肠杆菌目细菌

一、流行病学

肠杆菌目细菌分布广,寄主范围大,主要寄居在人和动物的肠道里,也可在土壤或水中生存,与人类关系密切。肠杆菌目细菌易于培养,繁殖快(在适宜条件下每20~30min可增殖一代)。

近年来,随着分子生物技术和计算机技术的飞速发展,2016年,AdeoluM基于全基因组系统发育数据,将原来的肠杆菌科升级为肠杆菌目。新的肠杆菌目包括了原来的肠杆菌科和新增的欧文菌科、耶尔森菌科、溶果胶菌科、哈夫尼亚菌科、摩根菌科、布杰约维采菌科。原来肠杆菌科中的沙雷菌放在耶尔森菌科;摩根菌、变形杆菌和普罗威登菌则单独成了摩根菌科。有4个菌属的细菌对人类有明显的致病作用,它们是大肠埃希菌的某些血清型、沙门菌属的某些血清型、志贺菌属细菌和鼠疫耶尔森菌。

克雷伯菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、变形杆菌属、沙雷菌属等,是与医院感染有关的条件致病菌。上述细菌包括大肠埃希菌是人体肠道正常菌群,当宿主免疫力降低或侵入肠外组织或器官时可引起肠道外感染,如血流感染、腹腔感染、肺部感染、尿路感染、伤口感染和局部脓肿,还有新生儿脑膜炎等。

历年来CHINET中国细菌耐药监测网报道革兰阴性菌占比约70%,其中肠杆菌目细菌占比约60%,大肠埃希菌占比这些肠杆菌目细菌约44.4%,肺炎克雷伯菌占比这些肠杆菌目细菌约 31.7%。此外,还有肠杆菌属、变形杆菌属、枸橼酸杆菌属、沙雷菌属、摩根菌属、沙门菌属和志贺菌属等约占25%。近年来,国内报道肠杆菌目细菌除伤寒沙门菌外对氨苄西林普遍耐药,耐药率已达70%以上;但对氨苄西林-舒巴坦的耐药率则较低,为27.7%~69.4%。该科细菌对哌拉西林的耐药率为16.3%~71.8%,但对哌拉西林-他唑巴坦的耐药率为1.0%~18.9%。肠杆菌目细菌对第一代和第二代头孢菌素的耐药率现大多也已超过50%。其中,肠杆菌属、沙雷菌属、摩根菌属和枸橼酸杆菌属等对头孢唑林的耐药率为85.4%~99.1%;对头孢呋辛的耐药率为50%~90%。肠杆菌目细菌对第三代头孢菌素的耐药率亦有显著增高。如大肠埃希菌、克雷伯菌属、肠杆菌属和柠檬酸杆菌属对头孢噻肟的耐药率为 39.2%~59.3%,对头孢他啶的耐药率为27.1%~31.7%;对第四代头孢菌素如头孢吡肟的耐药率为12.1%~27.9%,但大肠埃希菌和克雷伯菌属的耐药率分别为22.2%和27.9%。各种肠杆菌目细菌对亚胺培南和美罗培南等碳青霉烯类抗生素除克雷伯菌属外仍十分敏感,耐药率大多不超过10%:但克雷伯菌属对碳青霉烯类的耐药率已从2005年CHINET中国细菌耐药监测网初期的3%上升到2010年的9.2%,近年来迅速上升到 2017年的 23.1%。肠杆菌目中的主要菌群大肠埃希菌对哌拉西林、庆大霉素、环丙沙星的耐药率可达 50%以上,但其对头孢哌酮-舒巴坦和哌拉西林-他唑巴坦两种8-内酰胺酶抑制剂合剂、阿米卡星、磷霉素等的耐药率为<6.4%。相比较而言,肠杆菌目细菌中以克雷伯菌属对美罗培南和亚胺培南的耐药率上升最为显著,其对两种β-内酰胺酶抑制剂合剂的耐药率为25%左右,对庆大霉素和环丙沙星的耐药率为30%,但其对阿米卡星的耐药率为14.1%,对头孢吡肟、头孢他啶和头孢噻肟的耐药率分别为26.5%31.5%和46.7%。其他菌属的细菌对亚胺培南和美罗培南的耐药率为2.5%~8.1%,头孢噻肟的耐药率为20%~40%;对环丙沙星和头孢西丁的耐药率低于20%,但是柠檬酸杆菌属和肠杆菌属细菌对头孢西丁的耐药率可高达70%或以上。以往临床分离的肠沙门菌伤寒血清型、肠沙门菌对氨苄西林和氯霉素大多敏感,耐氯霉素的菌株属少数,通常耐药问题不严重。近年来这类细菌在临床上分离日渐减少,代之而起的是非肠沙门菌伤寒血清型,如肠沙门菌鼠伤寒血清型和肠炎沙门菌。2017年CHINET中国细菌耐药监测网报道这些细菌对氨苄西林的耐药率十分高,达80%左右,包括肠沙门菌伤寒血清型、肠沙门菌、肠沙门菌副伤寒 A-C血清型的氨苄西林耐药率也上升为 51.6%;这些细菌对氣霉素的耐药率均在 45%,但肠炎沙门菌为1.5%。近年来国内大城市中志贺菌属已显著减少。它们对磺胺药、链霉素、四环素和氣霉素的耐药率可为70%~90%;对氨苄西林耐药率可达 90%~100%,但福氏志贺菌对磷霉素甚敏感,耐药率为2.6%。宋氏志贺菌对氨苄西林-舒巴坦、环丙沙星、磷霉素和氣霉素耐药率很低,低于10%。

