萬古霉素敏感性下降的金黃色葡萄球菌的臨床意義及對策

2019-02-12 06:56:52鄭旭婷陳佰義

實用臨床醫(yī)藥雜志 2019年9期

鄭旭婷, 陳佰義

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院感染病科, 遼寧沈陽, 110001)

自1961年英國報道了首例耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)菌株以來, MRSA在世界范圍內(nèi)迅速傳播，成為醫(yī)院及社區(qū)獲得性感染的重要且常見的病原體，是引起包括腦膜炎、肺炎、皮膚軟組織感染、骨髓炎、感染性心內(nèi)膜炎及血流感染等侵襲性細(xì)菌感染的主要病原體。糖肽類抗菌藥物萬古霉素(VAN)一直被認(rèn)為是經(jīng)驗治療和目標(biāo)治療嚴(yán)重MRSA感染的首選抗菌藥物，在臨床上占有重要地位。自1958年問世以來, VAN在臨床應(yīng)用近40年未發(fā)現(xiàn)明顯耐藥現(xiàn)象。近年來，由于MRSA感染的不斷增多與VAN的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)出現(xiàn)對VAN敏感性下降的MRSA菌株，包括萬古霉素中介耐藥金黃色葡萄球菌(VISA)、異質(zhì)性萬古霉素中介耐藥金黃色葡萄球菌(hVISA)以及耐受性菌株。2006年美國臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CLSI)指南降低了VAN對金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度(MIC)的折點，更新后的折點定義如下: 采用微量肉湯稀釋法測得的VAN MIC≤2 mg/L為萬古霉素敏感金黃色葡萄球菌(VSSA), 4～8 mg/L為VISA, ≥16 mg/L為萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌(VRSA)。而hVISA是指原代細(xì)菌對萬古霉素敏感(MIC≤2 mg/L), 但子代中含有少量對萬古霉素中介性耐藥(MIC≥4 mg/L)的亞群，這部分細(xì)菌亞群對更高濃度的萬古霉素耐藥，且出現(xiàn)的概率為10-6或更高[1]。hVISA/VISA的出現(xiàn)很可能是抗生素選擇性壓力所致[2], 往往與VAN治療失敗有關(guān)，導(dǎo)致臨床患者預(yù)后不佳[3-4]。隨著hVISA/VISA在世界范圍內(nèi)的報道不斷增多, hVISA/VISA得到了廣泛關(guān)注。本研究對hVISA/VISA的流行病學(xué)、耐藥機制、危險因素及臨床預(yù)后、治療方案等進(jìn)行綜述。

1 流行病學(xué)

自從1997年日本報道了第1株hVISA—Mu3, 第1株VISA—Mu50[1, 5], 關(guān)于由hVISA和VISA引起的感染的報道越來越多[6]。由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的檢測方法, hVISA目前為止僅限于實驗室研究，尚未開展常規(guī)臨床檢測，同時由于人種差異、地域差異等因素，各研究[7-11]報道的hVISA發(fā)病率存在很大差異，范圍從0%至73.7%[11]。

2009年和2011年對美國超過40個醫(yī)療中心進(jìn)行監(jiān)測的兩項研究[12-13]監(jiān)測了金黃色葡萄球菌感染患者中耐藥菌株的檢出率，在所有MRSA菌株中, hVISA的檢出率2011年要高于2009年(分別為1.2%和0.4%,P<0.01), 值得注意的是并沒有檢出VISA菌株。有研究[2]顯示, hVISA是VISA的前體，所以hVISA感染發(fā)病率的疑似增高也許預(yù)示著更多的VISA感染, VAN的廣泛應(yīng)用為VISA的進(jìn)一步出現(xiàn)提供了選擇性壓力。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù), hVISA的出現(xiàn)似乎呈上升趨勢，但VISA依舊很罕見，臨床還需要更多的研究去探索更合適的hVISA和VISA發(fā)生率的監(jiān)測方法。

