抗體聯合抗生素治療耐藥呼吸道感染的研究現狀

陳永青 左海濤 楊志華 李雪飛 王長松

近年來，隨著抗生素的廣泛使用，臨床上耐藥菌株感染逐漸增多。產超廣譜β-內酰胺酶腸桿菌科和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的耐藥性傳播已成為全球的嚴重威脅，多重耐藥(multidrug resistant，MDR)呼吸道病原體感染也時有報道。呼吸道病原體對抗生素存在高度耐藥時，臨床預后明顯變差，導致與嚴重呼吸道感染相關死亡風險明顯增加[1]。研究發(fā)現，使用抗體治療可作為呼吸道MDR感染的有效策略，對病原體有顯著特異性，具有不易產生耐藥性并與抗生素有協同作用[2]。本文就近年來抗體聯合抗生素治療耐藥呼吸道感染的研究現狀予以綜述。

一、抗生素的免疫調節(jié)作用

感染早期給予敏感抗生素對于防止病原體呼吸道和全身擴散至關重要，延遲治療則可能影響臨床治療效果。呼吸道感染病原體對處方抗生素高度耐藥時，抗生素對呼吸道感染的治療效果明顯降低，臨床死亡風險增加[3]。在自然病程中，感染的最終結局取決于細菌毒力因子與宿主防御系統(tǒng)之間的相互作用?？股乜赏ㄟ^直接作用于病原微生物，發(fā)揮抗菌活性，而呼吸道病原體的清除則取決于補體系統(tǒng)的調理作用和吞噬過程。研究發(fā)現，抗生素在抑制或殺滅病原微生物的過程中，涉及免疫調節(jié)作用。一些抗生素可改變細菌表面結構，促進隱匿在細菌內部主要抗原表位的暴露。宿主免疫應答不同組分的調理作用，可引起更多抗原表位暴露，進一步增強吞噬細胞對呼吸道病原體的識別[4]。調理過程包括中性粒細胞和巨噬細胞對入侵病原微生物的吞噬作用，需要急性期蛋白參與。C-反應蛋白(C-reactive protein，CRP)和血清淀粉樣蛋白P成分(serum amyloid P component，SAP)分別是人類和小鼠的主要急性期蛋白，CRP和SAP水平在不同病原體引起的呼吸道感染期間增加。通過對病原微生物的調理作用，以及Fcg受體激活吞噬細胞，在宿主防御入侵病原體過程中發(fā)揮重要功能。對于免疫功能低下的患者，抗生素常難以達到預期效果，提示抗生素和宿主免疫防御機能之間的相互作用發(fā)揮了重要作用[5]。

研究發(fā)現，β-內酰胺類抗生素對病原微生物具有直接殺菌活性，頭孢菌素的免疫調節(jié)作用比青霉素更明顯。當血清含有亞抑菌濃度的β-內酰胺類抗生素時，CRP和SAP對肺炎球菌不同臨床分離株的識別增強，使急性期蛋白以更有效的方式識別肺炎球菌，以增強吞噬作用。大環(huán)內酯類抗生素通過抑制蛋白質核糖體50s亞基的生物合成，增強宿主免疫應答過程。亞抑菌濃度的大環(huán)內酯類抗生素可抑制肺炎球菌溶血素(pneumolysin，Ply)產生，降低與C3逃逸有關重要毒力因子的表達[6]。某些大環(huán)內酯類抗生素如紅霉素、阿奇霉素或克拉霉素可抑制Ply和肺炎球菌表面蛋白A合成，降低兩種細菌蛋白組合的毒力累加效應，并有效抑制補體免疫激活。同時，大環(huán)內酯類抗生素也通過抑制中性粒細胞炎癥和巨噬細胞活化，降低Th2細胞因子的水平，顯示免疫調節(jié)作用，用于治療慢性炎癥性疾病。此外，抗真菌藥物治療煙曲霉引起的呼吸道感染過程中，急性期蛋白pentraxin-3表達明顯增加，可進一步增強吞噬細胞的抗真菌活性[7]。因此，抗生素通過多種機制，包括急性期蛋白和補體介導的免疫識別，抑制免疫逃逸中涉及的細菌毒力因子，觸發(fā)體液和細胞反應，增強對病原微生物的抑制或殺滅作用。