二、耐药机制

肠杆菌目细菌可产生多种耐药机制,同时对许多化学结构不一样的抗菌药物耐药。常见的耐药机制如下。

1.β-内酰胺酶水解破坏各类8-内酰胺类抗生素。如细菌可产生包括以青霉素类、第一代和第二代头孢菌素为水解底物的AmpC头孢菌素酶和TEM和SHV等广谱酶。品种和形式多样的超广谱β-内酰胺酶(ESBLS)可以水解破坏上述酶的底物外,同时还可水解破坏新的广谱头孢菌素如第三代和第四代头孢菌素和单环类氨曲南。各种型别的超广谱β-内酰胺酶(ESBLS)以及碳青霉烯酶(CARase),可以水解破坏各种-内酰胺类抗生素包括碳青霉烯类抗生素,此种酶主要包括KPC型系列的酶、NDM型金属酶和OXA 型碳青霉烯酶等。

2.氨基糖苷钝化酶 可导致氨基糖苷类抗生素的抗菌活性基团发生乙酰化(AAC)、磷酸化(APH)、核苷化(ANT)而失活,AAC(6)-Ib-cr氨基糖苷乙酰转移酶由aac(6')-I6-cr(氨基糖苷乙酰转移酶的变异基因)编码。首次发现细菌产生的灭活酶可同时作用于2个不同种类的抗菌药物,氨基糖苷类和喹诺酮类中的氨基氮“2NH"基团乙酰化,从而使抗菌活性下降。

3.膜屏障机制 包括外膜孔蛋白(OmpAF)丢失导致膜通道改变,抗菌药不能进入细菌体内;或内膜上存在依赖能量的主动外排系统,致使抗菌药在细菌体内到达不了靶位。4.靶位结构改变改变了细菌与抗菌药结合部位的靶蛋白,降低与抗菌药的亲和力甚至不能与其结合,导致耐药。如大肠埃希菌对氟诺酮类的耐药,由于DNA旋转酶gyrA 和gyrB的改变(拓扑异构酶Ⅱ的改变),导致对喹诺酮类耐药:此外,Qnr 因子的加入,编码产生的Qnr 蛋白可以保护喹诺酮类药物的作用靶位,更增长了大肠埃希菌等对喹诺酮类的耐药性。

三、肠杆菌目细菌和抗菌药组合

(一)抗菌药品种

虽然目前原肠杆菌科的分类发生了变化,由“科”升为“目”,但FDA推荐的常规药敏试验和报告的抗菌药品种及折点,在2020年CLSIM100(30版)中仍然参考原来的肠杆菌科表1A和表2A所列内容。

根据国内临床以及用药常规和该科细菌的耐药特点,结合CLSI的原则,肠杆菌目细菌常规药敏试验和报告的品种组合推荐如下。

1.A组 氨苄西林、头孢唑林、庆大霉素。

2.B组 阿米卡星、氨苄西林-舒巴坦、哌拉西林-他唑巴坦、头孢他啶-阿维巴坦、头孢呋辛、头孢吡肟、头孢西丁(头孢美唑)、头孢噻肟或头孢曲松、左氧氟沙星(或环丙沙星)、亚胺培南、美罗培南和甲氧苄啶-磺胺甲唑。