2 hVISA和VISA的耐藥機制

hVISA和VISA的耐藥機制復(fù)雜，有證據(jù)[14-15]表明hVISA和VISA的出現(xiàn)與長期VAN治療或不恰當(dāng)?shù)腣AN暴露有關(guān)。有學(xué)者[1-2]提出耐藥機制是VAN選擇性壓力導(dǎo)致極少的VAN耐藥克隆發(fā)展成為hVISA, 在持續(xù)萬古霉素暴露的情況下發(fā)展成為VISA。這些菌株在細(xì)胞生理學(xué)上有明顯差異，包括形態(tài)的改變和基因的改變。hVISA和VISA菌株具有細(xì)胞壁增厚的特點，這個特點與VAN MIC升高相關(guān)[5]。增厚的細(xì)胞壁削弱了VAN的細(xì)胞穿透性導(dǎo)致VAN無效[2]。另外, hVISA和VISA較完全敏感的菌株生長緩慢，可能與持續(xù)感染或反復(fù)感染有關(guān)。其他的耐藥機制包括轉(zhuǎn)錄與代謝的基因改變，以及功能缺失突變嚴(yán)重干擾細(xì)胞壁生物合成[6]。agr操縱子管理許多關(guān)鍵的毒力通路，特別是外毒素的產(chǎn)生[6]。hVISA/VISA菌株agr功能減退，有利于VAN耐藥的發(fā)展，有促進(jìn)細(xì)菌生物被膜產(chǎn)生的潛能，最終提高h(yuǎn)VISA和VISA菌株的存活率[15]。

3 hVISA和VISA感染相關(guān)危險因素與預(yù)后

在已有報道[3, 10]中，具有異質(zhì)性的MRSA菌株的VAN MIC可以為0.5 mg/L, 但是VAN幾乎無效。有研究[16]指出，在VAN敏感的MRSA菌株都出現(xiàn)了VAN治療失敗和病死率增高的現(xiàn)象，特別是那些VAN MIC為1.5 mg/L或2 mg/L的菌株。一項2013年的meta分析[16]對20 項評價成人MRSA感染高VAN MIC高M(jìn)IC(由微量肉湯稀釋法定義為MIC≥1 mg/L 或由Etest法定義為MIC≥1.5 mg/L)菌株對比低VAN MIC菌株臨床預(yù)后進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，與低VAN MIC組相比，高VAN MIC組VAN治療失敗的風(fēng)險增加，死亡的風(fēng)險增加。雖然研究人員試圖排除hVISA株，但并不是所有的研究都檢測hVISA, 故研究結(jié)果中VAN的治療反應(yīng)可能會受到hVISA的影響。另一項研究[17]對559株MRSA進(jìn)行評價發(fā)現(xiàn)，在VAN MIC為1～2 mg/L的菌株中hVISA的檢出率增加，在VAN MIC為2 mg/L的菌株中, hVISA的檢出率接近40%, 與很多研究[3, 13, 17]的結(jié)論相似hVISA的比率與VAN MIC的升高相關(guān)。VAN MIC的升高具有醫(yī)院特異性，也可能通過克隆爆發(fā)。然而，這強調(diào)了VAN耐受的趨勢也許由VAN過度應(yīng)用，亞治療劑量VAN濃度的暴露，較高的細(xì)菌負(fù)荷及VAN緩慢的殺菌作用所導(dǎo)致[18]。hVISA和VISA已在社區(qū)獲得性感染和醫(yī)院獲得性感染的MRSA菌株均有發(fā)現(xiàn)[10]。評價hVISA感染的臨床預(yù)測因子和預(yù)后的相關(guān)研究結(jié)果不盡一致。這也許歸因于這些研究在研究設(shè)計、臨床定義、菌株篩選(初始分離菌種、最終分離菌株或隨機篩選菌株)、患者群體及檢測方法方面存在相當(dāng)大的異質(zhì)性。hVISA和VISA感染常見于VAN治療失敗的病例及MRSA高接種量的感染中(如血流感染、感染性心內(nèi)膜炎、骨髓炎、深部膿腫和人工植入裝置感染)[3, 9, 15, 19-20], 導(dǎo)致預(yù)后往往出現(xiàn): ① 菌血癥持續(xù)時間延長; ② 持續(xù)發(fā)熱; ③ 反復(fù)感染; ④ VAN治療失敗, ⑤住院時間延長; 臨床上潛在的可以預(yù)測上述預(yù)后的對應(yīng)的因素有: ① 前期VAN暴露(前6個月內(nèi)); ② 前期MRSA感染或定植(前3個月內(nèi)); ③ 高細(xì)菌負(fù)荷量感染; ④ 持續(xù)菌血癥(7 d或更長時間); ⑤ 初始低VAN血清谷濃度(低于10 mg/L)及人工/植入裝置的存在。

