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幽门螺杆菌的耐药性分析和应对策略

2023-11-14陈润祥张晓冬陈世锔白飞虎

海南医学院学报 2023年20期
关键词:四联阿莫西林克拉

陈润祥,张晓冬,陈世锔,白飞虎

(1.海南医学院研究生院,海南 海口 570100;2.海南医学院第二附属医院,海南 海口 570100;3.海南省消化疾病临床研究中心,海南 海口570100)

幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)是全球感染率最高的病原体之一,平均感染率高达40%以上,发达国家和发展中国家的H.pylori耐药率相差较大,存在着地区性差异[1]。H.pylori能导致许多胃肠道疾病的发生,包括胃炎、消化性溃疡、胃淋巴瘤和胃癌[2];它还与一些胃肠外疾病的发生相关,包括免疫性血小板减少性紫癜、缺铁性贫血和维生素B12 缺乏症[3]。治疗H.pylori感染常用的药物有抗生素、抑酸药和铋剂等,抗生素是根除H.pylori的主要药物。目前常用的抗生素有甲硝唑、克拉霉素、左氧氟沙星、阿莫西林、呋喃唑酮和四环素等,近年来由于抗生素耐药情况的恶化,H.pylori根除失败率逐年攀升[4],给临床治疗带来巨大挑战。因此本文将从H.pylori耐药现状、耐药机制和治疗三个方面进行综述,为应对严峻的耐药形势提供参考。

1 幽门螺杆菌的耐药现状

全球H.pylori的耐药情况不容乐观,用于治疗H.pylori的多种抗生素出现高耐药率,其中以克拉霉素、甲硝唑和左氧氟沙星的耐药情况最为突出,给H.pylori的治疗带来巨大挑战。过去十年,克拉霉素耐药率越来越高,多数国家和地区的克拉霉素的耐药率高于20%,某些地区如墨尔本出现90%的高耐药率[5]。我国H.pylori对克拉霉素耐药率普遍较高,相关研究显示为20%~50%,极大降低了H.pylori的根除效率[6-8]。近年来的共识和指南均不推荐克拉霉素耐药率高于15%的地区使用标准三联疗法根除H.pylori。过去几十年,甲硝唑因其价格低廉和高效杀菌被广泛用于妇科、口腔科等疾病,许多地区出现了甲硝唑的滥用情况,导致H.pylori对甲硝唑的耐药率急剧上升,除了少数发达地区,全球多数国家的甲硝唑耐药率均在40%以上[8-12]。国内东南沿海地区对体外培养的17 731 例H.pylori菌株研究发现,H.pylori对甲硝唑的耐药率达到了95.4%,是近些年来甲硝唑耐药情况最严重的地区之一[7]。左氧氟沙星是根除H.pylori的常用药物之一,近年来左氧氟沙星耐药率的上升也不可忽视,文献报道我国北京和南京地区的左氧氟沙星耐药率呈现逐年上升趋势,南京地区在过去5 年中耐药率从14.7%上升至26%[8],北京地区在2008~2014年间由24.2%上升至87.8%,翻了近3 倍[6]。尽管局部地区不能代表全国整体耐药水平,但在一定程度上反映了左氧氟沙星耐药呈现恶化趋势,因此在H.pylori高耐药率的地区,对于左氧氟沙星的选用要慎重。阿莫西林、呋喃唑酮和四环素的耐药率普遍较低,多数地区的耐药率普遍在10%以下(见表1),成为许多指南推荐的一线抗菌药物[37,42]。

表1 不同地区H.pylori 耐药情况Tab 1 H.pylori resistance in different regions

除了地区差异,年龄、性别和溃疡部位等因素与H.pylori耐药相关。波兰的一项研究显示,儿童组的克拉霉素耐药率要显著高于成人组(54.5%vs34.6%,P<0.05),而成人组的甲硝唑耐药率则要高于儿童组(46.9%vs31.8%,P<0.05)[13]。研究人员收集并分析来自中国13 个省市患者的1 117 例H.pylori菌株时发现,与中老年患者相比,年轻患者对左氧氟沙星和克拉霉素的耐药率较低;左氧氟沙星耐药性在性别和溃疡部位中有着显著差异,女性患者耐药率高于男性(22.7%vs16.8%,P<0.05),胃溃疡患者耐药率明显高于十二指肠溃疡患者(41.7%vs18.3%,P<0.05)[14]。然而一些研究认为年龄和性别与抗生素耐药之间并无相关性,因此年龄和性别等因素与抗生素耐药性的关联还需要更多的研究进一步验证[15]。

