細(xì)菌耐藥性與抗生素治療

細(xì)菌耐藥性與抗生素治療

抗生素是目前臨床使用最廣泛、最重要的抗感染藥物，在控制人類感染方面發(fā)揮著重要作用，解決了許多動(dòng)物生產(chǎn)中的問(wèn)題。但是目前不合理使用,即無(wú)指征濫用抗生素導(dǎo)致多重耐藥性(MDR)的產(chǎn)生與細(xì)菌內(nèi)毒素(Lps)的釋放及獸藥的殘留,不僅直接影響著動(dòng)物產(chǎn)品的安全與衛(wèi)生、畜牧業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益,而且極大的威脅著人類的身體健康與生存環(huán)境。細(xì)菌耐藥性的現(xiàn)狀及對(duì)策細(xì)菌耐藥性的現(xiàn)狀細(xì)菌耐藥性又稱抗藥性,一般是指細(xì)菌與藥物多次接觸后,對(duì)藥物的敏感性下降甚至消失,致使藥物對(duì)耐藥菌的療效降低或無(wú)效。尤其目前人醫(yī)和獸醫(yī)臨床上又出現(xiàn)了超耐藥、多重耐藥性病原菌,危害更加嚴(yán)重,幾乎到了無(wú)藥可用的地步。因此,我們有必要從以下幾個(gè)方面了解細(xì)菌耐藥性的現(xiàn)狀。細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生與傳播快而廣隨著抗生素在養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)中的廣泛使用與種類的不斷增加,細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的速度不斷加快。青霉素從1939年起大批量生產(chǎn),1943年就有耐藥菌的出現(xiàn);1984年諾氟沙星上市不久,美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)、荷蘭等科研人員就相繼報(bào)道了耐諾氟沙星類藥物大腸桿菌的出現(xiàn)。耐藥菌出現(xiàn)后,很快在不同地域、同種與異種細(xì)菌之間進(jìn)行傳遞,使未曾使用過(guò)該種藥物的個(gè)體或地區(qū)出現(xiàn)耐藥菌株且耐藥率呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)。例如,法國(guó)報(bào)道,1984年~1993年間肺炎克雷伯菌對(duì)培復(fù)沙星的耐藥率由7.5%上升到44.4%;德國(guó)NorbertLehn等報(bào)道,臨床分離的大腸桿菌對(duì)氟硅諾酮的耐藥率在1992年~1993年大于1%,1994年達(dá)到2.4%。江蘇省無(wú)錫市某醫(yī)院在治療感染人群時(shí)發(fā)現(xiàn),對(duì)普通青霉素的耐藥性高達(dá)80%,對(duì)先鋒一代頭孢唑啉的耐藥性高達(dá)43%。中山醫(yī)大附屬醫(yī)院調(diào)查發(fā)現(xiàn),1993年~1995年大腸桿菌對(duì)氧氟沙星的耐藥率由27.4%上升到44.5%。華西醫(yī)大調(diào)查發(fā)現(xiàn),1993年~1994年分離的革蘭氏陰性桿菌(GNR)對(duì)氧氟沙星的耐藥率為92.68%。解放軍軍需大學(xué)雷連成等1999年檢測(cè),吉林省雞源、豬源性大腸桿菌對(duì)四環(huán)素、紅霉素、氨卞青霉素的耐藥率為75%~96.87%。細(xì)菌耐藥譜廣且強(qiáng)度高隨著藥物種類的增加,耐藥菌的耐藥譜也越來(lái)越廣。雷連成等1996年對(duì)吉林省雞源、豬源性大腸桿菌的監(jiān)測(cè)顯示,146株大腸桿菌耐藥譜較廣,對(duì)所試8種抗生素,最少的耐藥15種,平均達(dá)7種。對(duì)新霉素、氯霉素、四環(huán)素、強(qiáng)力霉素、氨卞青霉素、利福平、麥迪霉素、吡哌酸的耐藥率高達(dá)50%,最高達(dá)98%。