二、抗體聯合抗生素提高宿主對呼吸道病原體的免疫反應

抗體以多種方式參與宿主免疫防御：抗體與細菌毒素結合并中和毒素，避免毒素繼續(xù)作用于宿主細胞；包括細菌的抗體可被巨噬細胞和中性粒細胞識別、攝取并破壞(調理作用)；抗體與某些病原體的表面形成復合物，抗體-病原體復合物直接觸發(fā)補體經典途徑的激活，進一步促進吞噬細胞的病原體調理作用。由于存在血清蛋白和宿主免疫應答反應，體內與體外條件下相比，抗體能以更復雜的機制發(fā)揮抗病原微生物的作用[8]。血清免疫球蛋白和補體成分可以提高β-內酰胺類抗生素的抗菌活性，血漿蛋白結合抗生素則降低血漿游離藥物濃度，影響預期的抗菌效果。研究發(fā)現，肺炎球菌引起的呼吸道感染，經典途徑是補體激活的重要通路。給予β-內酰胺類抗生素治療時，補體經典途徑激活顯著增強，即使在亞抑菌濃度下，依賴于經典途徑的激活也可改善補體介導的免疫反應。補體激活并經過一系列酶促反應，形成關鍵補體成分C3。β-內酰胺類和大環(huán)內酯類抗生素在特異性抗體存在時，急性期蛋白和補體對病原體的識別和吞噬作用增強，增加對病原微生物的清除。表明抗生素與抗體對病原微生物具有協同作用。對小鼠敗血癥感染模型研究表明，抗體存在時阿莫西林和頭孢噻肟的保護劑量比不存在抗體時大約低8倍?？贵w介導的協同效應可能與抗生素劑量減少無關，治療由高水平最低抑菌濃度(minimum inhibitory concentration，MIC)臨床分離株引起的侵襲性肺炎球菌疾病(invasive pneumococcal disease，IPD)，常規(guī)劑量抗生素即可臨床獲益。在抗體存在時，常規(guī)劑量的抗生素，可以覆蓋具有更高耐藥性水平的臨床分離株[9]。

研究也發(fā)現，抗體和抗生素的協同作用僅限于β-內酰胺類和大環(huán)內酯類抗生素，若亞抑菌濃度的左氧氟沙星和特異性抗體存在時并未影響補體C3對肺炎球菌的調理作用。動物實驗也發(fā)現，針對肺炎球菌免疫小鼠，亞抑菌濃度的左氧氟沙星治療并未提高存活率。有學者研究了大環(huán)內酯類抗生素對宿主免疫應答的促進作用。肺炎球菌耐藥菌株暴露于亞抑菌濃度大環(huán)內酯類抗生素可增加細菌表面的C3活化。在缺乏主要自溶性肺炎球菌酶時，無論是否存在調理性抗體和抗生素，酰胺酶LytA、C3沉積仍然出現改變，表明LytA在補體系統(tǒng)的識別中起關鍵作用。此外，當革蘭氏陽性和陰性病原體分離株暴露于亞抑菌濃度的紅霉素和阿奇霉素時，在單克隆抗體存在的條件下，大環(huán)內酯類抗生素對耐藥大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌活性明顯增加[10]。研究表明，抗體聯合抗生素治療，可提高宿主對呼吸道病原體的免疫反應，對于減輕抗生素耐藥并控制呼吸道感染具有積極意義。

三、抗體聯合抗生素治療耐藥呼吸道感染的實驗研究

通過疫苗接種激發(fā)個體自行產生抗體的免疫過程，屬于主動免疫。疫苗接種誘導特異性免疫反應并保護個體免受相同病原體感染。為減輕呼吸道病原體的抗生素耐藥，將疫苗接種作為控制MDR菌株感染的一項有效干預措施。研究發(fā)現，肺炎球菌或乙型流感嗜血桿菌疫苗有助于減輕抗生素耐藥，控制MDR菌株感染。接種針對肺炎球菌等呼吸道病原體疫苗后，誘導產生相應的特異性抗體，干擾病原微生物的生長和代謝，表明抗體介導免疫反應過程[11]。PCV7、PCV10及PCV13均為肺炎球菌疫苗，包含主要血清型莢膜多糖，可有效治療抗生素耐藥IPD。臨床應用后，引起相應血清型IPD的發(fā)病率明顯下降，減少抗生素非易感血清型的流行，改變了肺炎球菌感染的耐藥模式。因此，PCV7和PCV13對成人肺炎球菌臨床分離株的流行產生了明顯影響，成人也間接從兒童肺炎球菌疫苗接種中獲益。先前接種過肺炎球菌疫苗的肺炎患者，由于宿主免疫應答增強，體內抗體與β-內酰胺類或大環(huán)內酯類抗生素協同，可增加對肺炎球菌的清除。同時，疫苗接種也降低了達到治療效果所需的抗生素藥效學指數[12]。

