第一章　革兰氏阴性菌的耐药变迁及耐药机制

第一节　革兰氏阴性菌的耐药变迁

大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌等革兰氏阴性菌是医院感染的重要致病菌，常表现为对多种抗菌药物耐药，严重影响抗感染治疗效果及患者的预后。革兰氏阴性菌耐药性问题日趋严重，临床上对于某些耐药菌感染的治疗方法极为有限。碳青霉烯类药物曾被认为是治疗多重耐药革兰氏阴性菌感染的最后一道防线，但随着碳青霉烯类耐药菌株尤其是肺炎克雷伯菌和鲍曼不动杆菌检出率的快速上升，使当前临床抗感染治疗愈加困难。革兰氏阴性细菌的耐药变迁主要集中于以头孢噻肟和头孢他啶为代表的第三代头孢菌素、以头孢吡肟为代表的第四代头孢菌素、β- 内酰胺类与酶抑制剂的复合制剂、碳青霉烯类、以阿米卡星为代表的氨基糖苷类以及以环丙沙星为代表的喹诺酮药物。掌握这些抗菌药物的耐药动态数据，对于临床经验性治疗的抗菌药物选择极为重要。本节主要对临床革兰氏阴性菌的耐药变迁进行分析，包括肠杆菌目细菌及非发酵糖细菌。

一、肠杆菌目细菌

临床常见的肠杆菌目细菌有大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、肠杆菌属、变形杆菌属和沙门菌属等。产生β- 内酰胺酶是肠杆菌目细菌最主要的耐药机制，且以产超广谱β- 内酰胺酶（extended-spectrum β-lactamase，ESBL）菌、产头孢菌素酶（cephalosporinas，简称AmpC酶）菌和产碳青霉烯酶的肠杆菌目细菌流行病学备受临床关注。此部分介绍我国临床分离的肠杆菌目细菌对各类常用抗菌药的耐药变迁，同时对产生上述3种β- 内酰胺酶的细菌的特征进行分析，并与其他国家数据进行比较。

（一）肠杆菌目细菌对抗菌药的耐药变迁

无论是全国细菌耐药监测网（China Antimicrobial Resistance Surveillance System，CARSS，http://www.carss.cn/），还是中国细菌耐药监测网（China Antimicrobial Surveillance Network，CHINET，https://www.chinets.com/Data/GermYear）数据显示，2005—2020年的连续16年间，从我国大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌对常用抗菌药物的耐药变迁可见，大肠埃希菌对头孢噻肟和环丙沙星的耐药率维持在40%～70%，2005—2020年波动于60%左右，耐药水平居于高位；对头孢他啶和头孢吡肟的耐药率从2009年开始上升，2013年已近30%，到2020年呈平稳略下降趋势。其耐药变迁的原因为，以产CTX-M-15型ESBL为代表的大肠埃希菌产生的对头孢他啶具有水解活性的ESBL比例上升，尤其在2014年美国临床和实验室标准化协会（Clinical and Laboratory Standard Institute，CLSI）降低了头孢吡肟对肠杆菌目细菌的敏感折点，使头孢吡肟的敏感率进一步降低。大肠埃希菌对阿米卡星、头孢哌酮-舒巴坦和哌拉西林-他唑巴坦的耐药率在16年（2005—2020年）间都波动在5%左右，对亚胺培南的耐药率维持在1%左右，这些药物是临床经验性用药的优选药物。大肠埃希菌对替加环素、多黏菌素B的耐药率维持在1%左右，仍可作为广泛耐药（extensively drug-resistant，XDR）肠杆菌目细菌感染的最后防线。大肠埃希菌对常用抗菌药物的耐药变迁见图1-1。

