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浙江省重症碳青霉烯类耐药肠杆菌感染诊治现状分析

2019-08-29孙仁华张嵘李茜张根生李莉周宏伟

浙江医学 2019年16期
关键词:烯类菌素青霉

孙仁华 张嵘 李茜 张根生 李莉 周宏伟

随着碳青霉烯类抗生素的广泛使用,耐药现象已经屡见不鲜,肠杆菌科细菌对碳青霉烯类抗生素耐药的报道在国内外逐年增加。碳青霉烯类耐药肠杆菌(carbapenem-resistant enterobacteriaceae,CRE) 定义为肠杆菌科细菌对任何碳青霉烯类抗生素耐药,指对多利培南、美罗培南和亚胺培南的最低抑菌浓度(minical inhibitory concentration,MIC)≥4μg/ml或对厄他培南 MIC≥2μg/ml,或者已被检测证实产碳青霉烯酶[1]。美国疾病控制和预防中心已经把CRE感染认定为紧急威胁公共健康的问题,亟需尽快采取行动予以解决[2]。CRE在我国医疗机构也出现了散发甚至连续暴发情况,尤其在重症医学科是导致患者院内感染的重要病原菌,而且感染后治疗效果不佳,预后差。为了使广大医护人员对浙江省重症监护病房CRE感染的诊治现状有更清楚的认识,加强对重症CRE感染的重视,进一步减少重症CRE感染的危害,特撰写此文。

1 CRE的流行病学和耐药机制

1.1 CRE流行情况 2001年美国报道,自1996年分离到第1株产肺炎克雷伯碳青霉烯酶(Klebsiella pneumoniae carbapenemase,KPC)的肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KPN)以来[3],产 KPC 酶的肠杆菌科细菌在全世界各个国家和地区均有报道,其中有关对碳青霉烯类抗生素耐药的肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistant klebsiella pneumoniae,CRKP)的报道尤为突出。我国CHINET细菌耐药性监测显示,肠杆菌科细菌对碳青霉烯类抗生素的耐药率逐年增高,尤其是KPN,其对碳青霉烯类抗生素的耐药率已从2005年的3%以下骤升至2017年的20%左右。自2007年首次报道杭州地区2004年分离到的第1株产KPC-2酶的肺炎克雷伯菌起[4],浙江省越来越多的城市出现产KPC酶的肠杆菌科细菌。通过浙江省连续10年的监测发现,碳青霉烯类耐药大肠埃希菌的检出率已由不到1.0%上升至2.0%;而CRKP的检出率已由2007年的不到3.0%上升至2016年的13.6%;耐碳青霉烯类黏质沙雷菌的检出率也上升至 16.0%[5]。

针对CRE对临床抗感染治疗带来的严峻挑战,各国都给予广泛关注,欧洲疾病预防和控制中心强调了感染风险的重要性[6],将如下4点列为“风险”因素:在过去12个月有在医疗机构过夜;过去12个月有长期透析史或化疗史;过去12个月有CRE携带史;与CRE携带者有明确流行病学联系。其主张对考虑存有风险的个体提前采取医疗隔离及接触预防措施,同时积极进行CRE的筛查,且CRE阳性患者需进行额外的隔离治疗措施。

1.2 CRE的主要耐药机制

1.2.1 产碳青霉烯酶导致的耐药 肠杆菌科细菌中主要产A类和D类丝氨酸酶,部分菌株产生B类金属酶[7]。丝氨酸酶的共同特点是在其活性部位具有丝氨酸残基,其中A类酶可以水解青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类和氨曲南,主要基因型有blaKPC、blaIMI和blaGES等,在CRKP中以blaKPC-2型最为常见。D类酶可水解苯唑西林、氯唑西林和碳青霉烯类抗生素,又称之为OXA型β-内酰胺酶,该类酶在不动杆菌中普遍存在,目前在CRE中主要以OXA-48型为主[8-10]。B类碳青霉烯酶为金属β-内酰胺酶,该类酶的特点是可以水解除单酰胺环类(如氨曲南)以外的所有β-内酰胺类抗菌药物[7],代表基因型有blaNDM、blaVIM和blaIMP,在CRE中的大肠埃希菌和阴沟肠杆菌复合群中以blaNDM-1基因型最为常见[11]。

