胺酶抑制劑類

克拉維酸、舒巴坦、他唑巴坦為臨床廣泛應(yīng)用的β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，近年又開(kāi)發(fā)出多種新型β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，最重要的是二氮雜雙環(huán)辛酮類β-內(nèi)酰胺酶抑制劑（DBO），包括阿維巴坦（avibactam）、瑞來(lái)巴坦（relebactam）、zidebactam、RG6080（OP0595）、WCK4234、ETX2514等；硼酸類β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，如vaborbactam等；及特定金屬β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，如Aspergillomarasmine A、NOTA、DOTA等。

目前由新型β-內(nèi)酰胺酶抑制劑同各種β-內(nèi)酰胺類組合成對(duì)碳青霉烯類耐藥菌株有潛在活性的藥物或化合物有10多種，現(xiàn)分述如下。

1.1 β-內(nèi)酰胺/二氮雜雙環(huán)辛酮類β-內(nèi)酰胺酶抑制劑（DBO）

1.1.1 β-內(nèi)酰胺/阿維巴坦 阿維巴坦抑制A類、C類和某些D類β-內(nèi)酰胺酶，通過(guò)非共價(jià)鍵與β-內(nèi)酰胺酶結(jié)合區(qū)結(jié)合，對(duì)β-內(nèi)酰胺酶絲氨酸殘基酰化形成共價(jià)化合物發(fā)揮作用。且阿維巴坦可重新環(huán)化恢復(fù)活性，長(zhǎng)效抑制β-內(nèi)酰胺酶[3]。

頭孢他啶/阿維巴坦2015年獲美國(guó)食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)用于復(fù)雜性腹腔內(nèi)感染、復(fù)雜性尿路感染治療。體外實(shí)驗(yàn)對(duì)碳青霉烯類耐藥的菌株中，其中包括產(chǎn)肺炎克雷伯碳青霉烯酶（KPC）、含OXA-48基因的碳青霉烯類耐藥腸桿菌株，98 %對(duì)頭孢他啶/阿維巴坦敏感，甚至對(duì)同時(shí)產(chǎn)超光譜β-內(nèi)酰胺酶（ESBL）、AmpC β內(nèi)酰胺酶的菌株也具活性[4]。對(duì)耐碳青酶烯類腸桿菌（CRE）感染的患者回顧性分析顯示：體外藥敏對(duì)頭孢他啶/阿維巴坦敏感的患者，51 %達(dá)到微生物治愈，63 %達(dá)到臨床治愈。即使藥敏對(duì)頭孢他啶/阿維巴坦不敏感的患者臨床治愈率大約為40 %[5]。

頭孢洛林被FDA批準(zhǔn)用于治療耐藥革蘭陽(yáng)性菌引發(fā)的皮膚、軟組織等感染，但頭孢洛林會(huì)被革蘭陰性菌的許多β-內(nèi)酰胺酶水解。體外實(shí)驗(yàn)加入阿維巴坦，頭孢洛林抗腸桿菌屬的最低抑菌濃度（MIC）降低4096倍，對(duì)ESBL陽(yáng)性菌、產(chǎn)KPC菌敏感，MIC50、MIC90分別為0.06，0.12 mg/L；0.12，1 mg/L[6]。目前頭孢洛林/阿維巴坦處于Ⅱ期臨床試驗(yàn)。

氨曲南對(duì)B類金屬β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定，氨曲南/阿維巴坦對(duì)多重耐藥菌株敏感，包括產(chǎn)ESBL菌，產(chǎn)金屬β-內(nèi)酰胺酶菌、產(chǎn)碳青霉烯酶（包括KPC）菌。氨曲南/阿維巴坦（MIC≤4 μg/ml）可抑制99 %的產(chǎn)金屬酶及多種產(chǎn)金屬碳青霉烯酶的腸桿菌菌株，但對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌無(wú)活性、對(duì)銅綠假單胞菌活性低[7]。氨曲南/阿維巴坦目前處于Ⅱ期臨床試驗(yàn)。