肺炎克雷伯菌对抗菌药物的耐药变迁略不同于大肠埃希菌。CHINET数据现显示，2011—2014年肺炎克雷伯菌对多数抗菌药物的耐药率略呈下降趋势，自2015年起又呈上升趋势。肺炎克雷伯菌对阿米卡星和哌拉西林-他唑巴坦的耐药率波动在10%～30%，是经验性治疗药物的选择。肺炎克雷伯菌对头孢吡肟、头孢哌酮-舒巴坦、环丙沙星的耐药率为30%～40%。对碳青霉烯类耐药是肺炎克雷伯菌的突出耐药问题。CHINET监测数据显示，肺炎克雷伯菌对亚胺培南的耐药性从2009年开始明显上升，到2021年上半年耐药率达24.5%。肺炎克雷伯菌对替加环素和多黏菌素B的耐药率为1%～6%（多黏菌素B和替加环素的耐药监测自2015年开始），整体趋于平稳。肺炎克雷伯菌对常用抗菌药物的耐药变迁见图1-2。

（二）肠杆菌目细菌产β- 内酰胺酶情况

1.ESBL

ESBL在大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌中最常见。各个国家和地区产ESBL细菌的流行情况具有较大的差异。日本、荷兰等国家产ESBL细菌的检出率很低，而印度、俄罗斯等国家有高达50%以上的克雷伯菌属细菌产ESBL。我国2005—2020年的耐药性监测资料显示，中国大陆地区三甲医院产ESBL大肠埃希菌的检出率为51.9%～61.7%，近几年呈缓慢下降趋势；产ESBL肺炎克雷伯菌的检出率为40.6%～52.2%，呈缓慢下降趋势；产ESBL奇异变形杆菌的检出率为16.0%～39.0%，见图1-3。碳青霉烯类耐药机制如产KPC-2酶、膜蛋白缺失等常见于肺炎克雷伯菌，这些机制可掩盖ESBL表型的检出，导致常规药敏试验检测肺炎克雷伯菌中的ESBL时出现假阴性结果。

2010年版CLSI（简称CLSI 2010）修订了肠杆菌目细菌对部分头孢菌素类抗生素和氨曲南的敏感折点，并建议不再进行ESBL筛选和确认试验，因此目前有些医院的检验报告单中不再报告ESBL检测结果。一般而言，采用CLSI 2010以后的药敏判读标准，对头孢呋辛、头孢噻肟或头孢曲松耐药，对头孢西丁敏感的菌株，多为ESBL产生菌。一旦确认为ESBL产生菌，即使在体外对其他三代头孢菌素敏感，仍可能在临床治疗时失败。

产ESBL菌除对β- 内酰胺类抗生素耐药以外，还对其他种类的抗菌药物如氟喹诺酮类耐药，呈现出多重耐药模式；其中约85%的菌株对环丙沙星耐药，约50%的菌株对庆大霉素耐药，阿米卡星的耐药率在20%以内，是联合用药的选择。

产ESBL肠杆菌目细菌通常对碳青霉烯类药物敏感。ESBL不会使非内酰胺类制剂（如环丙沙星、复方新诺明、庆大霉素）失活。然而，携带ESBL基因的细菌通常含有额外的基因或基因突变，这些突变可介导对各种抗生素的耐药性。社区获得的产ESBL肠杆菌目细菌比例增多是产ESBL菌流行病学的新特点。我国关于社区获得的产ESBL菌流行病学资料较为匮乏，华东地区19家医院的流行病学数据显示，2017年11月至2019年8月社区获得性尿路感染的大肠埃希菌中ESBL的检出率为39.3%。2012年，一组来源于我国24个省市共30所医院的大肠埃希菌ESBL流行病学数据显示，社区获得性ESBL和医院获得性ESBL大肠埃希菌的原发感染类型相似，约50%产ESBL大肠埃希菌来源于尿路感染，20%来源于血流感染。

2.AmpC酶

产AmpC酶菌主要包含以阴沟肠杆菌为代表的肠杆菌属细菌和铜绿假单胞菌，通常呈诱导表达；大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌常由质粒AmpC酶基因介导耐药，呈持续高水平表达。产AmpC酶菌的特点是对头霉素类（头孢西丁）和第一代至第三代头孢菌素耐药，对头孢吡肟敏感。但是由于部分细菌可同时产AmpC酶和ESBL，因此可导致对头霉素类、第三代和第四代头孢菌素均耐药，仅对碳青霉烯类高度敏感。我国系统的流行病学资料则较为匮乏。孙宏莉等对全国10家教学医院肠杆菌目细菌的流行病学调查显示，AmpC酶阳性率为13.3%（149/1 157），其中阴沟肠杆菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌的阳性率较高。AmpC阳性菌株除对亚胺培南敏感外，对其他β- 内酰胺类药物的耐药率超过50%，同时产ESBL菌株对其他β- 内酰胺类药物的耐药率则超过70%，均显著高于非产酶株。

