耐碳青霉烯類(lèi)腸桿科細(xì)菌感染治療策略研究進(jìn)展*

魏 瑜，周 冉

（1.安徽省第二人民醫(yī)院藥劑科，安徽 合肥230012；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院藥劑科，安徽 合肥230001）

自2001年首例耐碳青霉烯類(lèi)腸桿科細(xì)菌（CRE）感染被報(bào)道以來(lái)，該菌的全球耐藥率逐年升高。2020年上半年，中國(guó)細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，肺炎克雷伯菌對(duì)亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別高達(dá)25.3%和26.8%，與2005年的耐藥率3.0%和2.9%相比大幅升高［1］。面對(duì)難治性感染，制訂最優(yōu)治療方案及合理地分配醫(yī)療資源成為臨床亟待解決的難題。在此，通過(guò)簡(jiǎn)述CRE的診斷標(biāo)準(zhǔn)、流行現(xiàn)狀、耐藥機(jī)制，探討了國(guó)內(nèi)外治療藥物的藥代動(dòng)力學(xué)和藥物效應(yīng)學(xué)（PK／PD）數(shù)據(jù)，力求找到該菌更有效的治療方案。

1 診斷標(biāo)準(zhǔn)

腸桿菌科細(xì)菌滿(mǎn)足以下任一條件即為CRE［2］：對(duì)任一碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物耐藥，亞胺培南、美羅培南或多利培南的最低抑菌濃度（MIC）≥4 mg／L、厄他培南的MIC≥2 mg／L；產(chǎn)碳青霉烯酶；對(duì)于天然對(duì)亞胺培南非敏感的細(xì)菌（如摩根摩根菌、變形桿菌屬、普羅威登菌屬），需參考除亞胺培南外的其他碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物的MIC。

2 流行趨勢(shì)

2001年報(bào)道了首例肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶（KPC酶）感染，2005年布魯克林醫(yī)療中心產(chǎn)KPC酶的檢出率高達(dá)24%。2009年首例肺炎克雷伯菌新德里金屬β－內(nèi)酰胺酶－1（NDM－1酶）被檢出，隨后耐碳青霉烯革蘭陰性桿菌（CRO）在全球范圍內(nèi)陸續(xù)被檢出。世界衛(wèi)生組織（WHO）和美國(guó)疾病控制中心（CDC）均將CRO的危險(xiǎn)級(jí)別確定為首要等級(jí)。我國(guó)CRO感染呈急速高發(fā)趨勢(shì)，臨床以CRE發(fā)病率最高，不僅在醫(yī)院傳播，也可造成社區(qū)的流行，無(wú)癥狀CRE定植者常是重要的傳染源，在社區(qū)中通過(guò)糞－口途徑相互傳播。更堪憂(yōu)的是，在我國(guó)、印度、巴西、西班牙等部分醫(yī)院的污水中，在埃及的雞肉及瑞士從亞洲進(jìn)口的蔬菜和香料中也檢出了CRE，給食品安全和人類(lèi)健康帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。GOODMAN等［3］研究發(fā)現(xiàn)，CRE產(chǎn)生與播散依賴(lài)雙重途徑，即抗菌藥物暴露所致細(xì)菌突變和選擇壓力及耐藥性通過(guò)克隆和質(zhì)粒誘導(dǎo)的水平傳播。前者可能與耐藥性的初期發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，局限而緩慢，后者則可能是耐藥性快速?gòu)V泛播散，導(dǎo)致區(qū)域流行和暴發(fā)的主要原因。