1.1.2 亞胺培南/西司他汀/瑞來(lái)巴坦 瑞來(lái)巴坦同阿維巴坦相似，是A、C類β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，對(duì)產(chǎn)KPC菌具有活性。但與阿維巴坦不同，瑞來(lái)巴坦對(duì)D類β-內(nèi)酰胺酶類活性低。體外實(shí)驗(yàn)顯示亞胺培南/西司他汀/瑞來(lái)巴坦對(duì)多種碳青霉烯類抵抗的腸桿菌及銅綠假單胞菌敏感，但對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌活性低。該實(shí)驗(yàn)中的KPC對(duì)亞胺培南/西司他汀的敏感率僅為9 %，而對(duì)亞胺培南/西司他汀/瑞來(lái)巴坦敏感率為97 %，其MIC50、MIC90分別為0.25，1 μg/ml；對(duì)亞胺培南/西司他汀耐藥的銅綠假單胞菌株，對(duì)亞胺培南/西司他汀/瑞來(lái)巴坦的敏感率為92 %， MIC50、MIC90分別為1，2 μg/ml[8]。另一體外實(shí)驗(yàn)顯示對(duì)亞胺培南/西司他汀耐藥的腸桿菌株、銅綠假單胞菌株，對(duì)亞胺培南/西司他汀/瑞來(lái)巴坦敏感率分別提高至66.7 %、78.5 %[9]。目前評(píng)價(jià)亞胺培南/西司他汀/瑞來(lái)巴坦、多黏菌素+亞胺培南/西司他汀治療耐藥菌（包括銅綠假單胞菌耐藥菌株、產(chǎn)KPC菌株等）感染的Ⅲ期臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中[10]。

1.1.3 頭孢吡肟/zidebactam zidebactam具有雙重抗菌機(jī)制，既為A類、C類及部分D類β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，同時(shí)也可與青霉素結(jié)合蛋白2（PBP2）結(jié)合發(fā)揮自身抗菌活性。體外實(shí)驗(yàn)顯示，頭孢吡肟/zidebactam對(duì)CRE菌株活性好，如對(duì)產(chǎn)KPC菌株的MIC50、MIC90分別為0.25，1 mg/L；對(duì)產(chǎn)AmpC銅綠假單胞菌菌株具活性，MIC50、MIC90分別為4，8 mg/L，而且對(duì)產(chǎn)金屬酶的銅綠假單胞菌菌株也有活性，MIC50、MIC90分別為4，8 mg/L；但頭孢吡肟/zidebactam對(duì)產(chǎn)OXA-23/24/58酶的鮑曼不動(dòng)桿菌的抗菌活性一般，MIC50、MIC90均為32 mg/L[11]。頭孢吡肟/zidebactam目前處于Ⅰ期臨床研究。

1.1.4 RG6080（OP0595） RG6080同zidebactam相似，對(duì)A、C類及部分D類β-內(nèi)酰胺酶具有潛在抑制活性，也可同多重革蘭陰性菌耐藥細(xì)菌，包括銅綠假單胞菌的PBP2結(jié)合發(fā)揮自身的抗菌活性[12]。目前臨床上尚無(wú)確定與之合用的β-內(nèi)酰胺類，目前Ⅰ期臨床試驗(yàn)完成。

1.1.5 其他DBO 其他DBO類酶抑制劑還包括WCK4234、ETX2514等，二者均處于臨床前研發(fā)階段。WCK4234由Wockhardt公司研發(fā)，同美羅培南或亞胺培南合用對(duì)CRE活性高，MIC≤2 mg/L；對(duì)產(chǎn)OXA的鮑曼不動(dòng)桿菌株，MIC≤2 mg/L；產(chǎn)OXA-181酶的銅綠假單胞菌，加入WCK4234，可使美羅培南或亞胺培南的MIC從64～128 mg/L降至2～8 mg/L[13]。ETX2514由Entasis公司研發(fā)，也對(duì)A、C類及許多D類β-內(nèi)酰胺酶有抑制活性，且可與銅綠假單胞菌、不動(dòng)桿菌屬的青霉素結(jié)合蛋白1a、2、3結(jié)合，同舒巴坦聯(lián)合應(yīng)用對(duì)多重耐藥鮑曼不動(dòng)桿菌抗菌活性顯著升高[14]。

