ESBL(EXTAND SPECTRUM B-LACTAMASE)广谱β-内酰胺酶耐药菌

产超广谱β-内酰胺酶耐药菌-- 全球性难题来源:美国芝加哥cook county 医院传染部主席 Robert A weinstein

    Weinstein教授回顾了过去100年来住院病人中细菌耐药性的三个变化趋势。他表示，第一个变化趋势发生于1920－1960年间，当时出现的问题是住院病人中streptococcus（链球菌）和staphylococcus（葡萄球菌）的耐药性。但由于医药界很快生产出较好的抗生素，葡萄球菌的耐药问题得到了解决。至70年代，革兰氏阴性菌成了难题菌（尤其是aeruginosus Bacillus 绿脓杆菌），它们成为院内最难对付的细菌。当时，人们开始应用越来越多的cephalosporin（头孢菌素）对付这类革兰氏阴性菌。第三个变化趋势是革兰氏阳性菌耐药问题的再次出现。头孢菌素的应用似乎诱发了MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）和enterococcus（肠球菌）的增加，而静脉导管的使用也增加了病人皮肤凝血酶阴性葡萄球菌的感染。Weinstein教授首先讨论了革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的耐药性。他说：“实际上，几乎每种抗菌素都有耐药问题，而九十年代面临的是三大问题，第一是革兰氏阴性菌中的β-内酰胺酶问题，特别是超广谱β-内酰胺酶（ESBL）问题；第二是首先发生在肠球菌而现在发生在葡萄球菌中的耐vancomycin（万古霉素）问题；第三是其他细菌的耐药问题。”

　　就革兰氏阴性菌的耐药性，Weinsfein教授介绍了1996发表在《传染病杂志》上关于在400个重症病房（ICU）中，从病人身上分离出的革兰氏阴性需氧菌的耐药情况。他说，研究者对分离出的大约34000株革兰氏阴性菌进行了抗生素的耐药率分析，其结果显示：将所用的抗生素分为三组，其中抗菌活性＞90％的是：amikacin（阿米卡星）和 Imipenem（亚胺培南）；活性在80－90％之间的主要是Ciprofloxacin（环丙沙星）、Timentin（替卡西林）、替卡西林／棒酸；而抗菌括性＜80%的抗生素为数最多，包括piperacillin（哌啦西林），ceftazidine（头孢他啶）及ampicillin（氨苄西林）／sulperazon（舒巴坦）。ESBL的定义与药敏测定革兰氏阴性菌的耐药性大多来自β-内酰胺酶，后者是一种蛋白酶。它可使β-内酰胺类抗菌素失活，其机理是与β-内酰胺环的羧基共价结合，使其酰胺键水解。

　　ESBL（超广谱β-内酰胺酶）是丝氨酸蛋白酶的衍生物，是存在于细菌中的酶，通过质粒形式传播，质粒是细茵染色体外的DNA。 ESBL可水解β-内酰胺环，尤其是头孢他啶和aztreonam（氨曲南）等新型广谱头孢菌素。 ESBL于1983年首先在德国被发现，它由常见的酶如β-内酰胺TEM2衍生而来，而β-内酰胺TEM2是一种引起革兰氏阴性菌对ampicillin（氨苄西林）产主耐药的常见酶。ESBL的出现是由于β-内酰胺上1－4氨基酸发生了突变。ESBL最常见于Pneumobacillus（肺炎克雷伯杆菌）和 colibacillus（大肠杆菌），非常重要的是，ESBL的质粒上常常携带着对其他抗生素耐药的基因。

　　Weinstein教授举例说明了过去15年ESBL的发生情况。首12种ESBL在许多国家中均常见于肺炎杆菌（克雷伯杆菌）和大肠杆菌。他表示，当观察抗菌素MIC（最小抑菌浓度）值时，就会发现不同的ESBL对不同的第三代头孢菌素具有不同的活性（即不同的 MIC值）。如TEM3，它能使cefotaxine（头孢噻肟）及头孢他啶都失活，因此，含有TEM3酶的细菌既可耐头孢噻肟又可耐头孢他啶。不过，含有TEM10酶的细菌却对头孢噻肟敏感，但对头孢他啶有耐药性。

　　Weinstein教授说，这就意味着我们再也不能只用一种抗生素试纸来测定第三代头孢菌素的敏感性。我们必须在测定头孢他啶之外，再单独测定头孢噻肟和ceftriaxone（头孢三嗪）。所以，如果要测定肺炎克雷伯杆菌是否具有TEM10，必须分别用头孢噻肟和头孢他啶试纸测定，只有在前者敏感、后者耐药的情况下，才能确定该菌具TEM1O。他指出，在化学结构上，ESBL蛋白酶是一种很大的化合物。当它作用时，抗生素被紧密地包裹在酶体内，β-内酰胺环就遭到破坏。有些ESBL与抗生素的结合方式则象钥匙和锁头一样，有些却不能结合在一起。因此，药效就取决于某一抗菌素和ESBL的特异性。