随着抗生素滥用和不规范的治疗,H.pylori的多重耐药成为一个日益严峻的问题,许多国家和地区的多重耐药率均高于20%,并且呈现上升趋势,其中以甲硝唑+克拉霉素组合最为常见[8,13],这可能与两种药物常用于治疗其它感染性疾病有关。目前认为H.pylori根除效率的下降与抗生素多重耐药密切相关。因此临床中要严格掌握抗生素的适应症,此外还应尽量提升首次根除H.pylori的成功率,以防出现继发性耐药,增加根除难度。基于药敏试验的个体化治疗可以有效提升根除率,或许可以使严峻的耐药形势得到进一步缓解,应在临床中推广。

2 幽门螺杆菌的耐药机制

2.1 克拉霉素

1996 年Versalovic 等[16]首次证实,H.pylori对大环内酯类抗生素耐药是由于其23SrRNA 的V 区上发生了点突变,导致核糖体的构象发生改变,使得大环内酯类抗生素结合位点随之改变,H.pylori与大环内酯类抗生素二者亲和力下降,药物无法阻止细菌的蛋白合成,最终产生耐药。进一步研究证实23SrRNA 中的A2142G 和A2143G 是最常见的点突变,这些突变在克拉霉素耐药性中起主要作用[17-19],关于突变基因的检测是否能应用于临床,目前还没有得到充分证实,原因之一是基因突变存在着不确定性,如原发性耐药和继发性耐药之间的基因突变存在差异,未来或许可以通过检测这些突变基因来取代克拉霉素药敏试验,用于指导临床个体化治疗。Zhu 等[20]于2002~2006 年对中国南昌地区分离的42 株耐克拉霉素的H.pylori研究发现,原发性克拉霉素耐药的菌株有两个主要的突变位点,分别为A2143G 和T2182C,而继发性耐药出现了四个突变位点,分别为A2143T、T2182C、G2172T 和G2254T,表明抗生素的应用可能会使细菌的耐药基因产生突变。此外不同突变基因对于判定克拉霉素耐药的敏感性和特异性都不尽相同,这可能是阻碍基因检测在临床中的应用的原因之一。一项针对H.pylori耐药基因研究的meta 分析发现,突变位点A2142C、A2142G 和A2143G 的组合在检测克拉霉素耐药方面,具有很高的敏感性和特异性[21]。或许通过联合多种突变基因提升判定H.pylori对克拉霉素耐药的准确性,以便更好应用于临床。

2.2 甲硝唑

研究发现H.pylori的rdxA和frxA基因突变使酶促还原反应减弱,甲硝唑代谢产物生成减少,抗菌作用减弱,最终导致H.pylori对甲硝唑产生耐药。其中rdxA负责编码对氧不敏感的NADPH-硝基还原酶,frxA负责编码NADPH-黄素氧化还原酶,这两个基因的突变与甲硝唑耐药高度相关[22,23]。文献报道重复突变发生在rdxA的第118、131、172和183 位以及frxA的第72、73、110、126 和193 位,且突变在这两个基因中普遍存在[22],这表明很难通过基因突变来识别甲硝唑耐药性,从而限制了临床PCR 检测甲硝唑耐药的应用。另有研究报道rdxA突变与根除失败密切相关(P=0.002),且rdxA中的无义突变会降低根除效率(P=0.009),或许可以通过检测上述基因来指导临床用药[23]。rdxA和frxA基因突变与甲硝唑耐药性的相关性还需要进一步研究,为临床应用提供理论依据。

2.3 左氧氟沙星

H.pylori回旋酶除了参与DNA 复制、重组和转录外,对维持DNA 螺旋状结构至关重要,而氟喹诺酮类药物正是通过抑制细菌的DNA 回旋酶的功能来发挥抗菌作用[24]。回旋酶是一个四聚体,由两个A 和两个B 亚单位组成,分别由gyrA和gyrB基因编码,目前认为gyrA的喹诺酮耐药决定区的点突变阻止了抗生素和酶之间的结合,使细菌对抗生素产生了耐药性[25]。尽管抗生素药敏试验在H.pylori治疗中起着至关重要的作用,但传统的方法难以检测出异质耐药性,导致耐药菌株流行率的增加和根除失败。研究分析694 个gyrA基因阳性的活检样本时发现,有99 个(14.3%)显示出异质耐药基因型,且根据药敏结果发现异质耐药性样本对左氧氟沙星的耐药率为68.1%[26]。这表明通过药敏试验+基因检测可以提高左氧氟沙星耐药的检出率,更好地指导临床用药。此外,gyrB基因突变位点多变,与左氧氟沙星耐药的关联性不如gyrA密切[27],期待未来有更多研究去阐明gyrB基因与左氧氟沙星之间的关系。