1.2 β-內(nèi)酰胺/硼酸類β-內(nèi)酰胺酶抑制劑

Carbavance（美羅培南/vaborbactam）是美羅培南與新型硼酸類β-內(nèi)酰胺酶抑制劑vaborbactam（RPX7009）組成的復(fù)合制劑。vaborbactam是目前用于臨床的唯一一個(gè)硼酸類β-內(nèi)酰胺酶酶抑制劑，對(duì)A、C類β-內(nèi)酰胺酶具有抑制活性，尤其對(duì)KPC活性高。體外實(shí)驗(yàn)顯示，產(chǎn)碳青霉烯酶腸桿菌菌株中，僅2.2 %對(duì)美羅培南敏感，93.7 %對(duì)美羅培南/vaborbactam敏感。與vaborbactam聯(lián)合，美羅培南對(duì)產(chǎn)KPC菌活性至少提高64倍，美羅培南/vaborbactam對(duì)同時(shí)合并產(chǎn)ESBL的KPC菌株，抗菌活性也高，MIC50、MIC90分別為≤0.06，1 μg/ml。但美羅培南/vaborbactam對(duì)產(chǎn)金屬β-內(nèi)酰胺酶菌株的抑制作用不明顯[15]。Carbavance目前的III期臨床試驗(yàn)顯示，治療復(fù)雜尿路感染時(shí)Carbavance的療效優(yōu)于哌拉西林/他唑巴坦，二者的治愈率分別為98.4 %，94 %；微生物清除率分別為66.7 %，57.7 %。無(wú)預(yù)期外的不良反應(yīng)[16]。

1.3 β-內(nèi)酰胺/青霉烷砜類抑制劑

1.3.1 頭孢洛扎/他唑巴坦 頭孢洛扎/他唑巴坦被FDA批準(zhǔn)治療復(fù)雜性腹腔感染、復(fù)雜性尿路感染。體外實(shí)驗(yàn)中，頭孢洛扎/他唑巴坦對(duì)產(chǎn)ESBL但非碳青霉烯類耐藥的腸桿菌菌株顯示高度活性（MIC50、MIC90分別為0.5，8 mg/L）)，但對(duì)CRE的敏感度僅為3.6 %。然而，頭孢洛扎/他唑巴坦對(duì)銅綠假單胞菌的敏感度高達(dá)91.7 %，美羅培南對(duì)其敏感率僅為9.0 %[17]。在治療碳青霉烯類耐藥的銅綠假單胞菌引發(fā)的嚴(yán)重感染時(shí)，頭孢洛扎/他唑巴坦治療對(duì)87 %的患者有效[18]。

1.3.2 頭孢吡肟/他唑巴坦（WCK 4282） 體外實(shí)驗(yàn)研究表明頭孢吡肟/他唑巴坦具對(duì)抗產(chǎn)KPC菌株的潛在活性[19]。頭孢吡肟/他唑巴坦目前處于Ⅰ期臨床試驗(yàn)。

1.3.3 頭孢吡肟/AAI101 AAI101為青霉烷砜類ESBL抑制劑，抗A、D類酶，包括產(chǎn)KPC、OXA-48碳青霉烯酶。體外實(shí)驗(yàn)顯示頭孢吡肟/AAI101對(duì)頭孢吡肟耐藥、包括產(chǎn)ESBL、產(chǎn)碳青霉烯酶的腸桿菌具有強(qiáng)大的抗菌活性：頭孢吡肟/AAI101的MIC為0.12～32 μg/ml[20]。

1.4 金屬酶抑制劑

Aspergillomarasmine A由真菌產(chǎn)生，是一種新德里金屬β-內(nèi)酰胺酶-1（NDM-1）抑制劑，同美羅培南合用在大鼠模型中顯示出抗菌活性[21]。