3.C组 氨曲南和头孢他啶。

4.U组 头孢唑林(非复杂性 UTI的替代试验)、磷霉素、呋喃妥因。

5.〇组和其他头孢哌酮-舒巴坦、替加环素和黏菌素。

(二)推荐原则

根据CLSI分级报告的要求和国内临床用药特点,推荐原则如下

1.A组 CLSI推荐4种抗菌药,选择了3种抗菌药包括氨苄西林、头孢唑林、庆大霉素等。

(1)氨苄西林:氨苄西林敏感的肠杆菌目细菌可以预测对阿莫西林的敏感结果,也可预测包括该抗菌药和舒巴坦的合剂、阿莫西林和克拉维酸的合剂以及其他具有适应证的8-内酰胺类抗生素的敏感性。

(2)头孢唑林:为第一代头孢菌素,对部分大肠埃希菌、克雷伯菌属和奇异变形杆菌等细菌仍具有抗菌作用,除用于敏感细菌的全身感染外,还可作为治疗单纯性尿路感染抗菌药的替代药。

(3)庆大霉素:是目前临床上广泛用于各种革兰阴性菌感染的主要抗菌药物之一,具有良好的抗菌作用,与妥布霉素的抗菌谱和抗菌活性基本相似,适应证也基本相同,且与妥布霉素存在较多的交叉耐药。

2.B组 CLSI相关B组推荐的抗菌药较多且大多为8-内酰胺类抗生素。根据分级报告,A组的抗菌药物耐药时,可选择本组同类抗菌药报告。

(1)A组中对庆大霉素耐药的细菌可选择本组中的阿米卡星,该药除aac(6')钝化酶外对多数肠杆菌目细菌产生的乙酰转移酶、磷酸转移酶和核苷转移酶等表现稳定,故具有良好的抗菌作用。

(2)对A组中氨苄西林耐药的细菌可选择本组中β-内酰胺酶抑制剂合剂和各种头孢菌素类,并可根据细菌对抗菌药的耐药谱,结合感染的部位推测可能的耐药机制,推荐合理的抗菌药报告,如推测可能是:

1)青霉素酶:可选择头孢唑林、头孢呋辛、氨苄西林-舒巴坦

2)广谱酶:如对头孢唑林、头孢呋辛耐药者,可选择头孢噻肟、头孢曲松、头孢吡肟等第三和第四代头孢菌素及氨苄西林-舒巴坦、哌拉西林-他唑巴坦等β-内酰胺酶抑制剂合剂。

3)超广谱8-内酰胺酶:如对上述青霉素类和头孢菌素类等8-内酰胺类耐药的菌株,可按患者病情程度:若轻中度感染,可选择氨苄西林-舒巴坦、哌拉西林-他唑巴坦、头孢哌酮-舒巴坦和头孢他啶-阿维巴坦等β-内酰胺酶抑制剂合剂,以及根据药敏结果选择头孢西丁、庆大霉素、环丙沙星、甲氧苄啶-磺胺甲噁唑;如患者重度感染,则应该选择亚胺培南和美罗培南。

4)若是产KPC酶的CRE菌株,则可选择头孢他啶-阿维巴坦。

(3)头孢西丁:对革兰阴性菌所产生的多数β-内酰胺酶高度稳定,包括超广谱β-内酰胺酶(ESBLS),但是可被Bush 「组酶(AmpC)所水解。

(4)头孢洛扎-他唑巴坦:是第三代头孢菌素和酶抑制剂他唑巴坦的复合制剂,目前暂未进入国内临床,可以选择头孢哌酮-舒巴坦,也可选择头孢他啶-阿维巴坦。

(5)中枢神经系统感染患者可以选择美罗培南(无中枢神经系统不良反应)、头孢曲松和头孢噻肟(无脑膜屏障)。

(6)左氧氟沙星(或环丙沙星):为氟喹诺酮类抗菌药,除大肠埃希菌外,对大多数肠杆菌目细菌具有良好的抗菌作用。

3.C组 氨曲南是目前唯一对金属碳青霉烯酶表现稳定的抗生素。头孢他啶目前仍是我国临床治疗严重感染,特别是医院内感染及肺囊性纤维化患者合并感染的有效治疗药物。

4.U组

(1)头孢唑林:是U组口服头孢菌素的替代药。其药敏试验结果可以预测口服头孢菌素的敏感性,包括如头孢克罗、头孢地尼、头孢泊肟、头孢丙烯、头孢呋辛、头孢氨苄和氣碳头孢等,治疗大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌和奇异变形杆菌所致的非复杂性尿路感染;但当细菌对头孢唑林耐药时,头孢地尼、头孢泊肟和头孢呋辛需要各自分别做药敏试验。

(2)磷霉素:为细胞壁合成的阻断剂,可广泛地分布于各种组织和体液中,并以原型药从尿和粪便中排泄。其适应证为单纯性尿路感染和肠道感染。CLSI将其列入针对肠杆菌目大肠埃希菌的U组药中。