3 耐藥機(jī)制

腸桿科細(xì)菌對(duì)碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物的主要耐藥機(jī)制包括產(chǎn)碳青霉烯酶、外膜蛋白缺失或突變、外排泵過(guò)度表達(dá)，以及青霉素結(jié)合蛋白變異等［4］，其中最主要的是產(chǎn)碳青霉烯酶。Ambler分類(lèi)法根據(jù)氨基酸序列將碳青霉烯酶分為A類(lèi)絲氨酸蛋白酶（KPC，IMI，SME，GES，NMC，SHV），B類(lèi)金屬酶（IMP，VIM，NDM），D類(lèi)苯唑西林酶（OXA）。A類(lèi)可引起青霉素類(lèi)、氨曲南、碳青霉烯類(lèi)耐藥，不水解第3代頭孢菌素類(lèi)，他唑巴坦、克拉維酸可抑制此類(lèi)酶的水解活性。B類(lèi)對(duì)常見(jiàn)碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物有很強(qiáng)的水解活性，對(duì)青霉素類(lèi)、頭孢菌素類(lèi)和碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物耐藥，不水解氨曲南。克拉維酸、舒巴坦等酶抑制劑不能抑制其水解活性，僅可被乙二胺四乙酸和巰基化合物等金屬離子螯合劑抑制，多位于質(zhì)粒上并與整合、插入序列等可移動(dòng)性基因元件結(jié)合，具有很強(qiáng)的傳播能力。D類(lèi)對(duì)常見(jiàn)碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物有低的水解活性。此外，膜孔蛋白缺失或滲透率下降的同時(shí)又伴隨著菌株高產(chǎn)頭孢菌素酶（AmpC）或超廣譜β－內(nèi)酰胺酶（ESBLs），會(huì)導(dǎo)致跨膜擴(kuò)散途徑嚴(yán)重受阻，促使腸桿菌科細(xì)菌對(duì)碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物耐藥；另外，碳青霉烯類(lèi)細(xì)菌的耐藥與細(xì)菌外排蛋白的過(guò)表達(dá)也有關(guān)。

4 治療方案

4.1 傳統(tǒng)治療方案

多黏菌素：多黏菌素是一類(lèi)堿性多肽類(lèi)抗菌藥物的總稱(chēng)，其中只有多黏菌素B和多黏菌素E應(yīng)用于臨床，兩者的抗菌譜和抗菌機(jī)制相同，但藥代動(dòng)力學(xué)特性不同。多黏菌素E以前體藥物形式給藥，需在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成黏菌素后才能發(fā)揮作用，代謝途徑復(fù)雜；而多黏菌素B不需要轉(zhuǎn)化，可直接在體內(nèi)發(fā)揮作用，代謝途徑相對(duì)簡(jiǎn)單，臨床使用率也因地區(qū)而異，總體而言，多黏菌素B顯示出更大的治療優(yōu)勢(shì)。過(guò)去的10年內(nèi)，多黏菌素治療CRE感染的臨床藥理學(xué)研究取得了重大進(jìn)展。PK／PD研究結(jié)果顯示，其療效取決于24 h內(nèi)穩(wěn)態(tài)血藥濃度下藥時(shí)曲線(xiàn)下面積（AUC）／MIC，因此推薦靜脈注射時(shí)首劑給予負(fù)荷劑量，2～3 d達(dá)到穩(wěn)態(tài)血藥濃度。體外研究證實(shí)，CRE通過(guò)以質(zhì)粒介導(dǎo)的抗性基因傳播途徑對(duì)多黏菌素產(chǎn)生異質(zhì)性耐藥［5］，而與碳青霉烯類(lèi)、利福平等藥物聯(lián)用可避免耐藥性放大，從而改善臨床療效。聯(lián)合治療通過(guò)作用于不同的靶點(diǎn)和過(guò)程，延緩或阻止抗菌藥物耐藥性的發(fā)展等觀點(diǎn)同樣支持多黏菌素聯(lián)合治療方案的實(shí)施。MEDEIROS等［6］的研究提示，多黏菌素和阿米卡星聯(lián)合治療產(chǎn)KPC的CRE患者死亡率明顯低于多黏菌素單藥組。

替加環(huán)素：替加環(huán)素屬四環(huán)素類(lèi)抗菌藥物，通過(guò)抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成發(fā)揮抑菌作用。DE PASCALE等［7］研究發(fā)現(xiàn)，替加環(huán)素高劑量組（首劑200 mg，維持劑量100 mg、12 h 1次）的臨床治愈率和微生物清除率均高于常規(guī)劑量組（首劑100 mg，維持劑量50 mg、12 h 1次）。然而，細(xì)菌Acr AB外排泵的高表達(dá)可導(dǎo)致肺炎克雷伯菌對(duì)替加環(huán)素耐藥［8］，Acr EF外排泵高表達(dá)導(dǎo)致大腸埃希菌對(duì)替加環(huán)素耐藥［9］。故不推薦替加環(huán)素單獨(dú)用于治療CRE感染，尤其是免疫功能低下人群的CRE感染，但可與多黏菌素、氨基苷類(lèi)抗菌藥物、碳青霉烯類(lèi)或利福平聯(lián)用治療CRE導(dǎo)致的各種感染。

