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耐三种碳青霉烯类抗生素鲍曼不动杆菌的体外药物联合治疗研究

2018-04-18豆姗姗艾阳陆思静

中国全科医学 2018年11期
关键词:指数分布鲍曼抗菌

豆姗姗,艾阳,陆思静

既往20年内,鲍曼不动杆菌(AB)已逐渐成为一种主要的,且具有高致病率和高病死率的院内致病菌[1]。菌株耐药性迅速形成与播散,使多重耐药(MDR)甚至泛耐药(XDR)AB的临床检出率均明显上升,成为全球医疗安全的威胁。有报道显示,临床分离的AB对碳青霉烯类抗生素的耐药率高达80%,对头孢哌酮/舒巴坦(CFS)、左氧氟沙星(LVX)、米诺环素的耐药率约为40%[2-3]。MDR-AB对最后一线治疗药物替加环素(TIG)和多粘菌素逐渐表现出耐药,但很少有新的抗生素问世,因此,迫切需要选择有效的治疗方案来控制MDR-AB的感染率和耐药率。目前以TIG、β-内酰胺酶抑制剂和多粘菌素为基础的药物联合治疗MDRAB感染的研究已取得了一些成绩[4],而具体治疗方案及用药剂量尚未确定,仍需进一步探究。本实验目的在于评价舒巴坦(SUL)、CFS、TIG分别结合多粘菌素B(PMB)、美罗培南(MER)、比阿培南(BPM)、亚胺培南(IPM)和LVX对临床分离MDR-AB的体外抗菌活性,并探讨药物联合对MDR-AB效应,为临床选择及应用抗菌素提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌株来源 选取2016年7月—2017年3月在锦州医科大学附属第一医院ICU、烧伤科、呼吸内科、神经内科、血液科收集的70株非重复MDR-AB菌株,质控菌株为大肠埃希菌ATCC25922和铜绿假单胞菌ATCC27853(由广州市南方医院临床微生物室提供)。

1.1.2 药品与试剂 SUL、CFS、MER、BPM、IPM、TIG、PMB和LVX(均购自中国药品生物制品监督管理所)。MH肉汤(上海万疆生物技术有限公司);血平板(广东环凯生物科技有限公司)。

1.1.3 仪器 BD-100全自动微生物分析仪;DHP恒温培养箱(上海实验仪器厂);比浊仪(法国梅里埃公司);微量加样器;96孔板(美国康宁公司)。

1.2 方法

1.2.1 抗菌药物溶液与菌悬液的配制 抗菌药物溶液参照CLSI2012版[5]配制,其中LVX用前现配。在已分纯并过夜新鲜培养的细菌平板上挑取4~5个形态相同的菌落接种于MH肉汤中增菌6 h,然后于3 ml无菌0.9%氯化钠溶液中用比浊仪调整浓度至0.5麦氏单位,再用MH肉汤按1∶1 000稀释,即为接种菌悬液。

1.2.2 微量肉汤稀释法与棋盘法 SUL、CFS、MER、BPM、IPM、TIG、PMB贮备液和LVX以灭菌的MH肉汤倍比稀释成1 024、512、256、128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25 μg/ml等系列浓度,将上述药物按相应的浓度梯度加入96孔板中,每孔50 μl,接种菌悬液100 μl,37 ℃培养20 h,读取结果并记录单独用药时的最低抑菌浓度(MIC)。将配制好的1/32 MIC~4 MIC(μg/ml)的抗生素按棋盘法[6]两两组合加入96孔板中,每种药物 50 μl,接种菌悬液 100 μl,37 ℃培养20 h。读取结果,记录最佳组合效应时两药各自的MIC值。

1.2.3 联合用药效果判定[5]部分抑菌浓度(FIC)指数是判定两药联合作用的主要指标,FIC=MIC甲药联合/MIC甲药单用+MIC乙药联合/MIC乙药单用。FIC指数≤0.5为协同作用,0.5<FIC<1.0为部分协同作用,FIC=1.0为相加作用,1.0<FIC≤4.0为无关作用,FIC>4.0为拮抗作用。

1.3 统计学方法 采用SPSS 17.0软件对数据进行录入与分析,多分类变量资料采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 8种药物单用与联用对MDR-AB的MIC值 各种抗菌药物单用时的MIC值显示,SUL、CFS、MER、BPM、IPM对MDR-AB均表现为耐药;TIG、PMB、LVX的敏感率分别为28.5%、31.4%、17.1%。药物联用后,SUL、CFS、MER的MIC50和MIC90降至单药时的1/4;BPM、IPM、PMB和TIG均降至单药时的1/2;TIG、PMB、LVX的敏感率有所上升(见表1)。

