铜绿假单胞菌

一、流行病学

铜绿假单胞菌是假单胞菌属的代表菌种,广泛分布于自然界的土壤、水、空气、人体皮肤、肠道、呼吸道中,特别是儿童皮肤分离率达25%,为条件致病菌,是医院感染的主要病原菌之一。在由各种原因所致的人体抵抗力低下时,可引起皮肤感染、呼吸道感染、泌尿道感染、烧伤感染等,亦可导致菌血症、心内膜炎、囊性纤维变性。该菌引起的慢性肺部感染占有较大的比例。在AIDS患者中,CD4细胞水平低于50个/时常发生感染。感染眼部的铜绿假单胞菌,可以合成胶原酶引起角膜穿孔而失明。在假单胞菌属的感染中,铜绿假单胞菌最为多见,约占70%。特别是黏液型菌落的出现,往往意味着慢性感染而非间歇性定植。

CHINET中国细菌耐药监测网历年监测数据显示:铜绿假单胞菌在革兰阴性菌中检出率大多排在第三位或第四位,并且其构成比近年有逐年下降趋势。该菌对各抗生素的耐药率也呈现下降趋势。2017年CHINET中国细菌耐药监测网数据显示,所测试的抗菌药的耐药率均低于31%,但其中对碳青霉烯类抗生素(亚胺培南和美罗培南)的耐药率为23.6%和20.9%;2019年该菌对所测试的抗菌药物耐药率均降低至27.5%,但对亚胺培南和美罗培南的耐药率上升至27.5%、23.5%。该菌对黏菌素和多黏菌素的耐药率仅为0.9%。铜绿假单胞菌对替加环素天然耐药

二、耐药机制

临床上分离出的耐药铜绿假单胞菌往往系多重耐药(MDR)或泛耐药(XDR)菌株,耐药机制研究显示其主要由多种耐药机制导致:包括高产AmpC酶、OprD缺失,以及氟喹诺酮类高水平耐药的靶基因突变、外排泵过度表达、携带氨基糖苷类水解酶的1类整合子等,铜绿假单胞菌的耐药机制主要包含有以下几种。

1.膜屏障机制 铜绿假单胞菌对多种常用抗生素耐药,主要由于其外膜存在着独特的药物外排系统,其次是由于其外膜孔蛋白缺失,使药物不易通过。

三、葡萄球菌属和抗菌药组合

(一)抗菌药品种

(1)外排泵:多药外排系统对铜绿假单胞菌的天然耐药和多重耐药的发生至关重要目前发现在铜绿假单胞菌等细菌中均存在主动外排系统。目前研究显示铜绿假单胞菌中存在着至少10种主动外排系统,其中最重要的是MexAB-OprM、MexCD-OprJMexEF-OprN和MexXY-OprM。其中前两种主动外排系统的底物均相当广泛,两者底物谱无明显差别,而MexEF-OprN底物主要是碳青霉烯类和氟喹诺酮类药物。研究表明,铜绿假单胞菌中的阻遏基因mezR对其自身主动外排系统的表达起着负性调节作用。阻遏基因merR的上调或突变(nalB突变子)可导致外排泵过度表达和多种抗生素MIC值显著升高,包括喹诺酮类、青霉素类、头孢菌素类、氨曲南和美罗培南。

(2)膜孔蛋白丢失:铜绿假单胞菌对多种常用抗生素耐药,主要由于其外膜存在着独特的药物外排系统,其次由于其外膜孔蛋白缺失,使药物不易通过。近期的研究发现铜绿假单胞菌外膜上带有多种特异性孔蛋白,其中孔蛋白D2(OprD)是亚胺培南的特异性通道。当OprD的基因发生突变,表达下调,OprD量减少乃至缺失,导致亚胺培南不能进入菌体而对之耐药。这种膜通透性改变,同样会引起细菌对氨基糖苷类、黏菌素和喹诺酮类耐药,这也是对碳青霉烯类药物耐药的重要机制之一

(二)AmpC酶、ESBLs和碳青霉烯酶

(1)AmpC型B-内酰胺酶:大多为染色体编码的,其调控基因的突变可使酶高水平表达,导致铜绿假单胞菌对于抗假单胞菌青霉素类、头孢他啶和氨曲南耐药,且不被酶抑制剂克拉维酸和他唑巴坦所抑制,甚至与膜孔蛋白丢失协同引起对碳青霉烯类抗生素耐药。与肠杆菌目细菌相比,质粒介导的AmpC酶在铜绿假单胞菌中并不常见。

(2)超广谱β-内酰胺酶(ESBLS):有半数以上的铜绿假单胞菌可产生ESBLs且酶的种类多样化,包括GES、CTX-M-1、CTX-M-9型以及TEM型和OXA型ESBLS导致铜绿假单胞菌除对碳青霉烯类外的8-内酰胺类耐药。

