铜绿假单胞菌对碳青霉烯类耐药的机制及临床研究
[关键词] 铜绿假单胞菌；耐药性；美罗培南；亚胺培南
各种抗假单胞菌药物在治疗铜绿假单胞菌感染过程中或治疗后可出现不同程度的耐药导致治疗失败，但各种药物诱导耐药的相对危险性可有差异。了解铜绿假单胞菌对碳青霉烯类耐药的机制，及时掌握新的耐药动向及其相关因素，有助于制定切合实际的控制耐药方案。
1 铜绿假单胞菌对碳青霉烯类耐药的机制
OprD为铜绿假单胞菌外膜孔道蛋白，可被动性摄取碱性氨基酸，亦可渗透碳青霉烯类药物。对亚胺培南的渗透率为736nm/s，对美罗培南为73nm/s，表明亚胺培南透入铜绿假单胞菌比美罗培南快10倍。OprD丢失后，两者的渗透率分别为6nm/s及5.5nm/s，对亚胺培南的MIC从1-2mg/L上升到8-32mg/L，对美罗培南的MIC从0.12～0.5mg/L上升到2~4mg/L。铜绿假单胞菌OprD丢失或下降是介导对亚胺培南耐药的主要机制，对美罗培南的影响较少可能与通过尚未确定的通道进入菌体有关。因单纯OprD丢失不影响对非碳青霉烯类药物的敏感性，属窄谱耐药机制。
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亚胺培南为强力β-内酰胺酶诱导剂，诱导铜绿假单胞菌产生Bush IB-内酰胺酶，Bush I酶可快速水解抗假单胞菌头孢菌素类及青霉素类药物，但对亚胺培南只具缓慢水解作用。铜绿假单胞菌外膜孔道蛋白(OprD)丢失可引起对亚胺培南耐药，但若单纯OprD丢失而无β一内酰胺酶参入，则对亚胺培南的MIC只由0.25mg/L增至0.5mg/L，若OprD丢失同时伴口一内酰胺酶的作用，则可使其MIC增至16mg/L，表明β-内酰胺酶与渗透性改变介导对亚胺培南耐药具协同作用。美罗培南比亚胺培南对β-内酰胺酶更稳定，OprD丢失伴β-内酰胺酶作用仅使铜绿假单胞菌对美罗培南的MIC增至2-4mg/L。产金属β-内酰胺酶的菌株亦可能需要OprD丢失才对碳青霉烯类耐药，虽然产金属酶类药物仍属少见，但正在成为铜绿假单胞菌对亚胺培南及美罗培南高度耐药的原因，并可能成为今后严重的问题。
MexB蛋白为广谱泵，位于胞浆膜中，OprM为孔道蛋白通过外膜的出口，MexA为连接蛋白。在mexR位nalB突变导致MexAB-OprM上调最为常见。MexAB—OprM具天然清除双歧性分子(对胞浆膜有损害作用)的功能，并演变具特殊性。因亚胺培南无嗜脂苯或杂环侧链，故MexB不能识别亚胺培南，亦不能外排，但美罗培南具有2’杂环侧链，可被MexB识别，并被外排。MexAB-OprM上调是介导对美罗培南耐药的主要机制，可使美罗培南的MIC从0.12～0.5mg/L上升到2-4mg/L。MexAB-OprM高表达能影响对美罗培南的抗菌活性，而对亚胺培南则无影响。还有MexXY-OprM及MexCD—OprJ上调都可引起对美罗培南敏感性降低，亦不影响对亚胺培南的敏感性，且与MexAB-OprM一样都可引起对喹诺酮类及其他β-内酰胺酶类耐药，MexXY-OprM上调还可引起对氨基苷类耐药 。另一泵出系统MexEF-OprN是由nfxc突变上调，不常见，对美罗培南敏感性降低并对喹诺酮类及其他β-内酰胺酶类耐药，若同时伴OprD丢失，可引起对亚胺培南耐药，但尚不清楚究系由于MexF识别碳青霉烯抑或同时伴OprD丢失所致。最近报告nfxe突变的回忆反应，MexT依赖的铜绿假单胞菌突变菌株具MexEF-oprN多药泵基因表达增强伴外膜孔道蛋白OprD产生下降，增强对氯霉素、喹诺酮类及亚胺培南耐药，是值得关注介导多重耐药的机制。泵出系统属广谱耐药机制。
