第一节 革兰阴性菌耐药性变迁

鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌等革兰阴性细菌是医院感染的重要致病菌,常表现为对多种抗生素耐药,严重影响抗感染治疗效果及患者的预后。革兰阴性细菌的耐药性变迁主要集中于以头孢噻肟和头孢他啶为代表的第三代头孢菌素、以头孢吡肟为代表的第四代头孢菌素、β-内酰胺类与酶抑制剂的复合制剂和碳青霉烯类,此外以阿米卡星为代表的氨基糖苷类以及以环丙沙星为代表的喹诺酮药物。掌握这些抗菌药物的耐药动态流行病学数据,对于临床经验性治疗的抗菌药物选择极为重要。本节主要对临床革兰阴性菌包括肠杆菌科细菌及非发酵糖细菌的耐药性变迁进行分析。

一、 肠杆菌科细菌

临床常见的肠杆菌科细菌有大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、肠杆菌属、变形杆菌属、沙门菌属等。产β-内酰胺酶是最主要的耐药机制,尤以产超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)菌、产AmpC酶菌和产碳青霉烯酶的肠杆菌科细菌流行病学颇受临床关注。此部分介绍我国肠杆菌科细菌临床株对各类常用抗菌药的耐药性变迁,同时对产生上述3种β-内酰胺酶的情况进行分析,并与国际上其他国家进行比较。

(一) 肠杆菌科细菌对抗菌药的耐药性变迁

图1-1和图1-2显示了连续9年大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌对常用抗菌药物的耐药性变迁情况。由图可见,大肠埃希菌对头孢噻肟和环丙沙星的耐药率基本维持于40%~70%,耐药水平居于高位,不宜作为经验用药;大肠埃希菌对阿米卡星、头孢哌酮/舒巴坦和哌拉西林/他唑巴坦耐药率在9年中都波动于5%上下,对亚胺培南耐药率维持于1%左右,是临床经验性用药的优选药物。头孢他啶和头孢吡肟的耐药率从2009年开始上升,到2013年已近30%。其原因为以产CTX-M-15为代表的对头孢他啶具有水解活性的ESBL比例上升,特别是2014年美国临床和实验室标准协会(CLSI)降低了头孢吡肟对肠杆菌科细菌的敏感折点,使其敏感率进一步降低。2012年一项全国产ESBL的大肠埃希菌流行病学调查,头孢他啶和头孢吡肟的敏感率分别为33.2%和4.7%。

图1-1 大肠埃希菌对常用抗菌药物的耐药性变迁

肺炎克雷伯菌对抗菌药物的耐药性变迁略不同于大肠埃希菌。除头孢噻肟、头孢他啶和亚胺培南外,对其他抗菌药物耐药率呈平稳略下降趋势。目前环丙沙星、阿米卡星、头孢吡肟、头孢哌酮/舒巴坦和哌拉西林/他唑巴坦耐药率都维持波动于10%~30%范围内,是经验性治疗的药物选择。亚胺培南耐药性从2009年始上升明显,目前耐药率约10%。

图1-2 肺炎克雷伯菌对常用抗菌药物的耐药性变迁
(二) 肠杆菌科细菌产β-内酰胺酶情况
1. ESBLs

ESBLs在大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌中最常见。各个国家和地区产ESBLs细菌的流行情况有较大差异。日本、荷兰等国家产ESBLs细菌的检出率很低,而印度、俄罗斯等国家可有高达50%以上的克雷伯菌属细菌产ESBLs。回顾我国2005年至2013年这9年间的耐药性监测资料显示,中国大陆地区三甲医院产ESBLs大肠埃希菌的检出率介于38.9%到56.5%之间,呈缓慢上升趋势;产ESBLs肺炎克雷伯菌的检出率介于31.8%到45.2%之间,呈缓慢下降趋势;产ESBLs奇异变形杆菌的检出率介于6.0%到20.7%之间,见图1-3。碳青霉烯类耐药机制如产KPC-2酶、膜蛋白缺失等常见于肺炎克雷伯菌,这些机制常掩盖ESBL表型的检出,因此我国肺炎克雷伯菌产ESBL的发生率可能被低估了。

CLSI2010版修订了肠杆菌科细菌对部分头孢菌素类抗生素和氨曲南的敏感折点,并建议不再进行ESBL筛选和确认试验,因此目前有些医院检验报告单中不再提示ESBL是否阳性。一般而言,采用CLSI 2010版以后的药敏判读标准,对头孢噻肟或头孢曲松耐药、对头孢西丁敏感的菌株,多为ESBL产生菌。

图1-3 肠杆菌科细菌ESBLs检出率的变迁

产ESBLs菌对β-内酰胺类抗生素耐药以外,还对其他种类的抗菌药如氟喹诺酮类耐药,呈现多重耐药模式,约85%的菌株对环丙沙星耐药,约50%左右对庆大霉素耐药,但阿米卡星的耐药率在20%以内,可作为联合用药的选择。根据中国细菌耐药性监测(CHINET)近3年的监测结果,在大肠埃希菌和克雷伯菌属中,ESBL阳性株与阴性株相比,耐药率差异大的抗菌药物有:头孢呋辛、头孢噻肟、头孢他啶和头孢吡肟,差异均在50%以上,而碳青霉烯类、阿米卡星和左氧氟沙星的耐药率差异不大。

