重视“超级细菌”的检测、预防和治疗

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重视“超级细菌”的检测、预防和治疗——有关英国国家医疗服务系统(NHS)“超级细菌指南”的解读和思考施毅南京军区南京总医院呼吸科(210002)Email:shiyi56@126.com【摘要】“超级细菌”是指对其有效治疗药物几乎均耐药的细菌,其中碳青霉烯类抗生素耐药革兰阴性杆菌

正文

重视“超级细菌”的检测、预防和治疗

——有关英国国家医疗服务系统(NHS)“超级细菌指南”的解读和思考

施毅

南京军区南京总医院呼吸科(210002)

Email:shiyi56@126.com

【摘要】“超级细菌”是指对其有效治疗药物几乎均耐药的细菌,其中碳青霉烯类抗生素耐药革兰阴性杆菌是近年来临床遇到的主要问题,加上抗菌药物的不合理使用,使临床治疗更为困难。因此,应加强碳青酶烯酶的检测和监测,预防产碳青酶烯酶细菌的产生和播散,正确地使用抗生素治疗。其中非常重要是医疗机构管理层的参与,实验室的质控,抗菌药物的规范使用,和医院感染的控制。

【关键词】β内酰胺酶;碳青霉烯酶;耐药性;预防;治疗

CareonDetection,PreventionandTreatmentofSuperbugs

Theterm“superbugs”referstomicrobeswithresistancetoalmostallantibioticsspecificallyrecommendedforthetreatment.

KeyWords:β-lactamases;Carbapenemase;Drug-resistance;Prevention;Treatment

ShiYi

Departmentofrespiratorydiseases,Nanjinggeneralhospitalofnanjingmilitarycommand,Nanjing210002,Jiangsu,China

“超级细菌(superbugs)”引发的细菌耐药已成为全球的热点问题,不仅是医务界关注,普通民众也非常关心。新德里Ⅰ型金属β内酰胺酶(NewDelhiMetallo-β-Lactamase,NDM-1)的出现再次向我们敲响了警钟,应对和解决细菌耐药问题已经刻不容缓。我们已知,碳青霉烯类(亚胺培南、美罗培南、帕尼培南、比阿培南、多利培南和厄他培南)抗生素在多重耐药(包括产超广谱β-内酰胺酶,ESBL)革兰阴性杆菌感染的治疗中取得了令人满意的疗效,但随着这些广谱抗生素的广泛应用尤其是不合理应用,已经开始出现耐碳青霉烯类的肠杆菌科细菌,虽然数量尚不多但却不断有新的耐药种类出现,后者的传播特征及发病机制与其他敏感的肠杆菌科细菌相似,但患者一旦感染后治疗却非常困难。基于上述原因,英国国家医疗服务系统(NHS)制定了“耐碳青霉烯类产酶菌指引”(Guidanceoncarbapenemresistanceproducers)(以下简称英国指南)【1】——针对产碳青霉烯酶细菌的忠告:认识、感染控制和治疗,提出了相应的检测方法,一些有价值的防治措施和可能有效的治疗药物,对于国内临床实践有很好的指导意义,现结合自己的理解和体会介绍如下。

一、认识“超级细菌”

所谓“超级细菌”首先不是一个新名词,早在2005年美国统计发现由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染导致的病死率超过艾滋病时就提出了这一概念,可惜的是这一警示没有引起人们的广泛重视,多重耐药细菌不断增多。其次“超级细菌”也不是一个具体细菌的名称,而是一类几乎对所有抗生素都有显著耐药性的细菌的总称,包括MRSA、万古霉素耐药肠球菌(VRE)、万古霉素耐药金黄色葡萄球菌(VRSA)和碳青霉烯类抗生素耐药革兰阴性杆菌等。碳青霉烯类抗生素作为治疗产ESBLs革兰阴性杆菌的重要药物,耐药率随着使用率的增加而不断增加。因此,这些产碳青酶烯酶的细菌具备了成为“超级细菌”家族后起之秀的能力,其发展势头没有任何停顿减缓的迹象。而且,与革兰阳性菌相比,针对革兰阴性菌的新药物开发要明显滞后。英国指南主要对多重耐药革兰阴性菌,尤其是产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌感染的诊治进行了忠告【1】。