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铜绿假单胞菌可经过多次突变及/或获得耐药基因导致多重耐药，不是一次突变就能对各种药物耐药，多次使用多种抗茵药物就可序贯发生突变导致多重耐药。一次突变OprD丢失可引起对亚胺培南耐药，对美罗培南敏感性降低，要伴突变MexAB-OprM表达上调才对美罗培南耐药。一次突变对亚胺培南耐药的发生率为10-7，而突变二次对美罗培南耐药的发生率为-14。OprD丢失不影响对厄他培南的敏感性，泵出机制上调与厄他培南高度耐药有关。虽然MexAB—OprM表达上调还可引起对喹诺酮类、青霉素类及头孢菌素类耐药，不引起对亚胺培南耐药，但突变二次(OprD丢失及MexAB—OprM上调)发生对美罗培南耐药的可能性仍低于对亚胺培南耐药的可能性。
对碳青霉烯类敏感的铜绿假单胞菌实验性45只鼠大腿脓肿分三组研究，每组各15只鼠，其中二组分别使用亚胺培南及美罗培南治疗，另一组不治疗作对照，均于4d后处死，有4个脓肿出现耐药菌株(亚胺培南组2个、美罗培南组及不治疗组各1个)，对亚胺培南及美罗培南的MIC均≥4倍，这是首次动物实验对比铜绿假单胞菌对亚胺培南及美罗培南的耐药变化，亦表明其差异所在。
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2 铜绿假单胞菌对碳青霉烯耐药的临床研究
铜绿假单胞菌突变耐药与抗假单胞菌药物的选择压力有关。亚胺培南是第一个碳青霉烯类药物，对铜绿假单胞菌具高度抗菌活性，但早在1986年Calandra就报告使用亚胺培南后铜绿假单胞菌较其他细菌更容易对亚胺培南耐药，以后有些医院经大量使用亚胺培南后很快导致铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药，并有更多报告证实使用亚胺培南与铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药相关，更认为广泛使用亚胺培南是诱发铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药的高危因素。最近波兰一所儿童医院报告1993-2002年亚胺培南及美罗培南的使用量增加4倍，铜绿假单胞菌对亚胺培南的耐药率从4.3%升至18.3%，但其他13种药物的抗菌活性无明显变化或者增强。美罗培南是第二个碳青霉烯类药物，上市后6年比亚胺培南较少报告诱发铜绿假单胞菌耐药。最近西班牙报告7所医院1999~2003年使用美罗培南后未增加细菌耐药性，仍以美罗培南及哌拉西林/他唑巴坦对铜绿假单胞菌最具抗菌活性。另一所西班牙医院追踪12年铜绿假单胞菌对10种抗假单胞菌药物的耐药率变化，只有对阿米卡星，哌拉西林/他唑巴坦及美罗培南的耐药率均<10%，具良好抗菌活性，其余7种药物的耐药率均偏高，尤以重症监护病房菌株对妥布霉素、亚胺培南及头孢他啶的耐药率增高为著。Jones报告美国1997～2004年MYSTIC调查1997～2004年广泛使用美罗培南后，革兰氏阴性菌及革兰氏阳性菌对美罗培南的耐药率亦未增加。当延长美罗培南给药时间，使其血药。谷浓度/MIC≥6.2或其谷浓度/MIC=1.7时联用妥布霉素都可减少诱发铜绿假单胞菌耐药，若增加美罗培南剂量仍可有效治疗低度耐药的菌株感染，但亦有认为铜绿假单胞菌泵出机制上调容易诱发多重耐药，引起对两种碳青霉烯类药物究系何者较少诱发耐药问题的争论。Livermore认为铜绿假单胞菌需突变二次(OprD丢失及泵出机制上调，二次突变率-14)引起对美罗培南高度耐药，低于突变一次(OprD丢失，一次突变率10-7)引起对亚胺培南耐药的发生率。另一方面由于亚胺培南诱导铜绿假单胞菌高产β-内酰胺酶的作用明显比美罗培南强，亦会导致其他β-内酰胺酶类药物失效。若首选亚胺培南治疗铜绿假单胞菌感染，可能诱发耐药导致治疗失败，且常需改用其他抗假单胞菌药物治疗，这样序贯用药诱发多重耐药的危险性仍然大于美罗培南诱发二次突变的危险性。