(3)呋喃妥因:对多数大肠埃希菌包括产ESBLs菌株有良好抗菌作用,但其他肠杆菌目细菌对其敏感性差异较大,大多呈中度耐药。

5.其他

(1)黏菌素:2020年CLSIM100中新增了对肠杆菌目细菌折点标准,删除了原大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、产气克雷伯菌、阴沟肠杆菌和解鸟氨酸拉乌尔菌的流行病学折点(ECV)但无“S”折点,唯有“I^”和“R”折点。

(2)替加环素:为甘氨酰环素类,是四环素类抗生素的半合成衍生物,具有甘氨酰基环结构,显著增加了对包括大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌、阴沟肠杆菌和弗劳地柠檬酸杆菌等肠杆菌目细菌的抗菌活性。目前CLSI暂无折点标准,但美国FDA和欧洲EUCAST有该抗菌药的折点标准。药敏报告需注明采用的折点标准来源,药敏试验的方法和材料需严格按FDA或EUCAST的要求。

(3)黏菌素(或多黏菌素B)和替加环素:是目前判断耐药细菌是全耐药(PDR)或泛耐药(XDR)的两个重要抗菌药物。

(三)沙门菌属和志贺菌属细菌药敏试验需遵循CLSI的原则

1.沙门菌属和志贺菌属细菌对第一代和第二代头孢菌素、头霉素类和氨基糖苷类抗生素体外药敏试验可能敏感,但是临床无效,故不需要对上述品种进行药敏和报告。常规的药敏试验和报告应包括氨苄西林(A)、一种氟喹诺酮类(B)和甲氧苄啶-磺胺甲噁唑(B)。

2.肠道外分离的沙门菌属细菌可以增加一种第三代头孢菌素,如头孢曲松(B),需要时可以试验和报告氯霉素(C)。

3.常规药敏试验适合于肠道内和肠道外分离的肠沙门菌伤寒血清型,包括肠沙门菌副伤寒 A-C血清型;肠道内分离的其他沙门菌不需要做常规药敏试验;对于志贺菌属细菌常规药敏试验是必需的。

四、药敏报告注意事项

对肠杆菌目细菌的药敏报告必须注意以下几点。

1.8-内酰胺类 根据受试菌对A组和B组中的β-内酰胺类药物耐药的表型,分级报告时需仔细观察和推测受试菌可能存在的某种耐药机制,建议依碳青霉烯类、8-内酰胺酶抑制剂合剂、第三代和第四代头孢菌素类、第二代和第一代头孢菌素以及氨苄西林的次序,观察受试菌的耐药表型,如能对ESBLS和碳青霉烯酶耐药表型进行检测和确认试验,那么此结果则有助于8-内酰胺类的分级报告。

2.碳青霉烯类耐药菌株(CRE)无论是纸片法还是商品化机器药敏的检出结果是碳青霉烯类耐药菌株,均应该进行菌种鉴定复核和药敏结果的复核;确认为CRE菌株后药敏报告应加以注释;并可包括CRE菌株对抗菌药物耐药性的警示,提请治疗和院感控制部门注意和重视;有条件的实验室应进行分子生物学检测

3.亚胺培南和美罗培南药敏结果不一致大多数肠杆菌目细菌对碳青霉烯类的耐药机制基本上是一致的,但是在变形杆菌属、摩根摩根菌和普罗威登菌中,有极少部分的菌株可以显现对亚胺培南耐药,而对美罗培南敏感,建议进行菌种鉴定复核和药敏结果的复核后再报告临床。

4.少见的“矛盾”耐药表型 根据细菌对抗菌药物的耐药机制,一般地说,下述耐药现象:① 第二代头孢菌素(头孢呋辛)耐药,而第一代头孢菌素(头孢唑林)敏感;②β-内酰胺类和β-内酰胺酶抑制剂合剂耐药,而头孢菌素类敏感;③ 碳青霉烯类耐药,而头孢菌素类敏感:④ 阿米卡星耐药,而庆大霉素敏感等,均需要进行菌种鉴定复核和药敏结果的复核。

参考文献

《细菌真菌耐药监测使用手册》

相关资源

菌名：产气肠杆菌/Enterobacter aerogenes

菌株编号：HZB218446

敬请关注“灰藻视界”，共筑健康未来！
— 武汉市灰藻生物科技有限公司团队敬上

灰藻生物：我们期待着与客户共同成长，共创生命科学的美好未来！

更新日期：2024-12-16

#创作团队

编制人：木木