肠杆菌科中耐碳青霉烯类的细菌包括以下两大类:①产超广谱β内酰胺酶(ESBL)或产AmpC酶并同时伴有膜孔蛋白缺失的细菌:膜孔蛋白缺失通常不稳定,其增加耐药性的价值有限,提示这些菌株极少传播。厄他培南尤其易受此耐药机制的影响。②获得性产碳青霉烯酶细菌:这种类型细菌的危险性更大,并正在向已经对多种抗生素耐药的肠杆菌科细菌播散。它们有三种分子类型:一是金属酶如IMP、VIM、NDM,其活性部位都有锌离子;二是独立的非金属酶家族如KPC和OXA-48;三是其他产碳青霉烯酶细菌如SME、IMI和SPM,但罕见(见表1)。英国抗生素耐药监测及参考实验室(ARMRL)的数据显示,2010年产碳青霉烯酶细菌的数量较2003年增加了近300倍(见图1),其中以KPC最常见(占2/3),其次是NDM、VIM和OXA-48,而IMP较少见【2,3,4】。中国的情况也不容乐观,2005-2010年CHINET耐药监测数据证实我国细菌耐药性与世界大环境无异且呈增长趋势,其中肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类的耐药率也在明显增加(图3)【5】,所以我们绝不能麻痹。

表1主要碳青霉烯酶种类:分布和分子流行病学

地理分布

分子流行病学

NDM

在肠杆菌科细菌中广泛传播(尤其是印度及巴基斯坦的肺炎克雷伯菌及大肠埃希菌)。

印度及巴基斯坦的病人通过旅行/住院/透析将其输入英国。

英国有多型菌株。

不同细菌和菌株之间质粒介导的耐药传播比病人之间的克隆传播更为重要。

英国也有少数交叉感染的病例。

VIM

全球散在分布,希腊有流行;多数为肺炎克雷伯菌。有时会通过以前在希腊住院的病人输入英国。

不同菌株之间的质粒传播比菌株之间的克隆传播更为重要。

IMP

全球散在分布,无明显相关性。

主要通过质粒传播。

KPC

1999年从美国开始,在以色列、希腊流行,在欧洲其他国家爆发流行。一些英国病例通过病人旅行输入,但在英格兰西北部局部流行。

部分通过质粒传播:大多数在肺炎克雷伯菌之间传播,偶尔会传播至其他肠杆菌科细菌。也可通过克隆传播,包括在全球传播的肺炎克雷伯菌ST258。

OXA-48

肺炎克雷伯菌在土耳其、中东和北非广泛传播。某些菌株输入到英国,2008年9月在伦敦一肾脏内科中曾有过爆发流行。

质粒传播和克隆传播均有。

图1来自ARMRL的产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌数据

ARMRL:AntibioticResistanceMonitoringandReferenceLaboratory

(抗生素耐药监测及参考实验室)

图2肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类的耐药率

(中国2005-2010年CHINET耐药监测数据)

二、产碳青霉烯酶细菌的检测

要想了解产碳青酶烯酶细菌的流行情况,必须掌握碳青酶烯酶检测的可靠方法,但即使在有专门标准实验室的英国其标准方法也尚在探讨中,影响因素较多。首先,产碳青霉烯酶的肠杆菌科细菌对碳青霉烯类抗生素的敏感性可能只是略微降低,这就要求实验室在检测边缘菌株时应具备更高的敏感性。其次,大多数产酶菌主要是对β-内酰胺类抗生素耐药,但那些携带OXA-48基因的产酶菌可能仍然对头孢菌素类抗生素敏感,这样在应用药物敏感性自动检测系统时就有可能出现问题。这提示碳青霉烯酶检测的要求较高,而我国有能力做此检测的实验室并不多,应该加强建设并规范化,同时应对那些希望开展此项检测的检验医师进行专门培训,以保证检测的质量。国家也应向英国那样建立参考实验室基地,帮助各地开展产碳青霉烯酶的检测工作,内容应包括:①确认抗菌谱;②鉴定碳青霉烯酶的种类;③确认疫情的爆发;④耐药株流行时跟踪播散耐药菌株克隆【6,7】。

临床上并非所有的革兰阴性菌都需要检测碳青霉烯酶,英国指南的建议可供我们参考。他们认为以下情况不需进行调查研究:①仅对亚胺培南耐药的变形杆菌,这些细菌具有固有的低敏感性;②对头孢菌素和低水平厄他培南耐药但对亚胺培南和美罗培南敏感的肠杆菌属细菌,这些细菌通常同时产AmpC酶和膜通透性降低。③碳青霉烯类耐药的不动杆菌或铜绿假单胞菌,除非这些细菌有高水平耐药(如可以在碳青霉烯类药物培养基上生长)或乙二胺四乙酸(EDTA)-亚胺培南协同试验阳性,后者提示存在金属酶。这些建议是否适合我国情况,尚需我们自已的资料证实【7,8,】。