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临床上不同的用药方案及诱发耐药因素可以表现铜绿假单胞菌对亚胺培南的耐药率高于、等于或低于对美罗培南的耐药率，临床上一定要结合本部门实际的耐药动向，谨慎选择用药，尽可能将碳青霉烯类药物限用于治疗已证实产超广谱β-内酰胺酶菌株感染或用于其它耐药菌株感染的替代治疗,一旦临床上使用碳青霉烯类药物不当，都有可能诱发铜绿假单胞菌及鲍曼氏不动杆菌耐药或多重耐药。最近几年有研究表明：使用喹诺酮类药物是诱发铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药的独立危险因素，认为控制喹诺酮类药物的使用对遏制耐亚胺培南菌株极为重要。而另一研究则表明：除了使用亚胺培南引起铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药的危险机率高达1851外，还与住院史、血透、使用阿米卡星及/或万古霉索有相关性(危险几率2.48～7.79)，故认为只单纯限制使用亚胺培南不一定都能控制铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药。还有报告铜绿假单胞菌对美罗培南的耐药率增高与广谱头孢菌素类、β一内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂、碳青霉烯类、喹诺酮类及氨基苷类药物的使用明显相关。这些资料表明各医疗部门可有不同的耐药动向与诱发耐药相关因素，为此，临床各相关专业要共同协作监测本部门的耐药动向，及时发现新的耐药菌株及其相关因素，及时采取有针对性控制耐药的综合措施，结合实际合理用药，才能控制耐药菌株扩散。, http://www.100md.com(谢景超)
各种抗假单胞菌药物在治疗铜绿假单胞菌感染过程中或治疗后可出现不同程度的耐药导致治疗失败，但各种药物诱导耐药的相对危险性可有差异。了解铜绿假单胞菌对碳青霉烯类耐药的机制，及时掌握新的耐药动向及其相关因素，有助于制定切合实际的控制耐药方案。
1 铜绿假单胞菌对碳青霉烯类耐药的机制
OprD为铜绿假单胞菌外膜孔道蛋白，可被动性摄取碱性氨基酸，亦可渗透碳青霉烯类药物。对亚胺培南的渗透率为736nm/s，对美罗培南为73nm/s，表明亚胺培南透入铜绿假单胞菌比美罗培南快10倍。OprD丢失后，两者的渗透率分别为6nm/s及5.5nm/s，对亚胺培南的MIC从1-2mg/L上升到8-32mg/L，对美罗培南的MIC从0.12～0.5mg/L上升到2~4mg/L。铜绿假单胞菌OprD丢失或下降是介导对亚胺培南耐药的主要机制，对美罗培南的影响较少可能与通过尚未确定的通道进入菌体有关。因单纯OprD丢失不影响对非碳青霉烯类药物的敏感性，属窄谱耐药机制。
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亚胺培南为强力β-内酰胺酶诱导剂，诱导铜绿假单胞菌产生Bush IB-内酰胺酶，Bush I酶可快速水解抗假单胞菌头孢菌素类及青霉素类药物，但对亚胺培南只具缓慢水解作用。铜绿假单胞菌外膜孔道蛋白(OprD)丢失可引起对亚胺培南耐药，但若单纯OprD丢失而无β一内酰胺酶参入，则对亚胺培南的MIC只由0.25mg/L增至0.5mg/L，若OprD丢失同时伴口一内酰胺酶的作用，则可使其MIC增至16mg/L，表明β-内酰胺酶与渗透性改变介导对亚胺培南耐药具协同作用。美罗培南比亚胺培南对β-内酰胺酶更稳定，OprD丢失伴β-内酰胺酶作用仅使铜绿假单胞菌对美罗培南的MIC增至2-4mg/L。产金属β-内酰胺酶的菌株亦可能需要OprD丢失才对碳青霉烯类耐药，虽然产金属酶类药物仍属少见，但正在成为铜绿假单胞菌对亚胺培南及美罗培南高度耐药的原因，并可能成为今后严重的问题。