1.2.2 非产酶碳青霉烯类耐药机制 膜孔蛋白是革兰阴性杆菌外膜上的孔道蛋白,是一类亲水性通道,可以选择性的从外界摄取细菌生长所需营养物质和其它化合物,这其中就包括抗生素[12]。在肠杆菌科细菌中主要参与抗生素转运的通道为OmpF和OmpC家族[13-14],当这些膜孔蛋白缺失或者低表达,则会使细菌产生耐药性。在CRE中这种耐药机制约占1%[13]。

1.3 浙江省多家医院ICU患者CRE筛查

1.3.1 CRE筛查方法 浙江省正积极开展省内医院ICU病房肠道和呼吸道CRE定植情况的调查,具体方法如下:(1)标本种类:取粪便或者肛、咽拭子取样放在粪便的采样管(如不能及时接种需要采样在Eswab管)。(2)含药平板筛选法:采样管的样本直接接种在0.3μg/ml美罗培南的中国蓝平板,18~20h培养。平板上生长的菌落鉴定(推荐采用质谱鉴定)并做药敏,之后PCR检测碳青霉烯耐药基因。(3)药敏纸片筛选法:采样管的样本采用常规大便培养的方法接种在哥伦比亚血琼脂平板、沙保平板和SS平板,18~20h培养,挑取疑似肠杆菌科细菌制成0.5麦氏单位的菌悬液涂布在MH平板,贴碳青霉烯类抗生素纸片(推荐厄他培南纸片)次日量取抑菌环大小,根据CLSI的判断折点判读结果,并鉴定耐药的菌株,获得CRE,可通过PCR检测其碳青霉烯耐药基因。

1.3.2 浙江省ICU患者携带CRKP情况调查结果 笔者对浙江省8家医院的ICU患者进行了入ICU时肠道和呼吸道CRKP携带情况的调查,结果显示[15-16]:共计纳入患者202例,CRKP携带患者42例,CRKP携带率(CRKP患者数/总患者数×100%)平均为 20.8%;CRKP菌株数55株,CRKP分离率(CRKP菌株数/KPN菌株×100%)平均为 41.7%;肠道 CRKP菌株数 30株,肠道CRKP分离率(肠道 CRKP/肠道 KPN×100%)37%;呼吸道CRKP菌株数25株,呼吸道CRKP分离率(呼吸道CRKP/呼吸道 KPN)49%。

2 CRE感染的危险因素、临床特征和预后

2.1 CRE定植和感染的危险因素 CRE定植和感染患者有特定的危险因素,不同研究报道的危险因素不尽相同,同时CRE定植本身也是CRE感染的危险因素。研究表明,CRE定植的独立危险因素是不良的器官功能以及出院后进入长期护理机构[17]。CRE感染的危险因素包括脑血管病、碳青霉烯类抗生素使用、患者来源于急诊科和呼吸科、住ICU时间长和机械通气时间长[18-19]。其中,CRE血流感染的危险因素包括留置导尿管、入住ICU、有CRE呼吸道感染、30d内使用广谱抗生素[20]。

2.2 CRE感染的临床特征 美国一项2017年的观察性研究显示,26例CRE感染中肺炎是最常见的感染类型(23例,88%),其次是尿路感染(5例,19%)。4例患者发生血流感染(15%),2例出现伤口和腹腔感染(8%),同时多个部位感染有9例(35%)[21]。我国一项调查也显示94例CRE感染中,最常见的为呼吸道感染(46例,49%),其次为血流感染(18例,19%),尿路感染(13例,14%),腹腔感染(13例,14%),伤口及软组织感染(4 例,4%)[22]。

2.3 CRE感染的预后 CRE感染的死亡率为20%~65.4%[17,20-22],以血行感染的死亡率最高[20]。多元回归分析显示留置中心静脉导管、接受免疫抑制治疗是CRE感染患者死亡的危险因素,而恰当的治疗是死亡的保护因素[22]。CRE定植患者90d死亡的危险因素为入住内科ICU、Charlson并发症指数和住院史[21]。CRE和CRKP感染是否是死亡的危险因素存在争议,2018年一项Meta分析显示[23],与CSE感染相比,CRE感染死亡风险显著升高;与CSE血流感染相比,CRE血流感染死亡风险显著升高;与CSKP感染相比,CRKP感染死亡风险显著升高;与不产KPC酶的CRE感染相比,产KPC酶的CRE感染死亡风险显著升高。