2.2 浓度-累积抑菌率 SUL、CFS分别与MER、BPM、IPM、TIG、PMB联用后,浓度-累积抑菌百分率曲线均显著左移,其中和MER联合后曲线左移幅度较大,SUL的 MIC50、MIC90由 64 μg/ml和 128 μg/ml分别降至 16 μg/ml和 32 μg/ml,CFS的 MIC50、MIC90由 128 μg/ml和 256 μg/ml分 别 降 至 32 μg/ml和 64 μg/ml;而TIG分别与SUL、CFS、MER、IPM、PMB、LVX、BPM联合后,曲线整体左移幅度不大,其中左移较明显的组合为TIG+MER(见图1~3)。

表1 药物单用与联用对MDR-AB的MIC值和敏感率Table 1 MICs and sensitivity rate of SUL,CFS and TIG used alone and in combination with other antibiotics against 70 strains of MDR-AB

图1 SUL单用及联合其他抗生素的浓度累积抑菌率曲线Figure 1 Cumulative concentration curve of SUL used alone and in combination with other 5 antibiotics against 70 strains of MDR-AB

图2 CFS单用及联合其他抗生素的浓度累积抑菌率曲线Figure 2 Cumulative concentration curve of CFS used alone and in combination with other 5 antibiotics against 70 strains of MDR-AB

图3 TIG单用及联合其他抗生素的浓度累积抑菌率曲线Figure 3 Cumulative concentration curve of TIG used alone and in combination with other antibiotics against 70 strains of MDR-AB

2.3 药物组合对70株MDR-AB菌株的FIC指数分布各药物联合后FIC指数多为≤1.0,表现为协同、部分协同和相加作用,无拮抗作用出现。SUL+TIG与CFS+TIG的疗效比较,差异无统计学意义(χ2=0.722,P>0.05)。SUL+MER 和 CFS+MER、SUL+BPM 和CFS+BPM、SUL+IPM和 CFS+IPM、SUL+PMB和CFS+PMB的疗效比较,差异均无统计学意义(χ2=0.574、3.257、5.180、6.959,P>0.05)。SUL分别联合TIG、MER、BPM、IPM、PMB的疗效比较,差异有统计学意义(χ2=101.501,P<0.05,见表2)。TIG分别联合MER、BPM、IPM、SUL、PMB和LVX的疗效比较,差异有统计学意义(χ2=54.460,P<0.05,见表3)。

表2 SUL、CFS与TIG、MER、BPM、IPM、PMB联合对MDR-AB菌株的FIC指数分布(n=70)Table 2 Distribution of FIC indices of SUL or CFS in combination with TIG,MER,BPM,IPM or PMB against MDR-AB

表3 TIG与SUL、BPM、IPM、LVX、MER、PMB联合对MDR-AB菌株的FIC指数分布(n=70)Table 3 Distribution of FIC indices of TIG in combination with SUL,BPM,IPM,LVX,MER or PMB against MDR-AB

2.4 TIG敏感与耐药菌株与各药物组合的FIC指数分布比较 单药药敏试验结果显示,70株MDR-AB菌株对TIG敏感20株,对TIG耐药50株。TIG敏感菌株与耐药菌株分别联合SUL、MER、PMB的FIC指数分布比较,差异均无统计学意义(χ2=0.910、6.210、3.350,P>0.05);TIG敏感菌株与耐药菌株联合LVX的FIC指数分布比较,差异有统计学意义(χ2=13.490,P<0.05,见表 4)。

3 讨论

AB具有多重耐药机制,MDR-AB的感染率在全球范围内日益增加[7],而对于MDR-AB的治疗已成为医学界的一大难题。由于单一用药的作用不佳,且易诱导细菌耐药,联合用药因药物间的协同作用而备受关注[8-9]。目前对于MDR-AB的治疗,主要以SUL或含SUL的复合制剂、TIG及多粘菌素为基础联合其他抗生素[10-12],依据体内外实验及药效学和药动学选择合适的剂量来进行治疗。国内外已有大量文献对药物联合治疗MDR-AB进行了研究,如王风娟等[13]研究结果显示,TIG联合MER或阿米卡星对实验的MDR-AB具有较高的协同率;PONGPECH等[14]报道,多粘菌素分别联合IPM、MER对MDR-AB的体外抗菌活性优于单一用药;但针对MDR-AB关于其他药物同时分别联合MER、BPM、IPM的报道较为少见。