MexB蛋白为广谱泵，位于胞浆膜中，OprM为孔道蛋白通过外膜的出口，MexA为连接蛋白。在mexR位nalB突变导致MexAB-OprM上调最为常见。MexAB—OprM具天然清除双歧性分子(对胞浆膜有损害作用)的功能，并演变具特殊性。因亚胺培南无嗜脂苯或杂环侧链，故MexB不能识别亚胺培南，亦不能外排，但美罗培南具有2’杂环侧链，可被MexB识别，并被外排。MexAB-OprM上调是介导对美罗培南耐药的主要机制，可使美罗培南的MIC从0.12～0.5mg/L上升到2-4mg/L。MexAB-OprM高表达能影响对美罗培南的抗菌活性，而对亚胺培南则无影响。还有MexXY-OprM及MexCD—OprJ上调都可引起对美罗培南敏感性降低，亦不影响对亚胺培南的敏感性，且与MexAB-OprM一样都可引起对喹诺酮类及其他β-内酰胺酶类耐药，MexXY-OprM上调还可引起对氨基苷类耐药 。另一泵出系统MexEF-OprN是由nfxc突变上调，不常见，对美罗培南敏感性降低并对喹诺酮类及其他β-内酰胺酶类耐药，若同时伴OprD丢失，可引起对亚胺培南耐药，但尚不清楚究系由于MexF识别碳青霉烯抑或同时伴OprD丢失所致。最近报告nfxe突变的回忆反应，MexT依赖的铜绿假单胞菌突变菌株具MexEF-oprN多药泵基因表达增强伴外膜孔道蛋白OprD产生下降，增强对氯霉素、喹诺酮类及亚胺培南耐药，是值得关注介导多重耐药的机制。泵出系统属广谱耐药机制。
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铜绿假单胞菌可经过多次突变及/或获得耐药基因导致多重耐药，不是一次突变就能对各种药物耐药，多次使用多种抗茵药物就可序贯发生突变导致多重耐药。一次突变OprD丢失可引起对亚胺培南耐药，对美罗培南敏感性降低，要伴突变MexAB-OprM表达上调才对美罗培南耐药。一次突变对亚胺培南耐药的发生率为10-7，而突变二次对美罗培南耐药的发生率为-14。OprD丢失不影响对厄他培南的敏感性，泵出机制上调与厄他培南高度耐药有关。虽然MexAB—OprM表达上调还可引起对喹诺酮类、青霉素类及头孢菌素类耐药，不引起对亚胺培南耐药，但突变二次(OprD丢失及MexAB—OprM上调)发生对美罗培南耐药的可能性仍低于对亚胺培南耐药的可能性。
对碳青霉烯类敏感的铜绿假单胞菌实验性45只鼠大腿脓肿分三组研究，每组各15只鼠，其中二组分别使用亚胺培南及美罗培南治疗，另一组不治疗作对照，均于4d后处死，有4个脓肿出现耐药菌株(亚胺培南组2个、美罗培南组及不治疗组各1个)，对亚胺培南及美罗培南的MIC均≥4倍，这是首次动物实验对比铜绿假单胞菌对亚胺培南及美罗培南的耐药变化，亦表明其差异所在。
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2 铜绿假单胞菌对碳青霉烯耐药的临床研究
铜绿假单胞菌突变耐药与抗假单胞菌药物的选择压力有关。亚胺培南是第一个碳青霉烯类药物，对铜绿假单胞菌具高度抗菌活性，但早在1986年Calandra就报告使用亚胺培南后铜绿假单胞菌较其他细菌更容易对亚胺培南耐药，以后有些医院经大量使用亚胺培南后很快导致铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药，并有更多报告证实使用亚胺培南与铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药相关，更认为广泛使用亚胺培南是诱发铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药的高危因素。