　　ESBL的流行情况

   在药物流行病学上，已对ESBL有较深的了解。发生于第三代头孢菌素的多数耐药性已存在于ICU病房中。Weinstein教授指出，纽约市发生的耐第三代头孢菌素肺炎杆菌引起的院内感染大流行就是一个实例。大多数爆发起始于ICU，尤其是专科ICU。另一个例子是一批中性白细胞减少性发热的癌症病人，他们在接受头孢他啶治疗后发生了耐头孢他啶的肺炎克雷伯杆菌和大肠杆菌的爆发流行。他还说：“研究发现，在芝加哥的老人疗养院中，半数老人的胃肠道内可分离出具有ESBL的肺炎杆菌和大肠杆菌。由此可见，芝加哥的老人疗养院是这些细菌的滋生地。”

　　Weinstein教授及其同事最近在芝加哥调查了6间医院的产ESBL大肠杆菌及肺炎（克雷伯）杆菌的情况，并研究了它们对抗菌素的敏感性。结果显示，基本上有三种耐药情况：大多数大肠杆菌及肺炎克雷伯菌对头孢他啶、妥布霉素、庆大霉素、替卡西林／棒酸及增效新诺明（TPM／SMZ都具有ESBL耐药性。对环丙沙星、头孢西丁、头孢三嗪的耐药性为20－40%；而对哌拉西林／他唑巴坦、头孢噻肟、阿米卡星、美罗培南和亚胺培南则具敏感性。他说：“许多人会问；如果ESBL只是使头孢族抗菌素失活，那么，为什么细菌还对妥布霉素、庆大霉素和增效新诺明也产生耐药呢？”答案是，耐药质粒不但携带对ESBL的耐药基因，而且还携带对其他抗菌素的耐药基因。在这些细菌中，妥布霉素耐药基因、庆大霉素耐药基因及增效新诺明耐药基因都全被转移到相同的质粒上。

　　ESBL对全球的影响

　　ESBL对全球会产生什么样的影响？ Weinstein教授向与会者透露了最新的资料。他说，来自美国、南非、土耳其、台湾、南美和澳大利亚等7问医院的研究人员，两年来收集了大量因克雷伯杆菌引起的菌血症病例的血样。共有216例病人的血培养呈肺炎克雷伯杆菌阳性。其中约15%（32／216）的病人，其肺炎克雷伯杆菌具有ESBL 85%或184名病人的克雷伯氏杆菌是没有带ESBL。研究人员还发现，这32名病例中，约1／3的患者在菌血症发生前2周接受过第三代头孢菌素的治疗。相比之下，无ESBL的克雷伯氏杆菌菌血症患者只有3％二周前接受过第三代头孢菌素的治疗。因此，专家们认为，第三代头孢菌素的应用是发生有ESBL克雷伯杆菌菌血症的危险因素。不过，我们还应重视，约2／3患有具ESBL克雷伯杆菌菌血症的病人，并没有应用过第代头孢菌素。J Weinstein教授怀疑这些病例的感染多数是因院内病房之间的交叉感染所致。医务人员在工作中不洗手，将病菌从一个病人传到另一个病人，是交叉感染的危险因素之一。

　　对具有ESBL细菌感染的治疗

　　在治疗上，Weinstein教授首先介绍了动物模型的情况。在几个动物模型研究中，研究对象为患心内膜炎的兔子或腹部感染的大鼠，病源菌是具有ESBL的大肠杆菌和克雷伯杆菌。结果表明，当应用了β-内酰胺抑制剂，如头孢哌酮／舒巴坦、氨苄西林／舒巴坦、哌拉巴林／三唑巴坦或亚胺培南，可取得最好的疗效，动物死亡率也大大下降。

　　其次，他介绍了对暴发流行病人的治疗情况。共收集了10－15次暴发流行的资料，其中约一半有治疗结果。对此所进行的归纳结果表明，疗效基本上取决于病人感染ESBL的种类。三代头孢菌素，哌拉西林／三唑巴坦和亚胺培南对大部份病人有效。不过，Weinstein教授认为，确定病人是否为菌血症很重要，因为后者是严重的感染类型。