2.4 阿莫西林

β-内酰胺类抗生素通过与青霉素结合蛋白(penicillin binding proteins,PBPs)紧密结合,抑制细菌细胞壁的合成,导致细菌的溶解,从而发挥抗菌作用。从基因的角度看,pbp1的突变是H.pylori对阿莫西林产生中或低水平耐药的常见机制,而高水平阿莫西林耐药与H.pylori产生β-内酰胺酶有关[28]。目前阿莫西林的耐药率较低,但近年来文献报道发现,随着根除H.pylori的失败,阿莫西林的MIC90都会以双倍的增长速度增加[29],因此临床工作中要严格掌握阿莫西林的适应症,避免造成进一步继发性耐药。胃黏膜标本采用冷冻方式运输至异地实验室进行菌株的体外培养和药敏试验,这会导致阿莫西林耐药性的下降,影响实验结果,从而降低根除H.pylori的成功率;此外,研究还发现阿莫西林耐药性的降低与多种基因突变消失密切相关,其中PBP1 和HefC 发挥了主要作用[30]。

2.5 多重耐药的机制

近年来研究发现生物膜也是根除幽门螺杆菌失败的重要原因之一。生物膜是H.pylori的重要组成部分,该菌既可以在体外形成生物膜,也可以在胃黏膜上形成生物膜,且H.pylori的耐药性会在生物膜形成后急剧增加[31]。研究表明,高水平生物膜形成菌株与低水平生物膜形成菌株相比,前者对所有抗生素的耐药率均高于后者,尤其在克拉霉素中差别则更为明显[32]。此外药物外排泵的过度表达也是细菌多重耐药的重要机制之一,细菌通过外排泵排出有害物质来调节其内部环境的稳定,以防自身受到损伤,外排泵的存在阻碍了抗生素对细菌的杀伤作用,细菌的外排泵由一系列的转运蛋白所构成,是细菌排出有害物质重要结构基础[33]。尽管有许多转运蛋白参与构成了外排泵,但仅有少数的转运蛋白参与形成耐药[34],如转运蛋白HP0939、HP0497 和HP0471,这三种转运蛋白不仅参与了外排泵的形成,而且还参与了生物膜的形成,并在多重耐药菌株中高度表达,说明它们与H.pylori的多重耐药密切相关[35]。多重耐药的出现加剧了临床根除H.pylori的难度,同时加重了患者的经济负担。因此规范抗生素的使用、基于当地耐药情况和药敏试验的治疗,是预防生物膜的形成及外排泵的过度表达,最终预防多重耐药的行之有效方法。

3 幽门螺杆菌的治疗

3.1 二联、三联和四联疗法

H.pylori根除方案包括抗生素和质子泵抑制剂(proton pump inhibitors,PPI),其中抗生素在杀菌方面发挥了主要作用,而PPI 的作用是通过抑制胃酸分泌,为抗生素发挥作用提供适宜的胃内环境,从而增强抗生素的根除效率[36],国内外常用的治疗方案包括二联、三联和四联疗法。

在世界许多地方,由质子泵抑制剂与阿莫西林和克拉霉素组成的三联疗法(PPI-AC)仍然是最常用的一线疗法。该方案根除成功的主要决定因素是治疗前的克拉霉素耐药性,而世界各地的抗生素耐药性,特别是克拉霉素耐药性的流行程度差异很大(表1)。因此,第五次马斯特里赫特共识报告建议[37],对于克拉霉素高耐药率(大于15%~20%)的地区,应放弃三联疗法作为一线治疗方案。关于最佳的治疗时间是一个有争议的问题[38,39]。系统性回顾的研究发现较长的疗程通常都有较高根除率,因此建议克拉霉素耐药率较高的地区选择14 d 三联疗法。然而在资源匮乏的国家,长疗程方案意味着治疗费用的增加,长时间使用抗生素,不良反应的风险会大大增加,此外,患者依从性也会降低。而一些国家已经报告了为期1 周PPI-AC 治疗达到了可接受的根除率[38,40]。因此,根除方案的制定不仅要因一个地区的耐药模式和根除率而异,还要考虑到当地经济水平。