hVISA感染患者會經(jīng)歷長期的臨床過程，出現(xiàn)對VAN治療反應(yīng)欠佳和住院時間延長的趨勢[3-4, 9, 14-15, 18, 20]。一項回顧性病例對照研究[9]比較了27例hVISA血流感染和223例MRSA血流感染的臨床特點和預(yù)后，與MRSA血流感染相比, hVISA血流感染患者的血流感染持續(xù)時間顯著延長(中位時間12 d vs. 2 d,P<0.01), 感染性心內(nèi)膜炎(18.5% vs. 3.6%,P<0.01)和骨髓炎(25.9% vs. 7.2%,P<0.01)的發(fā)生率顯著增高。值得注意的是, hVISA血流感染組患者的基礎(chǔ)狀態(tài)明顯有更多的人工/植入裝置(如人工心臟瓣膜、心臟起搏器或整形外科植入物)和手術(shù)部位感染(前1個月)，可能是導(dǎo)致預(yù)后較差的因素。在一個小規(guī)模病例研究[4]中, 25例hVISA感染患者(血流感染、心內(nèi)膜炎、骨髓炎、化膿性關(guān)節(jié)炎)中有19例(76%)發(fā)生糖肽類抗菌藥物治療失敗(應(yīng)用糖肽類抗菌藥物治療7 d或更長時間后仍有血培養(yǎng)金黃色葡萄球菌陽性，或應(yīng)用糖肽類抗菌藥物治療21 d或更長時間后無菌部位培養(yǎng)金黃色葡萄球菌陽性)。一項比較hVISA和VAN敏感的MRSA血流感染預(yù)后的回顧性、多中心、配對隊列研究[3]發(fā)現(xiàn)了類似結(jié)果，研究者認(rèn)為, hVISA血流感染VAN治療失敗率是MRSA血流感染的11倍。與MRSA血流感染相比, hVISA血流感染的患者更容易發(fā)生持續(xù)性血流感染(59.0% vs. 21.3%,P<0.01)、60 d內(nèi)反復(fù)感染(25.5% vs. 1.9%,P<0.01)和住院時間延長(中位時間24 d vs. 16 d,P<0.05), 差異顯著。在MRSA感染相關(guān)30 d病死率和全因病死率方面, hVISA血流感染組與VAN敏感MRSA血流感染組無顯著性差異。類似的，沒有其他研究更有力地支持hVISA感染和非hVISA感染在病死率方面有顯著性差異。一項系統(tǒng)回歸和薈萃分析[11]根據(jù)8項關(guān)于hVISA感染的研究評價了30 d病死率，合并數(shù)據(jù)后, hVISA感染與VSSA感染的30 d病死率無顯著差異。這些研究結(jié)果可能因為定義的不同導(dǎo)致的原始研究的回顧性設(shè)計的差異而具有局限性。盡管hVISA和病死率之間缺乏相關(guān)性部分因為菌株特性(如毒力下降)和宿主免疫反應(yīng)，仍需要更大樣本的研究以準(zhǔn)確地明確兩者相關(guān)性。

VISA感染還可能導(dǎo)致反復(fù)感染、長期發(fā)熱、血流感染、VAN治療失敗和住院時間增加[8, 14-15, 20]。在一個單中心回顧性研究[19]中, 6例VISA與22例hVISA相比血流感染持續(xù)時間顯著延長，但2組間病死率并無顯著差異。然而, hVISA組和VSSA組的歸因病死率相似，而VISA組和VSSA組的歸因病死率不同。盡管這項研究有一些局限性，包括樣本量過小和菌株入選的偏倚，研究結(jié)果表明VISA在臨床可能有嚴(yán)重的影響且可能影響患者的預(yù)后。迄今為止，也許是因為VISA感染的罕見性，還沒有其他發(fā)表的評價VISA感染預(yù)后的研究。

4 hVISA/VISA感染的治療

對于hVISA/VISA感染的治療，雖然已有VAN治療失敗的報道，但是沒有數(shù)據(jù)顯示其他備選抗菌藥物會有更優(yōu)的臨床效果。可作為備選的具有抗hVISA/VISA活性的抗菌藥物包括達(dá)托霉素、利奈唑胺、頭孢洛林、甲氧芐啶/磺胺甲惡唑、替加環(huán)素、奎奴普丁/達(dá)福普汀以及VAN或達(dá)托霉素聯(lián)合β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物[8]。