(3)碳青霉烯酶:该耐药机制在引起铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素的耐药性中并非为主要机制,据已有的研究报道显示占比1%~25%不等。目前常见的碳青霉烯酶主要为 VIM、IMP和NDM 等金属酶型。该类酶不被克拉维酸抑制,但易被EDTA所抑制。该类酶能水解所有的8-内酰胺类抗生素(氨曲南除外)并且与碳青霉烯类抗生素高水平耐药有关。

(三)氨基糖苷钝化酶同肠杆菌目细菌一样有质粒或染色体编码的氨基糖苷类钝化酶,此也是铜绿假单胞菌对氨基糖苷类抗生素耐药的最常见机制,常导致该菌对庆大霉素、妥布霉素和/或阿米卡星等的耐药性。近年来发现的由aac(6)-b-cr(氨基糖苷乙酰转移酶的变异基因)编码的 aac(6 )-Ib-cr 氨基糖苷乙酰转移酶可同时作用于氨基糖苷类和喹诺酮类2个不同种类的抗菌药物,使这些抗菌药的抗菌活性下降,致铜绿假单胞菌对之耐药。此外,在长期的抗菌药物治疗过程中,初代敏感的菌株在治疗3~4d后可能发生耐药。CLSI指出,在治疗3~4d后应重复测试分离菌株的敏感性。

三、铜绿假单胞菌和抗菌药组合

(一)抗菌药品种

CLSI推荐的品种较多,根据国内临床用药选择,铜绿假单胞菌常规药敏以及常规报告的品种组合如下。

1.A组头孢他啶、庆大霉素和哌拉西林-他唑巴坦。

2.B组头孢吡肟、氨曲南、头孢他啶-阿维巴坦、亚胺培南、美罗培南、阿米卡星、环丙沙星。

3.O组 哌拉西林、头孢哌酮、头孢哌酮-舒巴坦、黏菌素。

(二)推荐原则

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原则推荐上述抗菌药作为常规药敏试验和报告的品种基于以下原则。

1. A 组

(1)头孢他啶:系第三代头孢菌素,对革兰阳性菌和革兰阴性菌,包括铜绿假单胞菌,均具有抗菌活性,为一广谱抗生素。虽然近年来ESBLs和AmpC酶导致的耐药菌株所致感染在临床上逐年增加,但头孢他啶仍为治疗严重感染,特别是医院内感染及肺囊性纤维化患者合并感染的有效药物。

(2)哌拉西林-他唑巴坦:为青霉素类和酶抑制剂的复合制剂。他唑巴坦可保护哌拉西林不受8-内酰胺酶包括ESBLs的水解,扩大前者的抗菌谱,使哌拉西林-他唑巴坦对革兰阳性菌和革兰阴性菌包括肠杆菌目、铜绿假单胞菌、不动杆菌属在内,均具有良好抗菌作用;抗菌谱较氨苄西林-舒巴坦、阿莫西林-克拉维酸广。

(3)庆大霉素:同肠杆菌目细菌,考虑妥布霉素的抗菌谱和抗菌活性与庆大霉素基本相似,适应证也基本相同,且存在较多的交叉耐药,目前国内临床庆大霉素的使用多于妥布霉素。

2.B组

(1)头孢吡肟:头孢吡肟较易穿透细菌细胞外膜,特别是革兰阴性杆菌的细胞外膜,比第三代头孢菌素的穿透性更强。其对细菌产生的AmpC酶稳定,不易被水解;对铜绿假单胞菌的抗菌活性同头孢他啶相仿,但对部分头孢他啶耐药株仍具抗菌活性。

(2)氨曲南:对革兰阴性菌具有抗菌活性,特别对铜绿假单胞菌。该抗菌药对细菌产生的多数 Ambler A组质粒和染色体介导的8-内酰胺酶、B组金属酶如IMP型、VIM型等稳定;但可被 Ambler A组超广谱β-内酰胺酶(ESBLS)、碳青霉烯酶和C组的8-内酰胺酶水解失活。

(3)亚胺培南和美罗培南:铜绿假单胞菌是医院感染的重要病原菌之一,常引起重症感染。碳青霉烯类抗生素目前仍然是治疗铜绿假单胞菌常用的抗生素。

(4)头孢他啶-阿维巴坦:阿维巴坦是A类丝氨酸酶(ESBLS和KPC)的抑制剂,为非自杀性酶抑制剂,具有长效的抑酶作用。除细菌产生的金属酶之外的所有目前临床上已发现的β-内酰胺酶,包括超广谱β-内酰胺酶(TEM,SHV,CTX-M,OXA型ESBLS)碳青霉烯酶(KPC)、C型(AmpC)和部分D型(OXA型8-内酰胺酶),阿维巴坦均有抑酶作用;因此其与任何各类头孢菌素和碳青霉烯类联合使用均具有广谱抗菌活性;使-内酰胺类不受水解破坏,扩大其抗菌谱。阿维巴坦与头孢他啶联合,对铜绿假单胞菌产AmpC等β-内酰胺酶包括部分缺乏外膜孔蛋白OprD者亦具抗菌作用。其抗菌谱较氨苄西林-舒巴坦、阿莫西林-克拉维酸为广。其主要适应证为复杂性腹腔内感染和复杂性尿路感染,包括肾盂肾炎。

