耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌耐藥機制的研究進展

鄂心蕊，席健峰，徐 義，范 縝，李慧玲，王 勇*

(1.佳木斯大學附屬第一醫院，黑龍江 佳木斯 154003；2.云臺山風景名勝區云臺街道衛生院，江蘇 連云港 222000；3.泗陽康達醫院，江蘇 宿遷 223700)

肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KP)屬于革蘭陰性桿菌，近年來已成為引起社區獲得性感染和醫院感染最重要的病原菌之一，可導致呼吸道、泌尿道、傷口等部位的感染及敗血癥、肝膿腫等疾病，為主要的條件致病菌，其特點為易發生于免疫力低下的人群。由于大量廣譜抗生素的使用，多重耐藥的KP在全球范圍內廣泛流行。近年來，由“超級細菌”所引起感染的相關報道不斷增多，“超級細菌”是指對多種抗菌藥物均表現出耐藥性，臨床治療可選用的抗生素較少，嚴重的威脅著患者的生命安全，引起全世界生物學專家與臨床醫生的廣泛關注。CRKP往往具有多重耐藥性，且耐藥機制復雜，包括產生各種水解藥物的酶類，細菌外膜孔蛋白的缺失，藥物作用靶位的改變，藥物外排泵系統亢進等。

1 CRKP的流行現狀

當前有關CRKP報道不斷增多，全世界范圍內均有暴發流行的趨勢，已經引起高度關注。美國美羅培南年藥物敏感實驗信息采集項目(Meropenem Yearly Susceptibility Test Information Collection Program,MYSTIC Program)監測發現，從2004年到2007年攜帶KPC基因的肺炎克雷伯菌的耐藥率不斷增加[1]。我國CHINET[2]研究報道了2005年到2014年19所醫院分離的腸桿菌科細菌對美羅培南和厄他培南的耐藥率呈上升趨勢，即CRE的分離率呈現逐年增加趨勢，應引起重視。2006年我國CHINET肺炎克雷伯菌耐藥性監測數據表明，革蘭陰性菌中克雷伯菌屬的分離率排在第3位，僅次于排名第2位的銅綠假單胞菌，對美羅培南、亞胺培南的耐藥率分別僅為0.6%、0.4%；而在2016年我國CHINET顯示，肺炎克雷伯菌的分離率穩居第 2 位(13.81%)，21141株肺炎克雷伯菌對亞胺培南、美羅培南的耐藥率分別為15.4%、17.9%，可見我國肺炎克雷伯菌檢出率不斷增加[3]，應引起醫務工作者的高度重視。

2 CRKP耐藥機制

有關CRKP的耐藥機制主要有以下4種：①細菌產生水解抗生素的酶類，如水解酶、滅活酶等。②細菌細胞膜通透性下降，使抗生素不能進入細菌內而起到殺菌作用。③細菌外排泵的過度表達，使進入細菌菌體內的抗生素劑量減低甚至為零。④青霉素結合蛋白位點的改變，使細菌和抗生素不能有效的結合。

2.1 產酶機制

KP對碳青霉烯抗菌藥物的耐藥機制中，最主要的是產生碳青霉烯酶[4]。碳青霉烯酶是一種可以水解頭孢菌素類、青霉素類以及碳青霉烯類抗生素的廣譜β-內酰胺酶(ESBL)，根據Ambler分類方法，將ESBL分為A、B、C、D四類酶，其中，A、B、D類為碳青霉烯酶。

2.1.1 A類碳青霉烯酶

A類酶以絲氨酸為活性位點，常見的酶有KPC、GES、SME、IMI等，KPC型酶A類酶中最重要的酶，KPC-2型碳青霉烯酶的檢出率最高[5-6],西方國家報道以產KPC-3型酶為主，我國以產KPC-2型酶為主。2001年Yigit[7]首次報一株分離于美國北卡羅來萊納州的產KPC型酶的肺炎克雷伯菌。隨后，法國 、希臘、澳大利亞、南美洲國家等世界范圍內均有產KPC型酶的報道。耐藥菌基因的突變導致各種亞型的出現，迄今為止，共發現10多種KPC型碳青霉烯酶亞型，由質粒介導。Wei[8]等在2007年報道了出現于我國的第一株產KPC型酶的肺炎克雷伯菌，目前北京、廣州、湖南、臺灣、上海等很多地區也有發現產碳青霉烯酶菌株的報道。