4.1 達(dá)托霉素

達(dá)托霉素為20世紀(jì)末從玫孢鏈霉菌中提取出的一種新型的具有獨特環(huán)狀結(jié)構(gòu)的脂肽類抗生素，具有多方面破壞細(xì)胞膜的功能，導(dǎo)致細(xì)胞膜迅速降解，細(xì)胞膜的功能喪失，從而抑制蛋白質(zhì)、DNA、RNA的合成，迅速殺死革蘭陽性菌。達(dá)托霉素屬于濃度依賴性抗生素，并且擁有很長的抗生素后效應(yīng)。Leonard和Rybak[7]發(fā)現(xiàn)，在體外心內(nèi)膜炎感染模型中，達(dá)托霉素對MRSA和hVISA均有較好的殺菌活性。Rybak等研究發(fā)現(xiàn)，達(dá)托霉素對MRSA和VISA的活性強于萬古霉素，鑒于其獨特的作用機制，達(dá)托霉素是治療MRSA、hVISA、VISA感染的很好的藥物。盡管如此，但既往的VAN的暴露可以導(dǎo)致達(dá)托霉素出現(xiàn)一定程度的交叉耐藥[21]。有研究[21-22]指出，在體外隨著VAN MIC的升高，達(dá)托霉素的不敏感性也同時上升。一項評價47例來自澳大利亞的從未有過達(dá)托霉素暴露史的hVISA和VISA菌株的達(dá)托霉素不敏感率的研究[22]中報道了最高的達(dá)托霉素不敏感率，該報道顯示在hVISA和VISA中，達(dá)托霉素不敏感率分別為15%和38%。由于達(dá)托霉素的殺菌活性呈濃度依賴性，在治療達(dá)托霉素MIC升高、高負(fù)荷菌量感染(心內(nèi)膜炎)以及感染部位抗菌藥物穿透性差的hVISA和VISA感染時也許需要更高的劑量[23]。高劑量達(dá)托霉素可以防止對達(dá)托霉素敏感性下降的菌株的篩選和發(fā)展，并阻止后續(xù)治療的失敗[23], 但是高劑量使用的安全性仍需更多研究加以證實。目前美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)達(dá)托霉素主要用于革蘭陽性球菌引起的復(fù)雜性皮膚軟組織感染以及葡萄球菌引起的血流感染、右心心內(nèi)膜炎。達(dá)托霉素可作為MRSA血流感染和右心心內(nèi)膜炎的一線用藥，但是由于能被肺表面活性劑滅活，不能用于肺炎的治療。達(dá)托霉素的不良反應(yīng)有肌痛、橫紋肌溶解及肌激酶升高等。

4.2 利奈唑胺

利奈唑胺為一種全新類別的人工合成的小分子噁唑烷酮類抗生素。利奈唑胺在美國已于2000年和2002年分別被批準(zhǔn)用于成年人和新生兒。2007年9月利奈唑胺進(jìn)入中國臨床，作為一種全新研發(fā)的抗MRSA藥物，其已成為抗MRSA治療的研究熱點。利奈唑胺的作用機制為與細(xì)菌50S亞基上核糖體RNA的23S位點結(jié)合，阻止形成70S始動復(fù)合物，從而抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成。與萬古霉素相比，利奈唑胺具有以下優(yōu)勢: ① 利奈唑胺口服吸收快速、完全，絕對生物利用度約100%, 靜脈滴注/口服序貫給藥無需調(diào)整劑量; ② 具有強大的體液和組織穿透性，肺泡上皮襯液血漿濃度高，保證足量藥物到達(dá)感染部位; ③ 腎毒性比萬古霉素小，對于腎功能不全患者不必調(diào)整劑量; ④ 抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成機制與其他抗菌藥不同，因此，不太可能與其他類別抗菌藥物產(chǎn)生交叉耐藥。利奈唑胺對侵襲性hVISA和VISA感染的治療作用也存在一定的問題，應(yīng)用利奈唑胺單獨或聯(lián)合其他抗菌藥物成功治療一些經(jīng)VAN治療失敗或達(dá)托霉素治療失敗的 hVISA和VISA引起的心內(nèi)膜炎和血流感染已有報道[4]。盡管有上述報道，但是在體外研究[24]并沒有顯示出利奈唑胺類似的作用。