碳青霉烯類(lèi)：該類(lèi)藥屬時(shí)間依賴(lài)性抗菌藥物，抗菌效應(yīng)與游離藥物濃度大于MIC的時(shí)間占給藥間隔的百分比（fT＞MIC）有關(guān)，當(dāng)fT＞MIC為40%～50%時(shí)抗菌活性最佳。針對(duì)部分臨床培養(yǎng)的CRE，仍可通過(guò)增加給藥劑量、給藥頻次、延長(zhǎng)輸注時(shí)間及聯(lián)合用藥等方法繼續(xù)治療。FRIPPIAT等［10］研究了美羅培南治療嚴(yán)重CRE醫(yī)院獲得性肺炎，當(dāng)MIC＝4 mg／L時(shí)，劑量加倍（美羅培南2 g、8 h 1次，靜脈滴注0.5 h）可獲得理想療效；當(dāng)MIC＝8 mg／L時(shí)，劑量加倍，同時(shí)延長(zhǎng)輸注時(shí)間（美羅培南2 g、8 h 1次，靜脈滴注3 h）可獲得理想療效。一項(xiàng)多中心研究表明，與單藥治療相比，聯(lián)合治療（特別是替加環(huán)素聯(lián)合美羅培南）可明顯降低菌血癥和重癥患者的病死率［11］。因此，為確保臨床治療有效率，碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物單獨(dú)用于治療CRE重癥感染應(yīng)符合以下條件：MIC≤8 mg／L；大劑量（如美羅培南2 g，8 h 1次）給藥；延長(zhǎng)每劑靜脈滴注時(shí)間至2 h及以上。

4.2 探索治療方案

頭孢他啶阿維巴坦（CAZ－AVI）：阿維巴坦是首個(gè)長(zhǎng)效新型β－內(nèi)酰胺酶抑制劑（BLIS）化合物，有明確抑制A類(lèi)、C類(lèi)和部分D類(lèi)新型β－內(nèi)酰胺酶的藥理活性。REPROVE試驗(yàn)評(píng)價(jià)CAZ－AVI治療醫(yī)院獲得性肺炎與美羅培南相比非劣效［12］，緩解了治療包括CRE在內(nèi)的“超級(jí)細(xì)菌”的燃眉之急。KING等［13］觀察了9所中心60例CRE重癥感染患者，發(fā)現(xiàn)對(duì)CAZ－AVI體外敏感者臨床、微生物治愈率分別達(dá)63%，51%；對(duì)CAZAVI體外不敏感者臨床、微生物治愈率仍分別可達(dá)67%和54%。然而短短數(shù)年間就出現(xiàn)其耐藥病例的報(bào)道。WANG等［14］研究認(rèn)為，β－內(nèi)酰胺酶相關(guān)的氨基酸取代是導(dǎo)致CAZ－AVI耐藥的主要機(jī)制，膜蛋白氨基酸取代、外排泵也可促發(fā)耐藥性。在上述耐藥菌株中添加8 mg／L阿維巴坦時(shí)，91.7%的分離菌株恢復(fù)敏感性。頭孢他啶阿維巴坦聯(lián)合氨曲南對(duì)產(chǎn)NDM的CRE有體外協(xié)同作用［15］。因此，在重癥CRE患者治療中選用CAZ／AVI是一種有效治療方案，產(chǎn)金屬酶CRE感染時(shí)考慮增加阿維巴坦?jié)舛然蚵?lián)用氨曲南以增強(qiáng)療效。