(5)阿米卡星:在目前分离的氨基糖苷类钝化酶中,阿米卡星仅可被aac(6')所钝化该抗菌药对铜绿假单胞菌具有较强的抗菌活性,对庆大霉素耐药的铜绿假单胞菌中仍有部分菌株对阿米卡星敏感。

(6)环丙沙星:具广谱抗菌作用,尤其对革兰阴性菌抗菌活性高,对铜绿假单胞菌的抗菌作用是目前上市的氟喹诺酮类药物中最强者。

3.O组

(1)头孢哌酮-舒巴坦:头孢哌酮为对铜绿假单胞菌具有良好抗菌作用的注射用第三代头孢菌素,是第三代头孢菌素中对细菌产生的β-内酰胺酶作用最不稳定的头孢菌素舒巴坦为半合成酶抑制剂,对质粒介导的-内酰胺酶有较强的抑制作用。头孢哌酮与舒巴坦合用后,可保护前者不受8-内酰胺酶水解,使头孢菌素的抗菌作用增强,抗菌谱护大。此β-内酰胺酶抑制剂合剂适用于因产β-内酰胺酶而对头孢哌酮耐药但对头孢哌酮-舒巴坦敏感的肠杆菌目细菌、铜绿假单胞菌和不动杆菌属、葡萄球菌属、拟杆菌属所致的感染,包括下呼吸道感染、泌尿道感染、腹腔感染、败血症和感染性心内膜炎、皮肤软组织炎和骨关节感染等。

注:头孢洛扎-他唑巴坦,其中的他唑巴坦可抑制部分肠杆菌目细菌产生的TEMSHV、CTX-M、OXA型β-内酰胺酶,但不能抑制KPC和金属β-内酰胺酶。它可保护头孢洛扎不被8-内酰胺酶水解,扩大其抗菌谱,其抗菌谱较氨苄西林-舒巴坦、阿莫西林克拉维酸为广。本品的抗菌谱包括革兰阴性菌中的大肠埃希菌等肠杆菌目细菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌等不发酵糖革兰阴性菌和链球菌属以及厌氧菌等;美国FDA批准的适应证为复杂性腹腔内感染和复杂性尿路感染包括肾孟肾炎。近日我国临床报道CFDA 批准了头孢他啶-阿维巴坦进入我国临床,但还未批准引进头孢洛扎-他唑巴坦。

(2)黏菌素:包括黏菌素E和多黏菌素B,属慢速型杀菌剂,细菌对其不易产生耐药性,故细菌耐药率低,常为多重耐药革兰阴性杆菌感染治疗的选用药物之一,包括碳青霉烯耐药菌株,如碳青霉烯类耐药肠杆菌目细菌、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌等。

(3)哌拉西林:其与铜绿假单胞菌生存必需的PBPs形成多位点结合,对细菌细胞膜具有强大的穿透作用,因此对铜绿假单胞菌等假单胞菌属具强大抗菌作用。近年来,细耐药性的发生发展,铜绿假单胞菌对其的耐药率约为30%。对哌拉西林敏感的铜绿假单胞菌等假单胞菌,哌拉西林仍然不失为一个好的选择用药。

(三)药敏报告注意事项

1.铜绿假单胞菌对许多抗菌药均天然耐药,如氨苄西林-舒巴坦、阿莫西林-克拉维酸、厄他培南、替加环素、甲氧苄啶-磺胺甲唑等,这些抗菌药均不可选择进行药敏试验和向临床报告。

2.亚胺培南和美罗培南药敏结果不一致铜绿假单胞菌对亚胺培南和美罗培南的耐药机制有所不同,因此可以出现不一样的药敏试验结果,但需复核确认后再报告;两者的药敏试验结果不能相互推导。无论是亚胺培南耐药还是美罗培南耐药,均是碳青霉烯类耐药的铜绿假单胞菌,药敏报告上需加以说明及标识其为碳青霉烯类耐药菌株。

3.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 阿米卡星耐药而庆大霉素敏感;② 头孢他啶-阿维巴坦耐药而哌拉西林-他唑巴坦或头孢哌酮-舒巴坦敏感;③ 左氧氟沙星敏感而环丙沙星耐药等,均需要进行菌种鉴定复核和药敏结果的复核。

4.黏菌素E和多黏菌素B 两药的药敏试验不可采用纸片法和E试验法测定以及也不可采用经吐温-80包埋处理的96孔板进行肉汤微量稀释法药敏试验。如以上述方法获得的结果,不可向临床报告。正确的方法是肉汤稀释法或经过质控检验的自动化药敏试验仪器测定的方法。

参考文献

朱德妹, 吴文娟, 和胡付品. 细菌真菌耐药监测实用监测手册. 上海出版社, 2020.

相关资源

菌名：铜绿假单胞菌/Pseudomonas aeruginosa

菌株编号：HZB364113

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更新日期：2024-12-18

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编制人：木木