3 重症CRE感染的治疗

迄今为止,尚无关于CRE感染治疗的大型随机对照研究,也无CRE感染最优化的治疗管理策略的共识。针对CRE的抗生素选择余地非常有限,一般对多黏菌素、替加环素、氨基糖甙类抗生素敏感。但均出现抗生素耐药,其耐药率甚至超过35%[24],联合治疗方案更有优势[25-28]。

3.1 重症CRE感染的治疗 遵循一般抗菌治疗原则,不再赘述。

3.2 治疗CRE感染的常用抗菌药物

3.2.1 多黏菌素 多黏菌素是多黏杆菌培养液中提取的具有抗菌活性的多肽,有A、B、C、D、E 5种。目前仅多黏菌素B和多黏菌素E(黏菌素)用于临床,其作用机制主要为:破坏细菌外膜脂多糖,改变膜通透性来起到杀灭细菌的作用。多黏菌素为杀菌剂,对生长繁殖期和静止期细菌均有杀菌作用。除了如变形杆菌、普罗维登斯菌和沙雷氏菌等对其天然耐药,多黏菌素对大多数革兰阴性菌具有杀菌活性。大部分CRE对多黏菌素类药物敏感,但近年来出现多粘菌素耐药的产KPC酶以及产NDM酶或OXA-48酶的肺炎克雷伯杆菌,并呈增多趋势[29-34]。针对CRE,除非多黏菌素的MIC值非常低,否则应联合其他抗菌药物[24]。

浙江省目前临床中应用较多的是多黏菌素B,每天给药量为 1.5~2.5 mg/kg,2 次静脉滴注。多黏菌素 E 治疗剂量比较公认的每天剂量为不超过900万U(欧洲)或 300mg多黏菌素基质(5 mg/kg)(美国),2~4次静脉滴注[35]。静脉应用多黏菌素不能在脑脊液获得有效治疗浓度,在治疗CRE脑膜炎时,可使用多黏菌素E 5~10万U鞘内给药或脑室内给药[25]。多黏菌素E主要由肾脏代谢清除,尿中浓度高,在治疗尿路感染时更有优势[34]。多黏菌素的不良反应主要包括肾毒性和神经毒性,肾毒性多为轻中度,且停用药物后一般可逆;神经毒性如神经肌肉阻滞等,发生率较少。

3.2.2 替加环素 替加环素为首个甘氨酰环素类抗菌药物,其作用机制为靶向细菌核糖体,抑制蛋白质合成来发挥抗菌作用。其抗菌素谱广,对包括CRE在内的革兰阴性菌及革兰阳性菌均有抗菌活性,但对铜绿假单胞菌天然耐药。另外,替加环素对产KPC酶的肺炎克雷伯杆菌中的耐药性在增加[36]。常用给药方案为成人首剂100mg,之后50 mg每12h静脉滴注。2015年抗菌药物超说明书用法专家共识推荐替加环素,可以超剂量(100 mg,1次/12h)使用[37],能够提高重症感染或难治性感染的疗效,但不增加副作用[38-39]。替加环素100mg 1次/12h的剂量方案,在浙江省重症感染治疗中现在已较为普遍,推荐在权衡用药风险和收益比后,将此剂量方案作为重症感染的治疗方案。替加环素的主要不良反应为胃肠道反应和肝功能异常(如胆红素增高)。

3.2.3 碳青霉烯类 2011年,欧洲抗菌药物敏感性试验委员会(EUCAST)降低了肠杆菌科亚胺培南/美罗培南耐药的折点,从>8mg/L调整到>4mg/L。对于低MIC值菌株(如MIC值为4mg/L),大剂量碳青霉烯类药物延长输注可达到足够的血药浓度,从而达到杀菌效果。然而,在浙江省大部分的碳青霉烯类药物对CRE的MIC值较高,不提倡单用碳青霉烯类药物治疗CRE感染,可以联合使用。