最近波兰一所儿童医院报告1993-2002年亚胺培南及美罗培南的使用量增加4倍，铜绿假单胞菌对亚胺培南的耐药率从4.3%升至18.3%，但其他13种药物的抗菌活性无明显变化或者增强。美罗培南是第二个碳青霉烯类药物，上市后6年比亚胺培南较少报告诱发铜绿假单胞菌耐药。最近西班牙报告7所医院1999~2003年使用美罗培南后未增加细菌耐药性，仍以美罗培南及哌拉西林/他唑巴坦对铜绿假单胞菌最具抗菌活性。另一所西班牙医院追踪12年铜绿假单胞菌对10种抗假单胞菌药物的耐药率变化，只有对阿米卡星，哌拉西林/他唑巴坦及美罗培南的耐药率均<10%，具良好抗菌活性，其余7种药物的耐药率均偏高，尤以重症监护病房菌株对妥布霉素、亚胺培南及头孢他啶的耐药率增高为著。Jones报告美国1997～2004年MYSTIC调查1997～2004年广泛使用美罗培南后，革兰氏阴性菌及革兰氏阳性菌对美罗培南的耐药率亦未增加。当延长美罗培南给药时间，使其血药。谷浓度/MIC≥6.2或其谷浓度/MIC=1.7时联用妥布霉素都可减少诱发铜绿假单胞菌耐药，若增加美罗培南剂量仍可有效治疗低度耐药的菌株感染，但亦有认为铜绿假单胞菌泵出机制上调容易诱发多重耐药，引起对两种碳青霉烯类药物究系何者较少诱发耐药问题的争论。Livermore认为铜绿假单胞菌需突变二次(OprD丢失及泵出机制上调，二次突变率-14)引起对美罗培南高度耐药，低于突变一次(OprD丢失，一次突变率10-7)引起对亚胺培南耐药的发生率。另一方面由于亚胺培南诱导铜绿假单胞菌高产β-内酰胺酶的作用明显比美罗培南强，亦会导致其他β-内酰胺酶类药物失效。若首选亚胺培南治疗铜绿假单胞菌感染，可能诱发耐药导致治疗失败，且常需改用其他抗假单胞菌药物治疗，这样序贯用药诱发多重耐药的危险性仍然大于美罗培南诱发二次突变的危险性。
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临床上不同的用药方案及诱发耐药因素可以表现铜绿假单胞菌对亚胺培南的耐药率高于、等于或低于对美罗培南的耐药率，临床上一定要结合本部门实际的耐药动向，谨慎选择用药，尽可能将碳青霉烯类药物限用于治疗已证实产超广谱β-内酰胺酶菌株感染或用于其它耐药菌株感染的替代治疗,一旦临床上使用碳青霉烯类药物不当，都有可能诱发铜绿假单胞菌及鲍曼氏不动杆菌耐药或多重耐药。最近几年有研究表明：使用喹诺酮类药物是诱发铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药的独立危险因素，认为控制喹诺酮类药物的使用对遏制耐亚胺培南菌株极为重要。而另一研究则表明：除了使用亚胺培南引起铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药的危险机率高达1851外，还与住院史、血透、使用阿米卡星及/或万古霉索有相关性(危险几率2.48～7.79)，故认为只单纯限制使用亚胺培南不一定都能控制铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药。还有报告铜绿假单胞菌对美罗培南的耐药率增高与广谱头孢菌素类、β一内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂、碳青霉烯类、喹诺酮类及氨基苷类药物的使用明显相关。这些资料表明各医疗部门可有不同的耐药动向与诱发耐药相关因素，为此，临床各相关专业要共同协作监测本部门的耐药动向，及时发现新的耐药菌株及其相关因素，及时采取有针对性控制耐药的综合措施，结合实际合理用药，才能控制耐药菌株扩散。, http://www.100md.com(谢景超)