病原菌的耐藥強(qiáng)度也越來(lái)越強(qiáng),耐藥菌對(duì)大多數(shù)硅諾酮類藥物的最低抑菌濃度(MIC)值高出敏感菌的4倍~8倍,大部分耐藥菌株的MIC值高于敏感菌的25倍以上,最高可達(dá)1000倍。如氧氟沙星對(duì)多數(shù)敏感型大腸桿菌的MIC值為0.2mg/L,而西班牙研究人員測(cè)定的9株對(duì)氧氟沙星耐藥的大腸桿菌MIC:6株為16mg/L,8株為32mg/L,4株為32mg/L,3株為64mg/L,2株為128mg/L。雷連成等在動(dòng)物源性大腸桿菌耐藥性監(jiān)測(cè)中分離到MIC為256ug/mL雞致病性大腸桿菌菌株。抗藥性除細(xì)菌存在日益嚴(yán)重的耐藥性以外,還有霉形體、病毒、真菌、癌細(xì)胞的抗藥性也越來(lái)越普遍。如美國(guó)專家在世界第41屆抗微生物藥物與化療藥學(xué)會(huì)會(huì)議上報(bào)告,所測(cè)定的1600多例HIV感染病血漿標(biāo)本顯示,有78%~87%的病歷對(duì)常用HIV治療藥物產(chǎn)生耐藥性。路透社(2000年)報(bào)道WHO的觀點(diǎn):假如人們繼續(xù)隨著藥物種類的增加,耐藥菌的耐藥譜也越來(lái)越廣。對(duì)一切產(chǎn)生抵抗的“超級(jí)細(xì)菌”,將把人類帶回到舊時(shí)代,一些小小的感染也會(huì)使人喪命。所以,為了防止耐藥菌株的產(chǎn)生和惡化,應(yīng)該采取以下措施。遏止人為因素產(chǎn)生耐藥性的對(duì)策合理使用抗生素(1)使用抗生素時(shí)嚴(yán)格掌握適應(yīng)癥,不濫用抗生素。凡屬不一定要用的盡量不用,單一抗生素有效的就不采用聯(lián)合用藥;(2)嚴(yán)格掌握用藥指征,劑量要夠,療程要恰當(dāng);(3)盡可能避免局部用藥,并杜絕不必要的預(yù)防與添加劑使用;(4)病因不明者,不要輕易使用抗生素;(5)發(fā)現(xiàn)耐藥菌株感染應(yīng)改用對(duì)病原菌敏感的藥物或采取聯(lián)合用藥;(6)盡量減少長(zhǎng)期用藥。進(jìn)行耐藥性檢測(cè)(1)對(duì)病原體進(jìn)行耐藥性檢測(cè)。耐藥性檢測(cè)目的是找到耐藥菌的耐藥基因,而根據(jù)這些耐藥基因設(shè)計(jì)新型抗生素或?qū)⒛退幘殖刹煌膩喰?針對(duì)不同的亞型在臨床上使用相應(yīng)的抗生素,達(dá)到改善治療目的。國(guó)外采用基因芯片技術(shù),檢測(cè)耐藥基因的改變,即檢測(cè)耐藥基因。如MichaelWilson曾使用此方法檢測(cè)到肺結(jié)核桿菌中脂肪酸合成酶ll、fbpC、efea、FADe23、fadE24和ahpC基因發(fā)生改變與耐藥性有關(guān)。(2)對(duì)病人或動(dòng)物進(jìn)行耐藥性測(cè)定,確定給病人或動(dòng)物用哪些藥可能有效、無(wú)效,非常重要。(3)對(duì)有關(guān)人員定期新知識(shí)培訓(xùn)。(4)規(guī)范開(kāi)展術(shù)期預(yù)防使用抗生素。(5)重視病原學(xué)檢驗(yàn)和藥敏試驗(yàn)。(6)加強(qiáng)臨床藥學(xué)指導(dǎo)試驗(yàn)。抗生素治療導(dǎo)致細(xì)菌內(nèi)毒素的釋放及對(duì)策抗生素治療導(dǎo)致細(xì)菌內(nèi)毒素的釋放隨著抗生素在養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)中使用時(shí)間的延長(zhǎng),MDR問(wèn)題越來(lái)越重,同時(shí)也受到有關(guān)人員的關(guān)注,它提示我們要合理使用抗生素。但是即使合理使用抗生素,由革蘭氏陰性細(xì)菌(GNR)引起的感染仍是目前臨床上主要的并發(fā)癥和死亡原因之一。其中抗生素治療中導(dǎo)致GNR釋放Lps以及由此引起的嚴(yán)重?fù)p害是一個(gè)主要原因。