近年来CTX-M基因型已取代TEM、SHV成为最主要的ESBLs基因型。美国2010-2011年一项调查显示,CTX-M型在产ESBL大肠埃希菌中已占85.4%,其中以水解头孢他啶为特征的产CTX-M-15型ESBLs占75.4%。我国学者在ESBLs流行病学研究做了大量工作,20世纪90年代首先报道CTX-M-14型ESBLs,并在随后监测中发现它是我国最常见ESBL基因型。来源于2012年我国24省市30家医院的流行病学数据显示,产ESBL大肠埃希菌90%以上的ESBL基因型为CTX-M,即以对头孢噻肟或头孢他啶耐药为特点。肺炎克雷伯菌产生ESBL的基因型情况与大肠埃希菌相似,我国也以CTX-M为主,但20%~30%菌株的基因型为SHV。

社区获得的产ESBLs肠杆菌科细菌比例增多是产ESBLs菌流行病学的新特点。美国近期的调查显示,社区来源大肠埃希菌的ESBLs检出率为10.9%,并且已成为社区发生的血行感染和尿路感染的主要致病菌。欧洲SMART监测网对腹腔感染的耐药监测显示社区产ESBLs大肠埃希菌检出率由2002年的4%上升至2007年的7.4%,而社区产ESBLs肺炎克雷伯菌为0~5.3%。社区获得的产ESBLs菌的增多主要与全球流行的ST131型大肠埃希菌传播有关,该流行株常携带CTX-M-15基因,而且有更广泛的与毒力和耐药有关的基因,尤其表现出对氟喹诺酮类耐药。我国有关社区获得的产ESBLs菌流行病学资料较缺乏。国家卫生计生委全国细菌耐药监测网在2007年1月至2008 年3月研究显示,社区获得性尿路感染的大肠埃希菌中,ESBLs的检出率为42.8%。2012年来源于我国24省市30家医院大肠埃希菌ESBL流行病学数据也显示,社区获得性ESBL和院内获得性ESBL大肠埃希菌的原发感染类型相似,约50%产ESBL大肠埃希菌来源于尿路感染,20%来源于血流感染。

2. AmpC酶

产AmpC酶菌主要见于以阴沟肠杆菌为代表的肠杆菌属细菌和铜绿假单胞菌,通常呈诱导表达;大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌常由质粒AmpC酶基因介导耐药,呈持续高水平表达。产AmpC酶菌的特点是对头霉素类(头孢西丁)和第一到第三代头孢菌素耐药,对头孢吡肟敏感。但由于部分细菌可同时产AmpC和ESBL,可以导致对头霉素类、第三代和四代头孢菌素均耐药,仅碳青霉烯高度敏感。据美国一项流行病学调查资料显示,约38%的阴沟肠杆菌产AmpC酶。我国系统的流行病学资料较少。孙宏莉等对全国10家教学医院肠杆菌科细菌的流行病学调查显示,AmpC酶阳性为13.3%(149/1157),其中以阴沟肠杆菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌阳性率较高。除对亚胺培南敏感外,AmpC阳性菌株对其他β-内酰胺类药物耐药率超过50%,同时产ESBLs菌株则超过70%,均显著高于非产酶株。

3. 碳青霉烯酶

耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌(CRE)的出现是近年肠杆菌科细菌耐药的新特点。其主要耐药机制为细菌产碳青霉烯酶,该类酶包括A类KPC酶,B类金属酶IMP、VIM和NDM-1,以及D类的OXA-23和OXA-48。KPC-2是最常见的碳青霉烯酶,在大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、黏质沙雷菌、奇异变形杆菌等肠杆菌科细菌中均有发现,以长江三角洲地区报道最多。据近9年我国CHINET监测网数据显示,碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌在2008年前检出率不足1%,但此后开始逐年上升,由2009年的2.9%上升至2013年超过10%,且大多数菌株为产KPC-2阳性株,见图1-2。

产碳青霉烯酶菌株常同时产ESBL和AmpC等β-内酰胺酶,某些菌株甚至同时合并有外膜蛋白缺失,导致CRE对大多数抗菌药物都高度耐药,常为广泛耐药(XDR)或全耐药(PDR)。据CHINET 2013年资料显示,除对阿米卡星和复方磺胺甲唑的耐药率为50%左右外,对其他药物的耐药率介于70%~ 100%。

产IMP型碳青霉烯酶的肠杆菌科菌报道见于日本(IMP-1)、中国台湾(IMP-8)、澳大利亚(IMP-4)、巴西和新加坡(IMP-1)。在中国大陆,主要为IMP-4和IMP-8,涉及的病原菌主要有阴沟肠杆菌、弗劳地枸橼酸杆菌和肺炎克雷伯菌等。近年来报道较多的NDM酶属于金属酶,在CRE中的检出呈上升趋势,印度和巴基斯坦等国家的发生率为5%~18.5%。我国产NDM-1的CRE报道也呈上升趋势,杨启文等收集了全国2004-2012年的342株CRE,发现约50%产KPC-2,7.5%和7.4%产NDM-1和IMP酶,且大多NDM-1阳性株见于2010年以后。