埃拉瓦環(huán)素：埃拉瓦環(huán)素為新型全合成氟化四環(huán)素，與細(xì)菌的30S核糖體亞基（特異性16S rRNA）結(jié)合抑制蛋白質(zhì)合成，發(fā)揮抑菌功能，較傳統(tǒng)四環(huán)素類(lèi)藥物有更好的耐受性。NCT01265784［16］和NCT0184485［17］試驗(yàn)證明埃拉瓦環(huán)素與厄他培南的臨床療效無(wú)顯著差異（P＜0.01），NCT02784704［18］試驗(yàn)證實(shí)，埃拉瓦環(huán)素對(duì)復(fù)雜腹腔感染（cIAI）的臨床治愈率與美羅培南相當(dāng)。也有體外試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，埃拉瓦環(huán)素顯示出較替加環(huán)素更優(yōu)越的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)和抗菌活性［19］。因此，埃拉瓦環(huán)素可能是治療CRE感染的一種新選擇。

亞胺培南雷巴坦：雷巴坦是另一種類(lèi)似于阿維巴坦的二氮雜環(huán)酮非β－內(nèi)酰胺抑制劑，可抑制A類(lèi)、C類(lèi)新型β－內(nèi)酰胺酶活性。體外藥敏試驗(yàn)產(chǎn)KPC酶的CRE對(duì)亞胺培南雷巴坦100%敏感，4 mg／L雷巴坦［20］可降低亞胺培南對(duì)包括產(chǎn)KPC，AmpC，OXA類(lèi)CRE的MIC值，增強(qiáng)大部分菌株藥物敏感性。而大部分產(chǎn)金屬酶的腸桿菌科細(xì)菌對(duì)亞胺培南雷巴坦顯示出耐藥性。在復(fù)雜尿路感染（cUTI）［21］、cIAI［22］兩個(gè)Ⅱ期臨床試驗(yàn)中均認(rèn)可了亞胺培南／雷巴坦的安全性和有效性，認(rèn)為其與亞胺培南臨床療效相似。在一項(xiàng)評(píng)估亞胺培南雷巴坦治療醫(yī)院獲得性／呼吸機(jī)相關(guān)細(xì)菌性肺炎（HAP／VAP）的有效性和安全性的Ⅲ期臨床試驗(yàn)［23］中，分析了27個(gè)國(guó)家、113家醫(yī)院、537例患者的28 d全因死亡率，亞胺培南雷巴坦組比對(duì)照組（哌拉西林他唑巴坦組）的死亡率（15.9%比21.3%，P＜0.05）更低，嚴(yán)重不良事件發(fā)生率（26.7%比32.0%）更少。因此，亞胺培南雷巴坦為CRE重癥感染的治療提供了新選擇。

美羅培南瓦博巴坦：瓦博巴坦屬環(huán)硼酸β－內(nèi)酰胺酶抑制劑，對(duì)A類(lèi)、C類(lèi)酶具有很強(qiáng)的抑制活性，但對(duì)B類(lèi)、D類(lèi)無(wú)效。瓦博巴坦可降低美羅培南對(duì)產(chǎn)ESBLs，KPC類(lèi)CRE的MIC值，使美羅培南耐藥菌株恢復(fù)敏感性［24］。2017年8月被美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)用于治療成人cUTI（包括腎盂腎炎）。WUNDERINK等［25］采用TANGOⅡ試驗(yàn)評(píng)估了美羅培南瓦博巴坦單藥療法與CRE感染最佳療法（多黏菌素類(lèi)、碳青霉烯類(lèi)、氨基苷類(lèi)、替加環(huán)素和CAZ－AVI單藥或聯(lián)合）的有效性及安全性，提示美羅培南瓦博巴坦作為靜脈注射單藥療法與上述最佳療法相比，能提高臨床治愈率（64.3%比33.3%，P＜0.05），降低28 d全因死亡率（17.9%比33.3%，P＜0.05）。2018年11月，歐盟委員會(huì)批準(zhǔn)其臨床適應(yīng)證范圍拓寬到HAP／VAP和cIAI及其感染相關(guān)的菌血癥。