　　疗效分析

　　在会上， Weinstein教授介绍了部分治疗结果。他说：“我的同事对一批因肺炎克雷伯杆菌和大肠杆菌所致、且对头孢他啶具耐药性的病人进行治疗后，结果表明，当病人所用的抗菌素适当（在体外证明是有效时），治疗后只有 1人（1／19）死亡。相反，事先接受抗菌素静脉用药且体外证明无效时，死亡人数达5人（5/12）这两组的差别有统计学意义（p=0．02）” Weinstein教授还引述了一项发表于1997年多伦多ICAAC会议上的资料。该研究共收集216例克雷伯杆菌菌血症病人其中32例有ESBL，184例无ESBL。进行总体分析时，有ESBL组的病人死亡率略高于无ESBL组，其差异无统计学意义。但由于两组中有许多病例属于ICU中的菌血症病人，其死亡原因与原发病有关，因此影响了总的死亡率。为了区分感染上有ESBL细菌病人的死亡是否与ESBL有关，研究人员剔除了ICU病人，结果发现，有ESBL组的死亡率（40％）明显高于无ESBL组（18%）。两者差异明显（p=0.06）。Weinstein教授问道：“为什么在由产ESBL的肺炎克雷伯杆菌引起的32例菌血症病人中，其死亡率较高？如果医生经验用药错误，即体外抗生素药敏试验证明无效，则病人的死亡率可高达 75%，反之为28%。因此。很不幸的是，产ESBL克雷伯杆菌感染病人死亡的主要原因，可能是由于经验用药错误所致。这一研究还观察到，在经验用药正确的病人组中，使用亚胺培南的病人，其死亡率低于应用其他抗菌素的患者。

　　蓝色菌的复仇——革兰氏阳性菌的耐药性

因为革兰氏阳性菌于革兰氏染色时，在显微镜下呈蓝色，所以，Weinstein教授把革兰氏阳性菌的耐药称为“蓝色菌的复仇”。他说：“在中国，VRE（耐万古霉素肠球菌）并不常见，这很幸运。在美国，1989年还没有VRE。当时，VRE在医院的分离率为0％，但自1989年后，VXE直线上升。至1996年，耐药率已达18%，分离出的菌株每8株中有1株为VRE，7年来发生了急剧的增长，而这种增长在ICU中更力显著。

　　Weinstein教授指出，VRE的出现会带来三方面的影响：1．一旦VRE在医院、城市、省州）甚至国家中蔓延，人们将面临极大的麻烦，因为它们不会消失。2．医学界必须看手测定肠球菌对万古霉素的耐药性。多数实验室常规均不做这种测定，因为大家都认为肠球菌对万古霉素是高度敏感的。但现在不同了，实验室不得不开始此项工作。3．VRE不仅只对某一病人造成临床上的感染，在每一个VRE临床感染的背后，有5－10个带菌者。这是一种[冰山效应]。临床上发现的病人只是[冰山的一角]。

    VRE的流行病学

　　Weinstein教授认力，美国VRE急剧上升可归因于万古霉素的大量使用和医院卫生及感染控制的不当。他说，八十年代，由于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）增加，万古霉素在美国的使用大幅度上升，因此便增加了临床VRE感染病人的数量。一旦医院出现VRE，由于它还对其他许多抗生素具耐药性，因此，选择使用万古霉素和其他抗生素的压力必然上升。他举例比较了14例VRE菌血症病人和30例其他菌血症患者，结果发现，不但使用万古霉素后血中出现VRE，而且还与第三代头孢菌素和灭滴灵的使用有关。实际上。菌血症病人应用第三代头孢菌素治疗的比率很高，因此，第三代头孢菌素似乎不仅促使了ESBL的出现，也促使了VRE的出现。

　　除了抗生素的使用外，医院卫生和感染控制是另一个重要因素•细菌的传播主要是交叉感染。医务人员不洗手是发生这种交叉感染的原因之一。另外，一旦VRE进人病人的胃肠道，它能持续很长时间，并经粪便等排泄物污染环境。这样，VRE从病人的胃肠道、皮肤和病人所处的环境向外传播。

　　至于VRE的治疗，目前尚无有效的办法治疗VRE，但有几种新药正在研制中。最主要的为。streptogramin （链阳霉素）和oxazolimones。

　　细菌耐药性的新发展

　　Weinstein教授最后谈到了最新出现的问题。即对万古霉素敏感性降低的金黄色葡萄球菌菌株的出现。这种菌株于1996年在日本被发现，于1997年也在美国被发现。迄今为止，虽然世界上共发现3例，但却是一个潜在的、值得认真对待的大问题。1996年发生于日本的首个病例是在1997年才被报道的，该病人是一名婴儿，在心脏手术后因伤口感染而接受万古霉素治疗。为了评价万古霉素的疗效，医生进行了万古霉素的MIC测定，结果发现金葡茵的MIC是8mg／ml。之后日本展开了全面调查，监测了多间大学医院，发现在10间医院中有6间，其高达22％的MRSA对万古霉素的MIC为 8mg／ml。这3例病例对临床有何指导意义？Weinstein表示，首先必须严格控制万古霉素的使用。其次，当病人接受万古霉素治疗金黄色葡萄球菌感染恢复后，应24小时培养测定MIC。一旦发现VRSA，应隔离病人并向当地公共卫生部门报告。

　　Weinstein最后强调，预防重于治疗。（为了预防耐药问题我们可做两件事。第一是控制抗生素的应用，遵循抗菌素的使用指南。第二是控制感染，改善医院的卫生环境。医务人员一定不能忘了洗手。）。