目前,碳青霉烯酶的检测方法有“Hodge”试验(见图3)和协同试验(图4),但这些方法都没有明确的解释标准,故仅供参考。

图3"Hodge"试验图4协同试验

1.“Hodge”(苜蓿叶,Cloverleaf)试验(图3):①将大肠埃希菌NCTC10418(或ATCC25922)铺满琼脂平板进行药敏纸片试验;②以120°均分的3条臂状形式将受检菌株切进或形成深条纹状从平板中央接种到琼脂中;③将含亚胺培南、美罗培南和厄他培南各10ug的纸片分别放置在3条臂的末端;④抑菌圈凹陷处即表明受检菌株拮抗碳青霉烯类抗生素。值得注意是,结果的读取受主观因素影响,而且AmpC酶可表现为弱假阳性结果。

2.协同试验(图4):①金属碳青霉烯酶(IMP,NDM,VIM)能够被EDTA或2,6-吡啶二羧酸抑制;②碳青霉烯类和EDTA之间的协同作用提示存在金属β内酰胺酶(MBL),可通过Etests或双纸片试验检测;③注意铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌常出现假阳性结果,但肠杆菌科细菌罕见。KPC酶受硼酸抑制,硼酸纸片和亚胺培南双纸片的协同作用提示存在KPC。

三、降低碳青霉烯酶播散风险的措施

消除产碳青酶烯酶细菌最有效的方法是预防耐药性的发生,包括抗生素管理、感染控制和抗生素合理使用。我国的现状往往是重治疗轻预防,即使提及预防措施也比较抽象而缺乏可操作性。英国指南列出了许多具体预防措施,如强调领导层和管理人员的参与和支持,具体感染控制措施等,值得我们借鉴(见表2)【9,10】。

抗菌物药物的管理是减少耐药菌的重要措施,这是我国的一个缺项,即使有规章制度也往往形同虚设,难以落实。英国指南建议通过组成当地多学科小组来确保各项管理措施的落实,以此促进合理和安全地使用抗菌药物,减少耐药性的发生和传播。近期我国卫生部即将出台“抗菌药物管理办法”,将对我国抗生素的合理应用产生深远影响。

内镜已经成为临床诊断和治疗的重要手段,英国指南特别强调了内镜操作对感染的影响,因为已知内镜和相关操作程序可以导致耐药菌的播散,如英国和法国已有几起内镜相关性碳青霉烯类耐药菌株传播的报道。因此,我国也应教育相关工作人员认识这些风险并采取仔细的操作程序,还应特别注意消毒或防护与内镜一起使用的其它设备如照相机等,后者通常不进行常规消毒【10,11】。

表2预防碳青霉稀酶扩散的措施

标准实践措施

病例数

医疗机构的参与

0

1

>1

l保证领导层和管理人员高度优先考虑降低产碳青霉稀酶细菌的散播,并支持所有的预防及清除措施。

l制定应对行动计划(所有医疗机构都需要制定)。

实验室

l优化及总结检测产酶菌的实验室方法。

l采用含美罗培南或厄他培南的MacConkey或CLED琼脂培养基接种粪便、直肠拭子及其他部位拭子(如来源于皮肤伤口/导管部位)进行培养来筛选病原体。检查相应区域内的菌落数目。首选富营养肉汤培养基可能是有用的:用直肠拭子接种5-10ml肉汤于含10ug亚胺培南的培养基上,行次培养。

感染预防和控制

l确定有效隔离地方,如套间/群居区,制定病房关闭和重新开放的标准。

l建立有效的器材消毒措施。如果不能有效消毒,采用专用或一次性器材。

l立即采取防范措施,认真遵循标准和感染控制预防措施,将病人隔离于带有浴室或专用马桶的单独房间。

l优化综合护理和留置装置的临床操作。

l勤用肥皂洗手,保证手的卫生。

l筛查所有的指征和继发的接触病例:及时发现和隔离病例,明确传播的状况,做好病人的标记。

l在感染病区/病房的病人每周或出院时进行筛查,直至病原体被清除。没有强烈的证据支持,不要筛查护运人员。在一些大便未携菌的病例中发现尿液持续带菌。隔离病人的家庭成员仍有争议,但可以考虑实施。