4.3 頭孢洛林

頭孢洛林是新的廣譜頭孢菌素類抗生素，臨床使用其水溶性前體藥，靜脈給藥后在體內(nèi)釋放出頭孢洛林而起作用，為時間依賴性殺菌劑，靜脈給藥, 600 mg, 2次/d, 因為通過尿排泄，故腎功能受損患者需要調(diào)整劑量。頭孢洛林已被批準(zhǔn)可單用于治療MRSA所致的復(fù)雜性皮膚軟組織感染及社區(qū)獲得性肺炎。頭孢洛林對MRSA菌株包括hVISA、VISA和達(dá)托霉素不敏感的菌株有較強的體外抗菌活性[25-26]。在一些體外PK/PD模型的研究[25-26]中也觀察到了“蹺蹺板效應(yīng)”，即隨著VAN和達(dá)托霉素對hVISA、VISA和達(dá)托霉素不敏感菌株的敏感性下降，頭孢洛林的敏感性增強?，F(xiàn)有的研究證實頭孢洛林用于治療hVISA、VISA和達(dá)托霉素不敏感菌株引起的侵襲性感染是安全有效的，但作為新藥仍需要更多的研究支持。

4.4 替加環(huán)素

替加環(huán)素是米諾環(huán)素的衍生物，是第一個應(yīng)用于臨床的新型甘氨酰環(huán)素類抗生素，其作用機制是與細(xì)菌30S亞單位核糖體結(jié)合，阻止tRNA分子進(jìn)入核糖體A位而抑制蛋白質(zhì)的合成。替加環(huán)素可以克服由于tet K基因編碼的外排系統(tǒng)及tet M基因編碼的核糖體保護蛋白所致的耐藥性。替加環(huán)素具有廣譜抗菌活性，對革蘭陽性或陰性菌特別是耐藥革蘭陽性菌均有強大的活性。2005年FDA批準(zhǔn)替加環(huán)素用于治療18歲及以上患者敏感菌所致感染，適應(yīng)證包括復(fù)雜腹腔內(nèi)感染(如復(fù)雜闌尾炎、燒傷感染、腹內(nèi)膿腫、深部軟組織感染及潰瘍感染)和復(fù)雜的皮膚及軟組織感染。與其他類抗菌藥物相比，替加環(huán)素的優(yōu)勢在于: ① 替加環(huán)素為肝腎雙通道排泄藥物，對于腎功能不全及血液透析患者、輕中度肝功能損害患者以及老年人均無需調(diào)整劑量; ② 可有效對抗四環(huán)素類藥物兩大耐藥機制，不受常見耐藥機制影響; ③ 廣泛分布于人體各組織，腹腔組織濃度高，尤其適用于復(fù)雜腹腔內(nèi)感染的治療; ④ 抗菌譜廣，對耐藥革蘭陰性菌、耐藥革蘭陽性菌、厭氧菌以及非典型病原體均有效。替加環(huán)素常見的不良反應(yīng)為輕中度的惡心和嘔吐。

4.5 聯(lián)合治療

上述抗菌藥物的出現(xiàn)，為臨床治療MRSA、hVISA及VISA感染提供了更多的選擇，但療效及安全性還有待臨床進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)與驗證。雖然已經(jīng)出現(xiàn)了VAN治療失敗的病例，但VAN作為經(jīng)典的抗MRSA感染的藥物，在臨床治療中仍占有重要位置。越來越多的學(xué)者開始研究VAN聯(lián)合其他抗菌藥物對MRSA、hVISA及VISA的體內(nèi)外活性，以期尋找更有效的治療方案。

在眾多的VAN聯(lián)合治療方案中, VAN聯(lián)合β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物受到了極大關(guān)注，最近的研究[27]中表明，大多數(shù)關(guān)于VAN聯(lián)合β-內(nèi)酰胺類的抗菌藥物對hVISA/VISA的抗菌作用都表現(xiàn)出二者呈協(xié)同作用。Thomas等[27]通過體外藥動學(xué)藥效學(xué)(PK/PD)模型評價VAN聯(lián)合哌拉西林他唑巴坦(TZP)抗MRSA和VISA的作用，結(jié)果顯示VAN聯(lián)合TZP對MRSA及VISA的抗菌活性要優(yōu)于VAN單藥。盡管近年來有越來越多研究支持VAN和β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物聯(lián)合應(yīng)用，但也有研究[28]結(jié)果顯示接受VAN聯(lián)合TZP治療的患者腎毒性的發(fā)生率有所上升。故盡管VAN聯(lián)合β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物無論是在體內(nèi)還是在體外的研究中均顯示可以作為治療hVISA/VISA感染的一種選擇方案，仍需要更多的研究以在眾多的VAN聯(lián)合β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物的方案中探索安全性好且能夠獲得最佳臨床預(yù)后的VAN聯(lián)合治療方案。

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