Lps釋放與炎癥反應(yīng)早在一個(gè)世紀(jì)前,Jarish和Herxheimer就發(fā)現(xiàn)梅毒患者用汞劑治療后可出現(xiàn)發(fā)熱等癥狀加劇的反應(yīng),稱為雅—赫二氏反應(yīng)(Jarish-Herxheimerraction)。自五十年代以來(lái),在抗生素治療的患者中,因(GNR)裂解釋放出大量Lps造成臨床癥狀惡化的證據(jù),先后在布魯氏菌、腦膜炎雙球菌和GNR腸膿毒癥的患者中得到證實(shí)。自那以后,大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí),抗生素治療中可以引起GNR的Lps釋放,作用于單核巨噬細(xì)胞介導(dǎo)多種炎癥因子釋放,如:TNF-α、白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6、IL-8、前列腺素、凝血素、干擾素、血小板基激活因子等。這些因子適量時(shí)可激活免疫系統(tǒng),產(chǎn)生殺滅微生物的有益作用。過(guò)量時(shí)可引起肌體嚴(yán)重病理反應(yīng),表現(xiàn)為發(fā)熱、低血壓、心動(dòng)過(guò)速、休克、MOF及死亡。不同種類抗生素影響GNR釋放Lps的特點(diǎn)抑制蛋白質(zhì)合成類抗生素與Lps釋放氨基糖甙類、氯霉素類和喹諾酮類抗生素能夠抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,導(dǎo)致生長(zhǎng)停止、增殖減慢而死亡。因而這類抗生素在多數(shù)實(shí)驗(yàn)中顯示了釋放Lps緩慢,釋放量較其它種類抗生素低的特性。環(huán)丙沙星由于能引起細(xì)菌絲狀改變,仍可導(dǎo)致Lps的大量釋放。慶大霉素和環(huán)丙沙星可引起Lps釋放。氯霉素引起的腦膜炎雙球菌釋放Lps。干擾細(xì)胞膜通透性類抗生素與Lps釋放多粘菌素B等多肽類抗生素由肽鍵連接的環(huán)狀高分子化合物組成,結(jié)構(gòu)中有游離的-NH2和-COOH。帶正電的-NH2與GNR胞膜中磷脂上帶負(fù)電的PO4-3結(jié)合,改變了細(xì)胞膜的通透性,使菌體內(nèi)的氨基酸、核酸、K+等成分外漏而死亡。Lps中的類脂A也含有PO4-3,故認(rèn)為多肽類抗生素具有中和Lps的能力。僅引起低而緩和的LPS釋放。細(xì)菌釋放出的LPS激活單核巨噬細(xì)胞釋放TNF-α,這一作用可被多粘菌素B抑制。表明多粘菌素B能夠中和及減少Gˉ細(xì)菌釋放Lps,因而阻斷了由其引起的TNF-α釋放。最近發(fā)現(xiàn)氨基糖甙類也能結(jié)合Lps,但作用明顯不如多粘菌素B。青霉素結(jié)合蛋白與LPS釋放傳統(tǒng)理論認(rèn)為,β—內(nèi)酰胺類抗生素的主要?dú)⒕鷻C(jī)制是抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成。因?yàn)檫@類抗生素都含有一個(gè)β—內(nèi)酰胺環(huán),與細(xì)菌N-乙酰胞壁酸五肽的最后二肽,即D-丙氨酰酸相似,能競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合轉(zhuǎn)肽酶,形成青霉噻唑酶,使其失活,轉(zhuǎn)肽過(guò)程中止,使細(xì)菌細(xì)胞滲透壓增高裂解而死亡。青霉素結(jié)合蛋白(PBPs)是細(xì)菌胞漿膜上的一種微小蛋白質(zhì),各種細(xì)菌PBPs譜不同,約3種~10種,主要有6種,按分子量由大到小排序?yàn)?PBP1、PBP2、PBP3、PBP4、PBP5、PBP6。PBP1~3與肽多糖轉(zhuǎn)肽酶和葡萄糖轉(zhuǎn)移酶活性有關(guān);PBP4~6與羧肽酶活性有關(guān)?，F(xiàn)已明確,PBPs實(shí)際上是有關(guān)粘肽合成的一類催化酶—青霉素敏感酶,每一種PBPs與β—內(nèi)酰胺抗生素作用的詳細(xì)機(jī)制仍不清楚。目前比較重視的是PBP1~3。