l做好高接触性场所及公共场所的有效的强化和终末清洁工作以减少传播(考虑增加频率和使用消毒剂)。

l根据风险评估雇佣更多人员。

l总结仪器消毒的有效措施。

l如果发生散播,跟踪事件进展,绘制流行病学的图表。

l准备感染病人重新入院和转送措施。

l确保与其他卫生工作者进行足够的沟通。

医院范围

l提高医护人员意识,举行培训活动。

l筛选出入院病人中高危因素者,例如培养阳性,曾在产酶菌流行的国家住院或血液净化的病人。

l如果检测到传播,定期举行小组会议总结感染预防控制的措施,在适用情况下分析根本原因。

l高危病人在分类/入院时的器具隔离策略。

l器具传播的策略。

l确保任何传播都会成为医疗机构(从委员会到病区领导层)最早优先考虑的问题。

四、产碳青霉烯酶细菌感染的治疗

大多数产碳青霉烯酶细菌都有极强的耐药性,可应用的药物有限。我国卫生部于2010年发布了《产NDM-1泛耐药肠杆菌科细菌感染诊疗指南(试行版)》,推荐了替加环素、多粘菌素、碳青霉烯类、氨基糖苷类,氟喹诺酮类和磷霉素等6类药物治疗产NDM-1菌引起的感染,并制定了轻中度和重度感染患者的治疗方案,但是否合理尚需要临床实践进行检验。比如,氨基糖苷类和氟喹诺酮类通常对NDM是耐药的,而在我国诊疗指南中作为推荐药物,但介绍非常简单,操作性不强。英国指南对推荐的治疗药物做了详细介绍,包括优点和局限性,并对通常不敏感的药物给出了特定条件下试用的指征【12,13,14】,可供我们治疗时参考,具体如下。

1.β内酰胺类:通常细菌对此类药物全部耐药,但某些药物可以考虑试用:①氨曲南:对金属碳青霉烯酶(包括IMP、VIM和NDM)是稳定的,但大多数产酶菌由于同时产AmpC或ESBL而耐药;氨曲南对非金属碳青霉烯酶如OXA-48和KPC是不稳定的。②头孢他啶、头孢噻肟和氨曲南:对产OXA-48但不产AmpC或ESBL的肠杆菌科细菌仍然有活性;③替莫西林:对KPC酶相对稳定,但大多数MIC值稍稍超出允许剂量范围(2g,q12h);④β内酰胺酶抑制剂:目前所有的药物都不能灭活碳青霉烯酶;⑤碳青霉烯类:对某些低水平(<4mg/l)耐药的产酶菌仍然有活性。

2.氨基糖苷类:通常细菌对此类药物全部耐药:①产NDM-1菌株:通常含有16S-rRNA甲基化酶,后者使细菌对目前临床能用的氨基糖苷类都耐药;②产KPC肺炎克雷伯菌(ST258):多数对庆大霉素敏感,但对其它氨基糖苷类不敏感;③产KPC、VIM、IMP和OXA-48酶菌株:由于多功能修饰酶的作用使之对氨基糖苷类的耐药性变化很大。异帕米星对某些分离菌株有效,尽管这些分离菌株对其它氨基糖苷类耐药。

3.多黏菌素,替加环素,磷霉素:是体外试验最常有效的药物,但都有局限性。用药剂量需根据病人及感染部位的不同而调整,遵循“安全最高”而不是“最低可能有效”的原则,疗程也应该根据感染类型进行标准化。

英国指南推荐的具体药物见表3。

表3治疗产碳青霉烯酶菌株的药物

药物

优点

局限性

多黏菌素B和E(粘菌素)

(静脉应用)

对90%以上产碳青霉烯酶细菌有活性。

在许多产碳青霉烯酶细菌感染者有成功治疗的病例报告。

明显的肾脏和神经毒性;肺组织渗透性低。

肺炎患者需要应用大剂量,可能还需要加用雾化吸入粘菌素

替加环素

(静脉应用)

体外对大多数耐碳青霉烯类的大肠埃希菌有活性。

批准用于皮肤、软组织和复杂性腹腔感染。

在产碳青霉烯酶细菌引起的各种感染中有成功治疗的病例报告。

血药浓度低;药品标示外使用要谨慎;由于仅有22%经肾脏排泄,不适用于尿路感染。

在某些试验中增加死亡率,如呼吸机相关肺炎(未批准的适应证)的死亡率。

许多克雷伯菌属仅对其中介(MIC,2mg/L),有些则对耐药。

磷霉素

(口服和静脉应用)

对大多数产碳青霉烯酶大肠埃希菌有活性,包括产NDM-1菌株。

尿路感染有效。

敏感性处于临界状态的克雷伯菌属常见。

菌株突变耐药的风险。

英国未上市,但药剂师可以进口药物。

其他:少数分离菌株对其他抗生素敏感,如氯霉素、环丙沙星、复方新诺明。但大多数产酶菌对这些药物耐药。

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