随着克拉霉素的耐药问题愈加严重,包含铋剂四联疗法被越来越多国家和地区作为一线治疗方案。国外四联方案多由PPI、铋剂、四环素和甲硝唑组成,因为无论克拉霉素和甲硝唑耐药性如何,它都能带来可靠和可接受的根除率[41],这种疗法的主要缺点是每天用药次数过多及不良反应率高,这些都会影响患者的依从性和治疗的完整性。国内主要推荐7 种不同的为期14 d 的铋剂四联方案作为根除H.pylori的一线方案,国内外临床验证铋剂四联方案是一个切实可行的方案[42,43],被Maastricht-5 共识推荐于临床中应用[37]。

一项前瞻性随机试验通过纳入232 名患者,随机接受为期14 d 的二联或四联治疗,发现二联疗法和四联疗法在根除率方面并无明显差异,且二联疗法总体不良反应率更低,费用更少[44]。高剂量阿莫西林和PPI 二联方案具有高根除率和低不良反应率,有效提高了患者的依从性,因此未来或许可以作为一线治疗方案。

3.2 新型药物

为提高根除效率和减少治疗过程中所产生的副作用,近年来研发了许多新型药物,如沃诺拉赞和益生菌,二者均在临床试验中达到了良好的预期效果。

沃诺拉赞作为一种钾离子竞争性酸阻滞剂(P-CAB),相比于PPI,不受CYP2C19 基因多态性的影响,对胃酸分泌的抑制效果持久而稳定。日本研究人员发现,在用药后约三小时内胃酸的pH 可以达到7.0,表明沃诺拉赞在短时间内就可以达到理想的根除H.pylori的胃酸条件[45]。一项随机双盲三期临床研究显示,为期7 天含沃诺拉赞的三联疗法的根除率明显高于含兰索拉唑的三联疗法(92.6%vs75.9%)[46]。相比于PPI+阿莫西林的二联疗法,含沃诺拉赞的二联疗法能在较少剂量和较短用药时间就可以达到较高的根除率[47]。考虑到沃诺拉赞的研究数据大多来自亚洲国家,不同国家地区的耐药情况是否会影响沃诺拉赞根除效率还需要进一步研究。

抗生素的应用提升了根除H.pylori效率,但副作用也很常见,如肠道菌群失衡,患者出现便秘、腹泻等症状,在根除方案中加入益生菌可以有效减少副作用,提升依从性,提高根除H.pylori的效率[48]。因此,益生菌可以作为H.pylori的补充治疗减少并发症的发生。

3.3 个体化治疗

抗生素耐药的出现严重影响了H.pylori根除效率,基于药敏试验的个体化治疗受到临床的重视。一项meta 分析结果显示,个体化治疗的根除率优于经验性标准三联疗法和铋剂四联疗法[49];此外,个体化方案的不良反应率低于经验性疗法[50]。一项多中心双盲随机对照实验通过招募467 名H.pylori阳性患者,并将其随机分配至三个不同的治疗方案,包括个体化三联疗法、经验四联疗法和个体化四联疗法,其根除率分别为74.64%、68.49%和91.22%,个体化四联方案的根除率远高于个体化三联方案(P<0.001)[51]。虽然个体化治疗方案优势明显,但也存在一定的局限性,如有创检查、疗程延长、费用增加和技术限制等均是制约其临床应用的重要原因。因此,在制定治疗方案需要从当地医疗条件、患者的经济条件和医疗期望值等多方面进行综合考虑。

4 小结

H.pylori是一种兼具传染性和致病性的细菌,导致全球高感染率和许多疾病的发生。通过对H.pylori耐药机制深入研究,为检测抗生素耐药提供理论基础。尽管目前有多种治疗药物,但抗生素仍然是根除H.pylori的主要药物之一,三联或四联疗法仍是治疗H.pylori的一线方案。考虑到H.pylori耐药形势较为严峻,基于药敏试验选用抗生素是提高根除效率的行之有效的方法。

作者贡献度说明:

陈润祥:撰写论文并修改;陈世锔和张晓冬负责图表制作,收集文献并参与部分撰写;白飞虎对文章提出修改意见及审核。

所有作者声明不存在利益冲突关系。

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