3.2.4 氨基糖苷类 氨基糖甙类,特别是庆大霉素,可用于治疗产KPC酶的肺炎克雷伯杆菌所致的感染。在临床中,庆大霉素经常与其他抗生素联合治疗CRE感染[40];考虑到肾毒性,尽量避免与多黏菌素联用。

3.2.5 磷霉素 磷霉素是肽聚糖合成抑制剂,抗菌谱广,对革兰阴性菌和革兰阳性菌均有抗菌活性。CRE包括产KPC酶的肺炎克雷伯杆菌大部分对磷霉素敏感,可用于治疗尿路感染[41-42]。对于全身感染,可考虑静脉磷霉素与其他敏感药物(如多黏菌素、替加环素)联用。

3.2.6 头孢他啶-阿维巴坦 头孢他啶-阿维巴坦2015年在美国进入临床使用。阿维巴坦是新型β内酰胺酶抑制,可抑制KPC酶、ESBL酶、AmpC酶和OXA-48酶。因此,头孢他啶-阿维巴坦对大部分产KPC酶和OXA-48酶的菌株有抗菌活性,但对产MBL菌株包括产NDM酶的菌株没有抗菌活性[43]。头孢他啶/阿维巴坦针剂常规用量为 2.5g(含头孢他啶 2g 和阿维巴坦 0.5g),静脉注射,1次/8h,每次注射时间>2h。值得关注的是,尽管新上市,但是其耐药现象(包括天然耐药和获得性耐药)已有报道,是采取单药还是联合治疗来避免耐药性的出现和发展,成为即将面临的新问题。

3.2.7 发展中的新药 目前有多种对CRE有抗菌活性的新药物正在临床开发中,以β内酰胺酶抑制剂为主,主要为美罗培南-vaborbactam和亚胺培南西司他丁-relebactam。其他处在临床开发晚期的包括Plazomicin(一种新型的氨基糖甙类抗生素)、Eravacycline(一种新型的四环素类)和头孢地尔(一种新型的铁载体头孢菌素)。

3.3 联合治疗方案 重症CRE感染首选两种敏感抗生素的联合治疗,与单药治疗方案相比,联合治疗能改善患者的死亡率及总体临床预后。常用抗生素如多黏菌素、替加环素、氨基糖甙类、碳青霉烯类以及磷霉素等;当碳青霉烯类药物的MIC值<8mg/L时,建议采用含碳青霉烯类药物的联合治疗方案,而碳青霉烯类药物以大剂量延长输注时间方式应用更佳[28,44]。对于重症CRE所致的尿路感染,建议采用含磷霉素的联合治疗方案。多黏菌素联合利福平能产生协同作用,联合用药后将58.3%~80%的菌株 MIC值降至折点以下(MIC<2mg/L),提示多黏菌素联合利福平是治疗CRE感染的有效组合[45];另外,国外有学者提出了双碳青霉烯类的联合策略[46-47],具体方案为利用厄他培南对KPC酶的较高黏附力,将厄他培南作为诱饵阻止第二种碳青霉烯类药物(美罗培南或多利培南)与KPC酶结合,使第二种碳青霉烯类药物更好发挥抗菌作用,可成功治疗产KPC酶的肺炎克雷伯杆菌导致感染[47]。结合文献报道,我们对CRE感染的联合用药方案总结如下,见表1。

3.4 原发感染病灶清除 重症CRE感染患者关键在于感染灶的清除,根据2016年拯救脓毒症运动指南[48],应尽快明确或排除需要紧急感染源控制的特殊解剖部位的感染诊断,一旦确诊,应该在医疗条件许可的情况下,尽快进行任何必要的感染源干预。对于疑似血管内装置导致的感染,在建立新的血管通路后,立即拔除可能引起重症CRE感染的血管内通路装置。

3.5 脏器支持治疗 对于重症CRE感染,脏器支持治疗与抗感染治疗一样发挥着举足轻重的作用。

3.5.1 循环支持 重症CRE感染如出现休克,需即刻给予复苏。最近,2018年拯救脓毒症运动进行更新,提出1h集束化策略[49]。其中循环支持为:当乳酸≥4mmol/L或者低血压,则立即快速补充30ml/kg的晶体液;若患者在液体复苏期间或之后仍存在低血压,则需应用升压药和(或)正性肌力药物来维持平均动脉压(MAP)≥65mmHg。