普拉唑霉素：普拉唑霉素屬抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成的新型半合成氨基苷類(lèi)藥物，對(duì)耐藥腸桿菌科細(xì)菌的MIC為0.25～4 mg／L［26］，顯著低于其他氨基苷類(lèi)藥物，具有良好的藥理活性。CARE試驗(yàn)比較了76例CRE嚴(yán)重感染患者接受不同聯(lián)合治療方案后28 d的全因死亡率，顯示普拉唑霉素聯(lián)合組死亡率和腎毒性明顯低于Colistin聯(lián)合組（P＜0.05）［27］。目前仍有一些客觀原因限制普拉唑霉素的應(yīng)用。首先，體外實(shí)驗(yàn)提示其對(duì)產(chǎn)金屬β－內(nèi)酰胺酶的腸桿科細(xì)菌無(wú)活性，可能與細(xì)菌受16S rRNA甲基化酶的調(diào)控而改變了核糖體靶點(diǎn)，避開(kāi)藥物攻擊相關(guān)［28］。另一個(gè)限制普拉唑霉素使用的因素是氨基苷類(lèi)藥物相關(guān)腎毒性和耳毒性。因此，推薦普拉唑霉素首選用于腎功能正常的成年患者，同時(shí)監(jiān)測(cè)血藥濃度，保持谷濃度≤3 μg／L［29］。

雙碳青霉烯聯(lián)合療法（DCT）：2011年，BULIK等［30］率先對(duì)KPC感染小鼠模型進(jìn)行了雙碳青霉烯聯(lián)合療法研究，發(fā)現(xiàn)厄他培南與多利培南單獨(dú)和聯(lián)合治療均產(chǎn)生了快速殺菌作用，但在單藥治療組的細(xì)菌快速再生，而DCT組使得菌落密度持續(xù)16 h保持低水平表達(dá)，該結(jié)果提示DCT療法抗菌活性?xún)?yōu)于單藥治療。MASHNI等［31］分析171例耐碳青霉烯類(lèi)肺炎克雷伯菌感染成人患者接受DCT治療（厄他培南給藥后延長(zhǎng)輸注美羅培南或多利培南方案）的臨床研究文章14篇，評(píng)估該種療法的安全性及有效性，結(jié)果70%的患者臨床和微生物學(xué)治療成功。聯(lián)合抗菌機(jī)制雖不明確，認(rèn)為厄他培南與碳青霉烯酶有高度親和性，作為自殺性抑制劑促進(jìn)另一種碳青霉烯類(lèi)藥物的高濃度表達(dá)，發(fā)揮生物學(xué)療效。THOMSON［32］認(rèn)為，這種效應(yīng)源于厄他培南起初實(shí)現(xiàn)的細(xì)菌量減少，使得第2種碳青霉烯類(lèi)藥物抑制細(xì)菌載量的活性增加。POIREL等［33］觀察到亞胺培南／厄他培南、美羅培南／厄他培南和多利培南／厄他培南的組合在治療CRE感染時(shí)均顯示出良好的協(xié)同抗菌作用。多項(xiàng)研究進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)VIM，NDM，OXA酶的CRE體外模型和體內(nèi)模型進(jìn)行了DCT對(duì)比研究，證實(shí)基于厄他培南的DCT具有良好的協(xié)同抗菌作用。因此，對(duì)于有強(qiáng)適應(yīng)證不宜選用其他藥物或其他有效新型藥物無(wú)法獲取的情況下，DCT策略是一種合理可行的治療方案。

5 小結(jié)

循證醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)顯示，一些獨(dú)立高危因素與CRE感染高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，如抗菌藥物使用史、長(zhǎng)期住院或暴露于醫(yī)療保健場(chǎng)所、侵襲性操作、腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)等［34］。其中，包括碳青霉烯類(lèi)、喹諾酮類(lèi)、第3代和第4代頭孢菌素類(lèi)、酶抑制劑復(fù)合制劑、替加環(huán)素、氨基苷類(lèi)等多種抗菌藥物的前期暴露均可增加CRE感染風(fēng)險(xiǎn)［35］?，F(xiàn)階段，CRE有效治療藥物還處在不斷的探索和研究中，仍需要大規(guī)模臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)權(quán)衡利弊，篩選出更加合理的治療方案。