采用血液純化或生化合成抗體，用于對抗病原微生物感染，稱為被動免疫。根據抗原決定簇種類不同，分為單克隆抗體和多克隆抗體。與疫苗接種不同，被動免疫是短期免疫，通過自然或人工免疫個體產生外源抗體，轉移至非免疫個體以實現治療目標?？贵w給藥可為感染暴露個體提供即時保護，成為對抗嚴重感染的有效方法。近年來，“ESKAPE”病原體耐藥已成為導致臨床患者發(fā)病及死亡的重要原因。“ESKAPE”指臨床檢測的腸球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鮑氏不動桿菌、銅綠假單胞菌和腸桿菌屬六大病原微生物，對大多數抗生素產生明顯的耐藥性，也稱為“超級細菌”[13]。為對抗包括ESKAPE病原體在內的MDR菌株感染，使用單克隆或多克隆抗體作為抗生素替代物，在不同的I～IV期臨床試驗測試發(fā)現，聯合治療具有協同作用并增強抗生素的抗菌活性[2]。例如：在銅綠假單胞菌引起的呼吸道感染中，靶向血清依賴性III型分泌系統(tǒng)毒力因子PcrV和胞外多糖持久性因子Psl的雙特異性抗體，可顯著增加不同抗生素對MDR菌株的抗微生物活性。這些抗體與環(huán)丙沙星、美羅培南、頭孢他啶和妥布霉素具有協同作用，可減輕肺損傷，防止細菌從肺部向體循環(huán)播散[14]。

在耐藥金黃色葡萄球菌引起的肺部感染患者中，不同毒素和毒力因子的單克隆抗體與多種抗生素聯合具有協同作用。針對成孔毒素、α毒素的單克隆抗體與萬古霉素或利奈唑胺聯合，通過減少肺部炎癥和肺損傷，可明顯提高呼吸機相關性肺炎患者的臨床治愈率。與單獨使用利奈唑胺或萬古霉素相比，聯合治療可產生更強的免疫應答，更快的控制病情并改善預后。通過互補作用機制，抗毒素抗體聯合抗生素明顯優(yōu)于單獨抗生素治療[15]。有學者發(fā)現，使用針對不同葡萄球菌細胞毒素(包括α-溶血素和白細胞介素)的單克隆抗體觀察到類似的結果，與利奈唑胺組合的協同作用可使多重耐藥肺部感染患者的存活率顯著提高。腸毒素B為一類葡萄球菌毒素，與單獨使用單克隆抗體或萬古霉素相比，腸毒素B單克隆抗體聯合萬古霉素可改變細胞因子反應，降低臨床死亡率[16]。另外，炭疽芽孢桿菌是一種致命性病原微生物，原發(fā)性肺炭疽病多由吸入炭疽桿菌芽胞所致，可引起嚴重的菌血癥和毒血癥，臨床死亡率極高。與單獨抗生素相比，炭疽毒素保護性抗原的單克隆抗體與左氧氟沙星或多西環(huán)素組合，可提高臨床存活率，在疾病的晚期也能提供針對癥狀性炭疽病的有效治療[17]。

綜上所述，一些抗生素具有免疫調節(jié)作用，通過藥物觸發(fā)的免疫反應過程，影響抗生素治療效果。采取疫苗接種的主動免疫，以及針對不同細菌毒素抗體的被動免疫，與抗生素聯合治療具有協同作用，可降低抗生素耐藥性并作為治療MDR菌株引起呼吸道感染的有效策略。由于MDR菌株表達毒力因子的多樣性和復雜性，被動免疫策略多為靶向多種抗原的阻斷抗體混合物，基于靶向毒力因子的單克隆抗體將成為進一步研究的焦點。