NOTA、DOTA 均為螯合劑，抑制金屬酶的活性高于Aspergillomarasmine A，可增加碳青霉烯類的潛在活性[22]。

2 新型頭孢類

2.1 cefidercol

cefiderocol（S-649266）為含鐵頭孢菌素，以特殊的形式作用于革蘭陰性菌，與游離鐵結(jié)合通過(guò)轉(zhuǎn)鐵系統(tǒng)，利用“特洛伊木馬”策略，穿過(guò)革蘭陰性菌外層細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞[23]。cefiderocol為在頭孢菌素基本母核3位側(cè)鏈上連接兒茶酚結(jié)構(gòu)，其3位側(cè)鏈同F(xiàn)e3+相連。一旦通過(guò)外膜，鐵被解離，頭孢菌素同青霉素結(jié)合蛋白結(jié)合干擾細(xì)胞壁的合成[24]。cefiderocol對(duì)幾乎所有β-內(nèi)酰胺酶高度穩(wěn)定，包括絲氨酸碳青霉烯酶、金屬碳青霉烯酶。幾乎對(duì)所有革蘭陰性菌敏感，包括對(duì)碳青霉烯類耐藥的腸桿菌屬、銅綠假單胞菌、鮑曼不動(dòng)桿菌屬、甚至包括嗜麥芽窄食假單胞菌。cefiderocol對(duì)產(chǎn)KPC細(xì)菌的MIC50、MIC90分別為≤1 mg/L、≤2 mg/L；對(duì)產(chǎn)NDM，VIM，或IMP的碳青霉烯酶腸桿菌，cefiderocol的MIC50、MIC90分別為≤1 mg/L、≤4 mg/L；對(duì)產(chǎn)碳青霉烯酶的銅綠假單胞菌MIC50、MIC90分別為≤0.5 mg/L、≤2 mg/L。在所有測(cè)試菌株中，活性與之相當(dāng)?shù)乃幬飪H包括多黏菌素、替加環(huán)素，且替加環(huán)素對(duì)銅綠假單胞菌的活性較低。值得注意的是，cefiderocol對(duì)產(chǎn)NDM細(xì)菌的敏感率為86 %。且對(duì)多黏菌素耐藥的菌株，主要是腸桿菌株，對(duì)cefiderocol有高度敏感性（MIC50、MIC90分別為≤0.5 mg/L、≤2 mg/L）[25-26]。

2.2 BAL30027

BAL30072為單環(huán)頭孢類，結(jié)構(gòu)中包含鐵原子，對(duì)多種碳青霉烯類耐藥細(xì)菌顯示出抗菌活性，對(duì)碳青霉烯類耐藥銅綠假單胞菌敏感，MIC50、MIC90分別為0.25 μg/ml、1 μg/ml。BAL30072同美羅培南或多黏菌素合用，抗菌活性增加[27]。

3 氨基糖苷類

氨基糖苷類由于耳毒性和腎毒性致使用量減少，但近年發(fā)現(xiàn)其對(duì)碳青霉烯類類耐藥菌有一定的敏感性。plazomicin是一種新型氨基糖苷類，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示plazomicin對(duì)產(chǎn)KPC敏感，MIC50、MIC90均為0.5 mg/L；在所有產(chǎn)碳青霉烯酶菌株中plazomicin的活性最高，MIC50、MIC90分別為0.5 mg/L、1 mg/L[28]。plazomicin對(duì)多黏菌素耐藥的腸桿菌具有活性[29]。

4 四環(huán)素類

4.1 替加環(huán)素

雖然替加環(huán)素被FDA批準(zhǔn)用于治療復(fù)雜皮膚、軟組織感染、復(fù)發(fā)腹腔感染、社區(qū)獲得性肺炎等，但由于體外抗CRE活性高，目前用于治療CRE。實(shí)驗(yàn)顯示替加環(huán)素對(duì)CRE的敏感率為88 %～96 %[30]。meta分析顯示對(duì)于CRE感染患者，替加環(huán)素高劑量組比替加環(huán)素標(biāo)準(zhǔn)劑量組的治愈率高[31]。加入替加環(huán)素的聯(lián)合治療比其他的治療方案具有非劣效性，不推薦替加環(huán)素單獨(dú)應(yīng)用于治療CRE感染。

4.2 eravacycline

eravacycline為新型合成氟代環(huán)素，對(duì)產(chǎn)ESBL菌、CRE、鮑曼不動(dòng)桿菌、MRSA、VRE均有抗菌活性，但對(duì)銅綠假單胞菌無(wú)活性。同替加環(huán)素相比，eravacycline的耐受性更好、體外抗產(chǎn)KPC菌活性更高[32]。同其他四環(huán)素相比，如替加環(huán)素、米諾環(huán)素、多西環(huán)素等，eravacycline對(duì)碳青霉烯類耐藥鮑曼不動(dòng)桿菌具有更高的抗菌活性，MIC50、MIC90分別為0.5，1 mg/L。eravacycline對(duì)碳青霉烯類耐藥鮑曼不動(dòng)桿菌的抗菌活性為替加環(huán)素的2～4倍。eravacycline對(duì)多黏菌素耐藥的鮑曼不動(dòng)桿菌的MIC范圍為0.06～2 mg/L，MIC50、MIC90均為1 mg/L[33]。eravacycline對(duì)CRE菌株也敏感，其MIC50、MIC90分別為1，2 mg/L；替加環(huán)素對(duì)CRE菌株的MIC50、MIC90均為2 mg/L。eravacycline的MIC通常比替加環(huán)素低2倍左右，64%的eravacycline MIC<2 mg/L，僅<4 %的替加環(huán)素MIC<2 mg/L[34]。治療復(fù)雜性腹腔感染患者的III期臨床試驗(yàn)中，eravacycline組、厄他培南組的臨床治愈率分別為86.8 %、87.6 %，同厄他培南相比，在臨床響應(yīng)上eravacycline顯示非劣效性，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。沒(méi)有嚴(yán)重的藥品不良反應(yīng)[35]。

