血液病中的超级细菌—碳青霉烯耐药肠杆菌(CRE)

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碳青霉烯类药物

抗菌药物的发现无疑是20世纪最伟大的公共卫生成就之一,它的出现极大的降低了肺炎、腹泻等疾病的死亡率,其中以青霉素、头孢菌素等为代表的β-内酰胺类抗菌药物在临床大规模应用中的效果尤为突出。然而,每当应用一种新的抗菌药物时,都会面临相应耐药菌株出现的风险。在人们应用β-内酰胺类抗菌药物对抗肠杆菌科细菌的过程中,肠杆菌科细菌不断进化变异,增强耐药能力,产生的广谱酶也逐渐扩大水解范围。

随着新型抗菌药物不断登场,人们开始利用碳青霉烯类药物来进行治疗。碳青霉烯类抗生素是抗菌谱最广,抗菌活性最强的非典型β-内酰胺抗生素,因其具有对β-内酰胺酶稳定以及毒性低等特点,已经成为治疗严重细菌感染最主要的抗菌药物之一,包括亚胺培南、美罗培南、厄他培南等。然而近几年来发现,耐受碳青霉烯类药物的肠杆菌科细菌也越来越多,包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、阴沟肠杆菌等,这类细菌被称为碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(CRE)。

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国内CRE的流行分布

CRE(Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae)主要是指对亚胺培南、美罗培南、多利培南(MIC≥4μg/ml)或厄他培南(MIC≥2μg/ml)任何一种碳青霉烯类药物耐药的肠杆菌科细菌(其中对亚胺培南天然不敏感的摩氏摩根菌、变形杆菌、普罗维登斯菌需要对除亚胺培南以外的碳青霉烯类药物耐药)。肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌是CRE的主要成员,也是中国CRE种属构成中的前两名[1]。2018年全国细菌耐药监测报告显示,肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类药物的耐药率全国平均为10.1%,比2017年上升了1.1个百分点,并且地区间差异较大,其中河南省最高,为32.5%,其次为上海(27.1%)、北京(21%),全国范围内的总体耐药率呈现缓慢上升的趋势。

图片来自
全国细菌耐药监测网

CRE的耐药机制与抗生素的使用

介导CRE发挥耐药功能的机制有多种,其中最主要的是通过产生碳青霉烯酶来发挥耐药作用,碳青霉烯酶分为三类,包括Ambler A、B和D类,最常见的A类碳青霉烯酶包括KPC和IMI等;B类碳青霉烯酶是由金属β-内酰胺酶(MBL)来组成,主要包括NDM、IMP和VIM等,此类酶主要由质粒或其他转座子编码,因此可以在细菌间传播;D类碳青霉烯酶由OXA酶组成。此外,由于碳青霉烯分子需要通过孔蛋白与青霉素结合蛋白(PBPs)结合,抑制细菌细胞壁的合成,从而破坏细菌结构。因此,孔蛋白也可充当碳青霉烯药物的过滤器,抑制碳青霉烯类药物与PBPs的结合,从而介导了耐药进程的发展。除碳青霉烯酶外,研究表明,超广谱β-内酰胺类酶联合外排泵及膜蛋白缺失机制也参与介导了部分CRE的耐药机制[2]

CRE之所以被称为超级细菌是因为其耐药性极强,使得可用于治疗的抗生素十分有限。曾经多粘菌素、替加环素等是治疗CRE感染的主要药物,但随着CRE的耐药性不断增强,一些新型β-内酰胺酶抑制剂组合药物也为治疗CRE感染提供了新的策略[3]。头孢他啶/阿维巴坦是一种新型合成β-内酰胺/β-内酰胺酶抑制剂,可抑制多种β-内酰胺酶。一系列体外研究表明,头孢他啶/阿维巴坦对CRE有明显的功效[4]。但是,头孢他啶/阿维巴坦并非对所有CRE均具有活性,阿维巴坦可抑制KPC,OXA-48等β-内酰胺酶,但对MBL类β-内酰胺酶并没有效果,相比之下,单环β-内酰胺抗生素氨曲南对MBL的作用较为稳定。因此,目前已经提出将头孢他啶/阿维巴坦和氨曲南联合使用,作为对抗CRE感染的重要治疗策略之一。

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血液病患者的CRE感染

对于血液病患者来说,日常治疗过程中的化疗、干细胞移植以及其他免疫抑制剂的应用等均导致患者免疫功能降低,使得血液病患者更容易发生病原体感染以及扩散,导致病情进展迅速。因此,耐药性极强的CRE对血液病患者来说是一种超级细菌,严重威胁了血液病患者的健康。根据本院前期统计分析发现,在74例肛周检出CRE的患者中有13例后期发生了血流感染的情况[5]。因此,对于血液病患者,需要密切关注肛周等相关部位是否出现CRE等耐药菌定植,可为血流感染进行预警提示,为后期可能出现的感染提供药物参考。在CRE的日常检测监护过程中,除了临床的密切关注之外,也需要检测实验室实施相关的主动监测措施,对患者进行严密筛查,优化检测流程,缩短回报结果的时间,尽可能助力于临床诊疗,减轻病患的负担。

参考文献

[1] Wang Q, Wang X, Wang J, et al. Phenotypic and Genotypic Characterization of Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: Data From a Longitudinal Large-scale CRE Study in China (2012-2016). Clin Infect Dis. 2018 Nov 13;67(suppl_2):S196-S205.

[2] Lutgring JD. Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: An emerging bacterial threat. Semin Diagn Pathol. 2019 May;36(3):182-186.

[3] Yang H, Chen G, Hu L, et al. Enhanced efficacy of imipenem-colistin combination therapy against multiple-drug-resistant Enterobacter cloacae: in vitro activity and a Galleria mellonella model. J. Microbiol. Immunol. Infect. 51 70–75.

[4] Castanheira M, Mills JC, Costello SE, et al. Ceftazidime-avibactam activity tested against Enterobacteriaceae isolates from U.S. hospitals (2011 to 2013) and characterization of beta-lactamase-producing strains. Antimicrob. Agents Chemother. 59 3509–3517.

[5] Xu CH, Su Y, Lyu YX, et al. Perianal swabs surveillance cultures of Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae(CRE) can be hints for CRE bloodstream infection in patients with hematological diseases. Zhonghua Xue Ye Xue Za Zhi. 2018 Dec 14;39(12):1021-1025.

编辑:笪文武  审校:陈雪礼

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