细菌耐药性变异与抗菌药物临床应用研究进展

1992年美国疾病控制中心（CDC）的资料表明，有13300例住院患者，是因为对所使用的抗菌药物耐药，细菌感染得不到控制而死亡。几十年来，人类发明了大量的抗菌药物，目前应用于临床的已不下200种之多，而仍以平均每年10种以上新的抗菌药物问世的速度在增长。一方面多种抗菌药物投入临床应用，另一方面则是耐药菌株的不断产生。耐药细菌的产生，很大程度上应归结为几十年来，人类大量使用抗菌药物的结果。细菌在大范围选择性压力下，保留了它们中最耐药的菌株，而这种耐药性可以在细菌间传播，耐药细菌又能在全世界范围内播散，因而多重耐药菌株的感染导致患者死亡的报道在逐渐增多。美国《时代杂志》近期在突出的位置刊登：《微生物的耐药性棗人类会不会在抗感染中失败》的文章。研究细菌的耐药趋势与新的抗菌手段，已成为人类保护自己生存的一个长期乃至永恒的话题。1994年世界卫生组织已正式成立了耐药监测领导小组，开展了全世界范围内的宣传和行动。有关国际性传染病和抗生素会议都将耐药问题与严重传染病放在同等重要位置讨论。

1 细菌耐药性变异的趋势

近年来临床上发现的耐药细菌的变迁有以下6个主要表现：（1）耐甲氧西林的金葡菌（MRSA）感染率增高；（2）凝固酶阴性葡萄球菌（CNS）引起感染增多；（3）耐青霉素肺炎球菌（PRP）在世界范围，包括许多国家和地区传播；（4）出现耐万古霉素屎肠球菌（VRE）感染；（5）耐青霉素和耐头孢菌素的草绿色链球菌（PRS）的出现；（6）产生超广谱β-内酰胺酶（ESBL）耐药细菌变异。

1.1 耐甲氧西林金葡菌（MRSA）

1961年英国首次报道甲氧西林耐药金葡菌（MRSA）后，世界各国大多数地区均有许多报道，当时没有使用甲氧西林的国家也有同样报道，所以推测此基因天然就存在于MRSA中或还有某种因素可以筛选出MRSA。MRSA是多重耐药株，早期就发现它对青霉素、四环素、链霉素、红霉素、林可霉素及氨基糖甙类等耐药。90年代后，全世界各个国家MRSA已上升为62%。而且在耐药谱方面新的MRSA更为广泛，包括了广谱、超广谱β-内酰胺类、氟喹诺酮类、氨基糖甙类、碳青霉烯类等，最近有文献证明三代头孢菌素及氟喹诺酮类的使用是选择MRSA株的重要原因。现已证明新的MRSA的分子水平上与60年代发现的旧的MRSA有不同。MRSA存在MECA的基因，由它编码PBP2’，而PBP2’对所有重要的β-内酰胺类抗菌素的亲和力均下降。PBP2’可以替代四种PBPS的功能，因此MRSA对几乎所有的β-内酰胺类耐药。近来，还发现甲氧西林耐药性的表达调控基因（mecRI、 mecI ）及其辅助基因（femA、femB、femC、femD）这些基因改变与MECA基因协同就使得MRSA对β-内酰胺类具有更高度耐药性。MRSA对氨基糖甙类抗生素耐药的主要机制被认为是该菌同时产生氨基糖甙钝化酮。

1.2 凝固酶阴性葡萄球菌（CNS）

迄今为止，报道最多的凝固酶阴性的葡萄球菌（CNS）仍是表皮葡萄球菌，同时它也是医院内感染败血症的常见细菌。由于该菌可产生大量细胞间脂多糖粘附素(polysaccharide Intercellular Adhesin，PIA)与细胞外粘液样物质(Extracellular Slime Substanece，ESS)，可通过不同途径吸附在导管表面，引致导管所致的感染。CNS中耐甲氧西林菌株十分常见，在治疗上造成了较大困难。另外，在动物实验中已证实PIA、ESS具有干扰宿主防御功能，ESS可抑制B淋巴细胞的遗传性质、使合成免疫球蛋白减少；还可干扰吞噬细胞；可保护包埋在其中的葡萄球菌免受抗生素的作用，由于膜状物形成的生物膜（Biofilm），使得感染灶中细菌可以不断释放，从而引起败血症。

1.3 耐青霉素肺炎球菌（PRP）

肺炎球菌是引起危及生命的院外感染的最主要的病原菌。该菌引起的全球病死率与结核病相似，每年约300～500万人死亡。长期以来该菌一直对青霉素高度敏感，其MIC为0.005～0.001μg/ml。自1967年首次发现耐青霉素肺炎球菌（MIC 0.1μg/ml）后，1997年又发现多重耐药肺炎球菌流行。该菌除对青霉素耐药外，对四环素、红霉素、氯霉素、克林霉素、利福平等多种抗生素耐药。PRP目前增加也十分迅速，各国报告，分别已占肺炎球菌的20%～50%。

PRP耐药机制是肺炎球菌的PBP发生了改变，使其与青霉素的亲合力减低，研究证实细菌是通过遗传转化、吸收并整合来自细胞外的多聚脱氧核苷酸，使得PBP基因中获得异种DNA片段，多达4种PBP发生改变。