二、 非发酵糖细菌
(一) 鲍曼不动杆菌

鲍曼不动杆菌常在医疗机构环境和人体表面定植,目前已成为医院内获得性感染的主要病原体之一。近年来,该菌表现出了强大的获得各类抗菌药物相关耐药基因的能力,在耐药机制中产多种β-内酰胺酶(如ESBL、AmpC、OXA、NDM-1酶)、外膜通透性低、主动外排系统等都有涉及,导致对临床常用抗菌药物,如β-内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类等呈现出多重耐药或广泛耐药的特性,已经成为我国耐药性最严重的菌种。我国CHINET近9年数据显示,我国碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)检出率从2008年的49.3%上升至2013年的62.5%,见图1-4,且60%以上菌株呈多重耐药模式,在2013年,对头孢他啶、头孢吡肟、哌拉西林/他唑巴坦、亚胺培南和米诺环素的耐药率都超过50%。鲍曼不动杆菌XDR比例也呈上升趋势,2011年XDR达21.7%。

产OXA-23酶是介导鲍曼不动杆菌对碳青霉烯耐药主要机制,俞云松等发现blaOXA-23-like在碳青霉烯耐药株的检出率高达96.5%,且这些菌株绝大多数为多重耐药株,并属于优势克隆CC92。

图1-4 鲍曼不动杆菌对常用抗菌药物的耐药性变迁

值得注意的是,血流感染的鲍曼不动杆菌比例近年也呈上升趋势,据中国CHINET监测网报道,鲍曼不动杆菌在血流感染中的分离率已由2009年的2.7%增加至2011年的3.9%。据国家卫生计生委细菌耐药监测网2013年监测全国1300余家医院数据显示,血标本分离菌株中,鲍曼不动杆菌分离率居第五位(4%),且70%以上都呈多重耐药(MDR),发生后患者死亡率高达29.8%~58.6%,已给临床治疗带来严峻挑战。

(二) 铜绿假单胞菌

约10%的院内感染由铜绿假单胞菌引起,该菌对多种抗生素表现为天然或获得性耐药,临床治疗十分困难。据拉丁美洲SENTRY细菌耐药监测网调查,1997-2008年的医院获得性肺炎(HAP)和呼吸机相关性肺炎(VAP)的分离菌中,铜绿假单胞菌居第二位(21.8%),仅次于金黄色葡萄球菌(28.0%)。我国NPRS监测网1994-2001年的报告也显示,在7年分析的9911株革兰阴性杆菌中,铜绿假单胞菌位居首位(21.3%),且40%以上分离自下呼吸道感染标本。CHINET 2005-2012年的8年间铜绿假单胞菌比例介于11.6%~16.9%,且主要分离于下呼吸道。近期一项我国17家ICU的VAP病原学调查也显示,铜绿假单胞菌分离率位居首位(19.7%)。

根据我国CHINET连续9年耐药监测资料显示,铜绿假单胞菌对抗菌药的耐药率趋于平稳,呈缓慢下降趋势,对碳青霉烯耐药率介于20%~30%,对阿米卡星、头孢哌酮/舒巴坦、头孢他啶、环丙沙星和哌拉西林/他唑巴坦耐药率相对较低,MDR株比例约40%~50%,XDR株比例1%~2%,见图1-5。

图1-5 铜绿假单胞菌对常用抗菌药物的耐药性变迁

铜绿假单胞菌常存在适应性耐药,主要指宿主环境刺激调节基因改变耐药基因的表达,从而导致细菌在宿主体内的耐药性和体外药敏试验检测的不一致,临床使用体外敏感药物也难于有效,导致临床难治疗、难清除病原菌的困境。

(三) 嗜麦芽窄食单胞菌

嗜麦芽窄食单胞菌广泛存在于土壤、植物、人和动物体表及医院环境中,属条件致病菌。中国CHINET监测2005-2013年资料显示,该菌占所有革兰阴性菌的4.0%~5.0%,居于第5~6位。

嗜麦芽窄食单胞菌对碳青霉烯类抗生素天然耐药,临床可使用的抗菌药品种少。中国CHINET监测2005-2013年资料显示,嗜麦芽窄食单胞菌对米诺环素的耐药率最低,介于1%~4%;对左氧氟沙星、复方磺胺甲唑(TMP/SMZ)的敏感率介于5%~15%,头孢哌酮/舒巴坦耐药率近年有上升趋势,见图1-6。

图1-6 嗜麦芽窄食单胞菌对常用抗菌药物的耐药性变迁

生物被膜的形成是嗜麦芽窄食单胞菌新发现的耐药机制,嗜麦芽窄食单胞菌借助生物被膜不仅可以黏附于医用材料(如气管插管),也可黏附于组织细胞上,长期定植于体内,是慢性感染反复发作的主要原因。