因?yàn)镻BP1與細(xì)胞快速裂解有關(guān);PBP2和PBP3與細(xì)菌形態(tài)改變有關(guān),這些都與LPS釋放有關(guān)。不同的抗生素對(duì)不同的PBPs的親和力不同,同種抗生素在不同的濃度下對(duì)PBPs的結(jié)合類型也不同。如:伊米配能在1倍~2倍MIC時(shí),優(yōu)先與PBP2結(jié)合,使細(xì)菌成為滲透壓穩(wěn)定的大球形細(xì)胞,沒(méi)有裂解;濃度大于5倍MIC時(shí),與PBP1親和力增加,導(dǎo)致迅速裂解。頭孢他啶在低濃度時(shí)優(yōu)先與PBP3結(jié)合,使細(xì)菌變成絲狀;高濃度時(shí)也與PBP1結(jié)合,使細(xì)菌迅速裂解。初步認(rèn)為其作用機(jī)理是,PBP1能控制細(xì)菌生長(zhǎng)和菌體增大,是細(xì)菌生長(zhǎng)的重要蛋白,主要功能為維持細(xì)胞形態(tài),與抗生素結(jié)合可致細(xì)菌迅速裂解。PBP3能使細(xì)菌分裂停止,但不影響生長(zhǎng),故使細(xì)菌變成細(xì)長(zhǎng)的絲狀,其長(zhǎng)度可達(dá)原體積的30倍。PBP2的作用機(jī)理尚不清楚,可能與維持細(xì)胞有關(guān)。在一項(xiàng)以頭孢他啶(與PBP3結(jié)合)和伊米配能(與PBP2結(jié)合)的體外實(shí)驗(yàn)表明,頭孢他啶引起的LPS釋放量大于伊米配能10倍。對(duì)于這種現(xiàn)象,目前認(rèn)為與PBP3的結(jié)合使細(xì)菌發(fā)生絲狀變,生長(zhǎng)沒(méi)有停止,隨著菌體的伸長(zhǎng)LPS含量也不斷增加,當(dāng)PBP1受抑止致細(xì)菌裂解時(shí),便釋放出大量的LPS,其量明顯高于與PBP2結(jié)合的伊米配能引起的球形變(因生長(zhǎng)停止)。兼有上述兩種變化的抗生素已在實(shí)驗(yàn)室中觀察到,如美洛配能在濃度≤MIC時(shí),與PBP3結(jié)合,引起絲狀變,釋放較多LPS,與頭孢他啶相似;在濃度>2倍MIC時(shí),與PBP2結(jié)合,出現(xiàn)球形變,釋放較少LPS,與伊米配能相似。但多數(shù)實(shí)驗(yàn)表明,美洛配能主要與PBP3結(jié)合。同時(shí)也證明,伊米配能引起的LPS釋放及由此引起的TNF-α、IL-6等介質(zhì)釋放量均低于優(yōu)先與PBP3結(jié)合的抗生素,如:頭孢他啶、美洛配能、頭孢三嗪等。Lps血癥防治對(duì)策抗生素的治療,雖然能有效殺滅入侵的病原體,但隨之而來(lái)的大量LPS釋放給許多嚴(yán)重感染性疾病的救治,造成了極大困難,目前臨床上尚缺乏有效地防治辦法。盡管近年來(lái)已發(fā)現(xiàn)了許多新的拮抗劑,但多數(shù)仍停留在探索階段。另外,隨著對(duì)抗生素作用機(jī)制認(rèn)識(shí)的加深,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些抗生素具有中和或減少LPS釋放的能力。免疫治療(1)單克隆抗體(McAb):這類抗體種類較多,主要為IgM和IgG兩種,分別針對(duì)O-特異鏈、核心多糖和類脂A發(fā)揮作用。如:HA-1A、E5、McAb5B10、McAb8G9、McAb1B6、McAb3D10等。E5(抗類脂AIgM抗體)臨床應(yīng)用顯示了良好效果,能降低LPS和TNF-α,提高生存率。但對(duì)細(xì)胞結(jié)合型LPS無(wú)效。但McAb1B6(Ig2A)能結(jié)合深部的類脂A。這些抗體通過(guò)中和LPS、促進(jìn)單核細(xì)胞吞噬LPS及內(nèi)在化作用發(fā)揮了良好的抗LPS作用。但這些抗體只能早期應(yīng)用,過(guò)晚由于TNF-α已被激活釋放,因而不能改善LPS引起的炎癥反應(yīng)。(2)聯(lián)合免疫:由于單克隆抗體僅針對(duì)LPS,不能對(duì)已產(chǎn)生的細(xì)胞因子起作用。