1.4 耐万古霉素的屎肠球菌（VRE）

1991年美国统计肠球菌在菌血症中已占第三位，并且还在不断增长。目前，肠球菌耐药谱愈来愈广泛，表现为高水平耐青霉素，高水平耐氨基糖甙类及耐万古霉素，屎肠球菌比粪肠球菌要严重得多。过去治疗肠球菌感染，特别是心内膜炎，用庆大霉素加青霉素或氨苄青霉素，协同效果很好，自从出现对这两类药物高水平耐药后，不得不改用万古霉素。1986年首次报道了耐万古霉素株（VRE），在菌血症中VRE感染死亡率高达20%～100%。

肠球菌的多重耐药性也很严重，它可包括因产生过量的PBP和合成大量β-内酰胺酶，出现高水平耐青霉素。产生各种修饰酶，而耐氨基糖甙类抗菌素及耐万古霉素。

肠球菌耐药基因通过质粒、转座子播散。在体外试验中已证明能成功转移给链球菌、乳酸球菌、单核细胞李斯特菌，特别重要的是金黄色葡萄球菌。所以必须努力控制多重耐药株的播散。

1.5 耐青霉素和耐头孢菌素的草绿色链球菌(PRS)

链球菌最初的分类基础是以其不同溶血能力为依据。在细菌培养中，菌落周围有草绿色溶血环，称甲型或α溶血，这类链球菌亦称草绿色链球菌。以前，认为它们在大多数情况下是以正常菌群定植在咽部，不引起任何症状和疾病，1983年后相继报道由它们引起的脑膜炎，心内膜炎及手术后的软组织感染等，进一步证明，在患者因疾病或治疗后抵抗力下降情况下，可以引起机会性感染。长期以来，青霉素是治疗链球菌病首选药物。近来有关耐青霉素和耐头孢菌素类的草绿色链球菌感染报道增多。所幸，尚未因该菌耐药引致临床和流行病学方面的严重问题。

1.6 超广谱β-内酰胺酶（ESBL）耐药细菌

大多数革兰阴性杆菌对β-内酰胺类的耐药性是由质粒介导的β-内酰胺酶引起，常见者为TEM-1，肺炎克雷伯杆菌主要产生SHV-1，绿脓杆菌主要产生PSE-1，这些酶能分解氨苄西林、羧苄西林、头孢噻吩、头孢孟多、哌拉西林等，但不能产生分解广谱头孢菌素、单环类和头霉菌素类。80年代中期，肺炎克雷伯菌、大肠杆菌、枸橼酸杆菌、沙雷菌、阴沟肠杆菌等开始出现质粒介导广谱β-内酰胺酶，可破坏氧肟类（oxy imino-）β-内酰胺类抗生素，包括头孢噻肟、头孢他啶、头孢曲松及氨曲南等，有些与TEM酶有关，有些和SHV酶有关。这组由质粒介导超广谱β-内酰胺酶，变异速度快，已多达33种。最近，从血培养中发现一株阴沟杆菌对第三代头孢菌素高度耐药，因为基因已由诱导型改变成稳定的、不受约束的结构型头孢菌素酶，它对克拉维酸、他唑巴坦等酶抑制剂也不敏感。这种超广谱β-内酰胺酶细菌产生，可能对人类健康形成重要威胁。目前北京市已发现肺炎克雷伯菌产ESBL株达5%，因此严格管理以防ESBL株播散，是十分重要的问题。

2 抗菌药物研究动态

针对临床中耐药菌株日渐增加的情况，目前抗菌药物主要研究重点就放在对耐药菌有效的新药开发方面。

2.1 β-内酰胺类与β-内酰胺酶抑制剂复合制剂

目前，临床上采用的是不可逆的竞争性β-内酰胺酶抑制剂，该类化合物当与细菌β-内酰胺酶接触后，即作用于它们的活性部位，使其失活。此酶有一个特点是其作用随着时间的延长而效果增强，所以又称为“进行性抑制剂”，现临床应用的克拉维酸（Clavulanic acid）与舒巴坦（Sulbactam）均是这一类酶抑制剂。

2.1.1 克拉维酸

克拉维酸对金葡菌产生的β-内酰胺酶和广泛存在于肠杆菌科细菌、流感杆菌、淋球菌和卡他布汉菌的质粒介导的酶有强大抑制作用；对肺炎杆菌、奇异变形杆菌和脆弱类杆菌所产生的染色体介导的β-内酰胺酶也有快速抑菌效果；对摩根杆菌、沙雷菌、绿脓杆菌等染色体介导的β-内酰胺酶的抑制则差些。

通过克拉维酸对β-内酰胺酶的抑制作用，使氨苄西林、阿莫西林、头孢哌酮等不耐酶的抗生素抗菌谱广增，抗菌作用显著加强。

目前临床上使用的有两类复合制剂。与阿莫西林复合制剂（Augmentin）主要应用于产β-内酰胺酶金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌以及肠球菌属所致的感染，对产β-内酰胺酶的肠杆菌科细菌、流感杆菌、脆弱类杆菌等也有较强活性。现已广泛应用于临床各种感染，大系列患者的总有效率为85%。但它不适用于耐甲氧西林金葡菌感染，另一类是与替卡西林复合制剂（Timentin），其适应证与Augmentin相似。

2.1.2 舒巴坦

舒巴坦（Sulbactam，青霉烷砜）为半合成β-内酰胺酶抑制剂。该药本身对淋球菌和脑膜炎球菌就有较强抗菌活性，MIC分别为0.1～3.2mg/L和0.1～0.2mg/L，但对其他细菌作用差，舒巴坦对β-内酰胺酶Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、和Ⅴ型具有很强的不可逆的抑制作用。而对产Ⅰ型β-内酰胺的细菌如肠杆菌、弗劳第枸橼酸杆菌、普鲁菲登菌无效。