3.5.2 肝脏支持 脓毒症患者易发生急性肝损伤,严重时可使用血浆置换、人工肝等对症支持。

3.5.3 肾脏支持 对于脓毒症合并急性肾损伤患者,可进行连续或间断的肾脏替代治疗。对于血流动力学不稳定的脓毒症患者,建议采用连续肾脏替代治疗。

3.5.4 呼吸支持 对于脓毒症所致的ARDS成人患者,给予肺保护通气策略。若PaO2/FiO2比值<150,可进行俯卧位通气。如果俯卧位通气不能改善,可考虑行静脉-静脉体外膜氧合(V-V ECMO)进行肺脏支持。

4 ICU内CRE感控措施

2017 年WHO发布了8项CRE的预防和控制措施[50]:多模式感染预防控制策略的实施;重视手卫生;无症状CRE定植菌的监测;重视接触预防措施;重视病人的医疗隔离;环境的清洁;环境中CRE定植或污染的检测培养;及时的检测、审核和反馈。CRE感控措施主要包括阻止CRE的传播、防止CRE由定植进展为感染、减少CRE产生。

4.1 阻止CRE的传播

4.1.1 积极监测 正如其他多耐药菌一样,入住ICU是CRE定植的高危因素[51],这些被CRE定植的患者往往是重要的传播来源,然而这些患者又容易被忽视,所以需要积极监测尽早发现这部分患者,并采取措施减少他们成为传播源的可能性,在临床上,可以通过直肠拭子培养或者聚合酶链式反应(PCR)技术发现CRE定植患者,浙江省正积极开展省内ICU病房肠道CRE定植情况的调查。

4.1.2 集中安置和专门护理人员 对于那些已经确定被CRE定植或感染的患者而言,需要将他们与非CRE携带的患者隔离,安置于同一区域,需要配备专门的工作人员尤其是护理工作者护理这些患者。

表1 CRE感染的联合用药方案

4.1.3 接触预防措施 接触预防措施包括在穿戴工作衣和手套之前进行洗手,在进入CRE定植或感染患者的房间前穿戴工作服和手套,以及在离开患者的房间后更换工作服并再次进行洗手[52]。

4.1.4 环境清洁 在ICU各种医疗设备如呼吸机、血滤装置、监护仪、超声机等均与患者接触较多,定期对这些设备表面进行清洁消毒有助于减少CRE的传播风险,对于诸如听诊器、血压计、体温计等一类的医疗用品需要专用,并对这些物品表面定期消毒。当携带CRE的患者从ICU转出后,需要对其床位进行彻底清洁消毒,携带CRE的患者产生的废料也需要被妥善消毒[53]。

4.1.5 氯己定擦浴 氯己定擦浴通过减少患者皮肤表面的细菌数量降低病原菌的传播。有关研究数目偏少,证据相对不足。

4.2 防止CRE由定植进展为感染

4.2.1 选择性消化道去污(SDD) SDD是通过肠内给予不可吸收性抗生素来清除胃肠道内的CRE定植,起到阻止CRE由定植进展为感染的作用。但是,在使用SDD的过程中需要注意细菌耐药性增加的问题[52]。

4.2.2 减少侵入性操作 ICU患者常常有各种植入物,比如导尿管、深静脉导管、气管导管等,这些植入物可能导致CRE进入人体无菌区,进而引发CRE感染的发生[51]。我们应该严格把握各种侵入性操作的指征,并且在操作过程中注意无菌观念。一旦条件许可,应尽早去除这些植入物。

4.2.3 增强患者免疫力 重症感染、严重创伤、营养状况差、应激状态、糖皮质激素应用等因素在ICU患者中比较常见,这些情况可以导致机体免疫力下降[54-57],从而诱发CRE由定植进展为感染,因此我们除了需要积极治疗患者原发病外,还需要采取加强免疫支持治疗。

4.3 减少CRE的产生 CRE的产生与抗生素的应用息息相关[58-59],目前国内外学者对于减少CRE产生的研究主要集中于抗生素的应用方面。已有多项研究发现通过限制碳青霉烯类抗生素的不合理应用能够减少CRE的产生[60-61]。

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