因而采用多種McAb聯(lián)合應(yīng)用,比單一McAb更有效。Cross等進(jìn)行了由O-特異鏈McAb、J5多克隆抗血清和抗TNF-αMcAb組成的三聯(lián)免疫動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。在沒(méi)有用抗生素的情況下,單用任何一種制劑的生存率為25%~43%;任何2種制劑聯(lián)合應(yīng)用的生存率為50%~60%;3種制劑聯(lián)合應(yīng)用的生存率為77%。重組LPS中和蛋白重組LPS中和蛋白(recombinantendotoxinneutralizingprotein,rENP)以鱟制取,對(duì)各種細(xì)菌的LPS均有高度親和力。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明rENP能夠顯著降低抗生素治療中的LPS和Gˉ細(xì)菌膿毒癥的病死率,其療效明顯高于HA-1A。LPS拮抗劑E5531為無(wú)毒性的紅桿菌屬外膜中的類脂A成分,已由實(shí)驗(yàn)室合成。E5531能競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合LPS受體,抑制LPS介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,E5531與抗生素聯(lián)合使用,能明顯降低LPS的致死率。粒細(xì)胞抗菌蛋白從多形核白細(xì)胞的嗜天青顆粒中,已分離出3種抗菌蛋白質(zhì):(1)殺菌性通透性增加蛋白(BPI);(2)抗菌15Ku蛋白(P15s);(3)中性白細(xì)胞肽(NPs)。BPI分子量55000U,具有強(qiáng)大的殺菌、中和LPS和抑止TNF-α分泌的能力。P15s和NPs也具有一定的殺菌、中和LPS的能力,但對(duì)長(zhǎng)鏈LPS無(wú)作用。具有中和、減少LPS釋放類抗生素(1)多粘菌素B:由于其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu),人們已發(fā)現(xiàn)多粘菌素B具有中和LPS的能力。許多實(shí)驗(yàn)已證明,該藥單獨(dú)或與其它抗生素聯(lián)合應(yīng)用,均能減少LPS的釋放。但由于該藥抗菌譜窄,有嚴(yán)重腎毒性副作用,因而限制了該藥的應(yīng)用范圍。為此,人們已將多粘菌素B制成了復(fù)合制劑,如:多粘菌素B—右旋糖酐70、多粘菌素B-IgG等。該類復(fù)合制劑降低了腎毒性,仍保留了殺菌力和中和LPS的能力。(2)新型β—內(nèi)酰胺類抗生素許多體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí),凡與PBP2親和力強(qiáng)的β—內(nèi)酰胺類抗生素僅導(dǎo)致較低的LPS釋放。已發(fā)現(xiàn)的這類抗生素有伊米配能、克拉維酸、氮卓脒青霉素、頭孢諾米、頭孢吡肟等。目前證明效果最好的是伊米配能。一項(xiàng)臨床對(duì)照實(shí)驗(yàn)表明,LPS毒血癥患者,經(jīng)治療4小時(shí)后,伊米配能(與PBP2結(jié)合)組的3例患者LPS水平已降低;頭孢他啶(與PBP3結(jié)合)組的4例患者LPS水平?jīng)]有降低,其中2例患者的LPS水平增加了。正在開(kāi)發(fā)的新一代碳青霉烯類抗生素L-627(biapenem),不需與脫氫肽酶Ⅰ抑制劑聯(lián)用,殺菌作用更強(qiáng),副作用更輕,尤其對(duì)大腸桿菌PBP2、PBP4,綠膿桿菌PBP1a、PBP2、PBP4顯示出強(qiáng)的親和性。其特性明顯優(yōu)于第一代的伊米配能。而另2種已上市的碳青霉烯類抗生素美洛配能和帕尼配能(penipenem),主要與PBP3結(jié)合,無(wú)降低LPS的作用。選用優(yōu)先與PBP2結(jié)合的抗生素,既能殺菌,又能減少LPS的釋放,可以提高嚴(yán)重感染性疾病的救治水平。抗生素的殘留危害