5 多黏菌素類

多黏菌素對(duì)CRE有良好的抗菌活性，是目前應(yīng)用于抗碳青霉烯類耐藥革蘭陰性菌治療的藥物之一。但多黏菌素有腎毒性及神經(jīng)毒性。目前有幾種多黏菌素類似物顯示出抗CRE活性。

5.1 FADDI-287

FADDI-287 為一種新型多黏菌素，同多黏菌素相比，F(xiàn)ADDI-287對(duì)碳青霉烯類耐藥的腸桿菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動(dòng)桿菌更具有抗菌活性，且腎毒性小，但同多黏菌素有交叉耐藥性[36]。

5.2 SPR741

SPR741為一種新型的陽(yáng)離子多肽，具抗多重耐藥革蘭陰性菌的潛力。在猴模型中，SPR741劑量增至每日60 mg/kg時(shí)無(wú)任何腎毒性，而多黏菌素B劑量達(dá)每日12 mg/kg時(shí)已出現(xiàn)預(yù)期的腎毒性[37]。

6 其他具有抗碳?xì)涿瓜╊惸退幘臐撛诨钚运幬锘蚝蜻x物

6.1 外膜蛋白LptD抑制劑

脂多糖（LPS）是革蘭陰性菌細(xì)菌外膜的主要成分，脂多糖在細(xì)菌胞質(zhì)內(nèi)合成，脂多糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（LptD蛋白）參與脂多糖的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與組裝。

murepavadin（POL7080）為多肽模擬物，能抑制LptD蛋白，抑制細(xì)胞壁的合成。由于murepavadin分子結(jié)構(gòu)同宿主抵御蛋白結(jié)構(gòu)相似，所以murepavadin發(fā)揮作用的方式類似宿主利用自身免疫能力消滅病原體的方式，可最大程度地降低藥物的耐藥產(chǎn)生。murepavadin對(duì)多重耐藥革蘭陰性菌活性高，尤其對(duì)銅綠假單胞菌活性強(qiáng)，預(yù)計(jì)2018年進(jìn)行Ⅲ期臨床試驗(yàn)[38-39]。

6.2 LpxC 抑制劑ACHN-975

類脂A是革蘭陰性菌外膜脂多糖的膜結(jié)合區(qū)域，LpxC（R-3-羥基肉豆蔻?；?N-乙酰葡糖胺脫乙酰酶）參與類脂A的合成。ACHN-975為L(zhǎng)pxC抑制劑，對(duì)CRE、銅綠假單胞菌抗菌活性高，目前處于Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段[40]。

6.3 外排泵抑制劑

PAβN（phenylalanine-arginine-βnaphthylamide，苯基丙氨酸-精氨酸-β-萘胺）為外排泵抑制劑，研究發(fā)現(xiàn)其可穿透細(xì)胞外膜，能提高β-內(nèi)酰胺類對(duì)多重耐藥銅綠假單胞菌的活性[41]。

總之，由碳青霉烯類耐藥引起的感染對(duì)全球抗生素選擇應(yīng)用產(chǎn)生重大挑戰(zhàn)，其治療藥物主要有多黏菌素、替加環(huán)素、磷霉素及氨基糖苷類。目前臨床上出現(xiàn)多種對(duì)治療碳青霉烯類耐藥極具潛力的藥物或侯選物，如頭孢他啶/阿維巴坦、頭孢洛林/阿維巴坦、 氨曲南/阿維巴坦、亞胺培南/西司他汀/relebactam、頭孢吡肟/zidebactam、美羅培南/vaborbactam、頭孢洛扎/他唑巴坦、頭孢吡肟/他唑巴坦、頭孢吡肟/AAI101、cefidercol、BAL30027、plazomicin、eravacycline、FADDI-287、SPR741、murepavadin、ACHN-975等，為碳青霉烯類耐藥的革蘭陰性菌感染的藥物治療帶來(lái)希望。