表4 对TIG敏感与耐药菌株分别联合SUL、MER、LVX和PMB的FIC指数分布情况〔n(%)〕Table 4 Distribution of FIC indices of TIG in combination with SUL,MER,LVX or PMB against TIG-sensitive and TIG-resistant strains

本实验结果显示,SUL、CFS分别联合TIG、MER、BPM、IPM、PMB对MDR-AB的抗菌作用无明显差别,表明CFS治疗MDR-AB时SUL起主要作用[15-16];SUL、CFS与MER联合后表现出较高的协同率,分别为40.0%、45.7%,与文献报道[17-18]的MER与SUL 44.4%协同、与CFS 54.3%协同的结果相符,其机制可能与SUL抑制部分苯唑西林酶的活性,降低细菌对MER的耐药有关。MER联合TIG、SUL、CFS对MDR-AB的抗菌活性无明显差别,但优于BPM、IPM与之联合,这可能与MER、BPM、IPM的分子结构及对AB的耐药机制不同有关。其中MER的分子结构中含有1-β-甲基和吡咯烷-3-硫基,BPM与IPM分别只含有1-β-甲基和吡咯烷-3-硫基,而这些结构均与青霉素结合蛋白(PBP)的结合力有关;MER、IPM的耐药机制主要为PBP的改变、产碳青霉烯酶、膜孔蛋白缺失或表达降低、外排泵机制上调,其中以MER为底物的外排泵多于IPM,而BPM的耐药机制在现有报道中主要为产碳青霉烯酶,其他机制尚不十分清楚[14,19]。MER与其他抗生素联合后,可能因以MER为底物的外排泵表达下调,MER的抗菌活性增加,所以联合效应优于BPM、IPM。因此,在临床选择治疗MDR-AB的药物时,对于SUL和CFS,结合治疗效果及经济因素,且现今市场上也有SUL单一制剂,优先推荐SUL。在SUL联合其他抗生素时,依据本实验结果,SUL联合MER优于SUL联合PMB,且MER费用较低,因此临床首选推荐SUL联合MER。

TIG为米诺环素衍生的甘氨酰环类抗生素,抗菌谱广,一直被作为治疗AB感染的最后一线药物。在本实验中,50株(50/70,71.4%)MDR-AB对于TIG耐药,这与TIG在临床治疗AB的普遍应用有关,而大部分菌株的来源者在临床治疗过程中并未使用TIG治疗,这与其他抗生素诱导RND和AdeABC外排泵过度表达密切相关[20]。本实验结果发现,TIG与MER联合后表现出较高的协同率,为45.7%,结果与国外文献报道相符[21]。TIG与SUL、BPM、PMB联合后的协同率分别为25.7%、37.1%、34.3%,而与IPM、LVX联合效果则以不相关为主,协同率分别为8.6%、14.3%。这与文献报道的TIG与SUL、MER、PMB的协同率分别为5.3%、29.8%、14.3%有一定差异[13],其原因是不同地区流行菌株耐药表型可能存在较大差异。TIG与MER表现出较高的协同率,其机制可能为TIG的9-疏丁基甘氨酰基可克服部分外排泵的外排[22]。在对TIG敏感与耐药的菌株中,TIG+LVX组在TIG耐药菌株中的抗菌效果明显优于TIG敏感菌株,这可能与LVX干扰细菌DNA的复制,进而影响一些蛋白的合成(可能包括外排泵蛋白),最终减轻MDR-AB对TIG的耐药有关。进而,在治疗MDR-AB时,TIG联合MER略优于TIG联合PMB,且国内市场上PMB较少,结合经济原因,首选推荐TIG联合MER。而在TIG耐药的菌株中,可以尝试应用TIG联合LVX进行治疗。

综上所述,CFS治疗MDR-AB时SUL起主要作用;TIG联合MER与SUL联合MER均对MDR-AB具有较好的体外抗菌活性,而两组合的协同率及部分协同率无统计学差异,且SUL较TIG费用低,因此MER联合SUL值得临床推广,但考虑AB耐药机制复杂,而且临床治疗受很多因素影响,所以仍需要进行动物或临床试验来评估该联合的治疗效果,进而选择合适的方案治疗MDR-AB感染。

作者贡献:豆姗姗进行文章的构思与设计、数据整理、统计学处理、结果的分析与解释、撰写论文、论文的修订;豆姗姗、陆思静进行研究的实施与可行性分析、对文章整体负责,监督管理;豆姗姗、艾阳进行数据收集。

本文无利益冲突。

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