2.1.2 B類碳青霉烯酶

B類酶是金屬酶，以金屬鋅離子為活性部位，可以被乙二胺四乙酸(EDTA)抑制，常見的酶有IPM型酶、VIM型酶、NDM型酶、GIM型 酶、SPM 型酶、NDM-1型酶、SIM型酶等。2009年在印度新德里發現一株攜帶新型的金屬β內酰胺酶NDM的肺炎克雷伯菌[9]，該類型細菌被稱為“超級細菌”，除對單環β-內酰胺類抗生素氨曲南外幾乎對所有的β-內酰胺類抗生素、喹諾酮類藥物及氨基糖苷類耐藥，引發了世界人民的恐慌[10]。

2.1.3 頭孢菌素酶

C類酶是頭孢菌素酶(AmpC)。主要包括ACC、DHA、MOX、FOX和CMY等。AmpC酶既可以由染色體介導也可以由質粒介導，染色體介導的AmpC酶主要水解第三代頭孢菌素，質粒介導的AmpC酶可以有效水解頭孢菌素類及單酰胺類抗生素，可以被氯唑西林和硼酸抑制，不能被克拉維酸抑制，且往往同時攜帶氨基糖苷類、氯霉素等耐藥基因使菌株呈現多重耐藥現象[11]。

2.1.4 D類碳青霉烯酶

D類酶是OXA苯唑西林酶，主要在不動桿菌屬中存在，屬于Bush分群中的2d類。OXA型酶是通過底物與酶相結合，在形成共價酰基的基礎上，通過脫酰基作用而水解抗生素[12]。D類碳青霉烯酶不能水解超廣譜頭孢菌素，但可以被克拉維酸和他唑巴坦抑制，對碳青霉烯類抗生素往往產生低水平耐藥，對氨曲南有較高的敏感性。

2.2 細菌膜通透性的改變

主要包括膜孔蛋白缺失和突變。細菌的細胞膜具有脂質雙層結構，親脂性的藥物可以通過，但是某些β-內酰胺類藥物需要借助通道蛋白進入細菌內以發揮殺菌作用。膜孔蛋白的缺失和突變，可使抗生素無法進入菌體內。目前，已發現的大腸埃希菌常見的外膜蛋白有OmpF、OmpC、PhoE、LamB和蛋白K等，肺炎克雷伯菌中主要的外膜蛋白是OmpK35、OmpK36、OmpK37等。

2.3 細菌的主動外排泵系統

細菌外排泵分為5個家族，分別為耐藥結節化細胞分化家族(RND)、ATP結合盒家族(ABC)、主要易化子超家族(MFS)、小多重耐藥家族(SMR)和多藥及毒性化合物外排家族(MATE)。外排泵耐藥機制主要在染色體上編碼，少數也在質粒上編碼。

2.4 碳青霉烯酶的表型檢測

近年來國內外出現檢測碳青霉烯酶表型新方法不斷增多，研究表明，MHT實驗對檢測KPC、IPM型酶具有較高的特異性和靈敏性，但對NDM、VIM型易產生假陰性，對高產ESBLs或AmpC酶的菌株可出現假陽性。美國臨床實驗室標準化研究所(CLSI)指出，MHT可用于流行病學的研究，不做為臨床常規篩查碳青霉烯酶的方法。2017年CLSI推薦的mCIM實驗作為檢測碳青霉烯酶新的表型方法，是2017年CLSI在Van發明的碳青霉烯滅活試驗的基礎上進行改進，推薦mCIM作為檢測碳青霉烯酶的新方法。該實驗成本低、操作簡單、實驗材料易得。有研究報道稱mCIM檢測碳青霉烯酶具有良好的檢測性能，其靈敏度和特異性均達到90%以上[13]。

2.5 預防CRKP播散的防控措施

世界衛生組織(WHO)在全球召集各國感染及感染防控相關專家一起商討遏制耐藥菌傳播的意見措施，專家組一致認為CRKP的感染或定植的防控應該從多方面下手實施多層次的防控措施，主要包括以下幾個方面：對醫務工作者及患者的手衛生進行必要干預，是防止耐藥菌傳播的基礎；對于免疫力低下的住院病人，早期確定患者是否存在CRKP的定植有助于及早的采取感染防控措施以預防CRKP的感染；臨床感染或是發生了CRKP定植的患者必須進行隔離，可以采取同種耐藥菌感染患者集中隔離；對感染或定植CRKP患者經常接觸患者的床頭柜、壓脈帶、床單、輸液管、便盆、患者使用過的醫療設備以及患者的分泌物等應及時消毒處理；加強對醫務人員及患者的教育，減少侵入性醫療操作的次數，一旦發現耐藥菌的出現，應及時上報，采取積極的感染控制措施。