3.碳青霉烯酶

碳青霉烯类耐药肠杆菌目细菌（carbapenem-resistant enterobacteriaceae，CRE）的出现是近年肠杆菌目细菌耐药的新特点，主要耐药机制为细菌产碳青霉烯酶，该类酶包括A类KPC酶，B类金属酶IMP、VIM和NDM-1，D类OXA-48型碳青霉烯酶。KPC-2是最常见的碳青霉烯酶，在大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、黏质沙雷菌和奇异变形杆菌等肠杆菌目细菌中均有发现，以长江三角洲地区报道最多。据CHINET数据显示，肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类药物（亚胺培南）的耐药率由2009年的2.9%上升至2020年的20%多（图1-2）。我国临床分离的碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌以产KPC-2型酶为主。

产碳青霉烯酶菌株常同时产ESBL和AmpC酶等β- 内酰胺酶，某些菌株甚至同时合并有外膜蛋白缺失，导致CRE对大多数抗菌药物高度耐药，常为广泛耐药（XDR）或全耐药（pandrug resistance，PDR）。胡付品等对全国36家医院CRE的流行病学调查显示，CRE除对多黏菌素、替加环素和头孢他啶-阿维巴坦的耐药率小于40%，对其他药物的耐药率均介于49.6%～100%。据CHINET（2019年）资料显示，CRE除对阿米卡星和复方磺胺甲唑的耐药率为50%左右外，对其他药物的耐药率均介于70%～100%。

在美国发现的碳青霉烯酶包括KPC-2、KPC-3、NDM、VIM、IMP和OXA-48。产IMP型碳青霉烯酶的肠杆菌目细菌报道见于日本（IMP-1）、澳大利亚（IMP-4）、巴西和新加坡（IMP-1）。在中国，胡付品等收集了2016—2018年全国24个省市36家医院临床分离的CRE分析，97.1%菌株为产碳青霉烯酶，其中KPC-2占51.6%，主要见于肺炎克雷伯菌（64.6%）；NDM占35.7%，主要见于大肠埃希菌（96.0%）。CRE成人株的KPC占比为70.3%，儿童CRE株以NDM、KPC和OXA-48的占比49.0%、35.1%和13.3%。

二、非发酵糖细菌

（一）鲍曼不动杆菌

鲍曼不动杆菌可在医疗机构环境和人体表面定植，为医院获得性感染的主要病原体之一。该菌表现出强大的获得各类抗菌药物相关耐药基因的能力，其耐药机制包括产多种β- 内酰胺酶（如ESBL、AmpC酶、OXA、NDM-1）、外膜通透性低、主动外排系统等，导致对临床常用抗菌药物如β- 内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类等呈现出多重耐药或广泛耐药的特性，已经成为我国耐药性最严重的菌种。CHINET的数据显示，我国碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌检出率从2005年的30%上升至2020年的70%以上，如图1-4所示，且60%以上的菌株呈多重耐药模式。2020年，鲍曼不动杆菌对头孢他啶、头孢吡肟、哌拉西林-他唑巴坦、亚胺培南的耐药率都超过60%。对替加环素和多黏菌素B的耐药率在10%以下。

产OXA-23酶是鲍曼不动杆菌对碳青霉烯类耐药的主要机制，俞云松等发现blaOXA-23-like基因在碳青霉烯类耐药株的检出率高达96.5%，且这些菌株绝大多数为多重耐药株，并属于优势克隆CC92。

值得注意的是，血流感染的鲍曼不动杆菌比例近年也呈上升趋势，据CHINET报道，鲍曼不动杆菌在血流感染中的分离率已由2009年的2.7%增加至2020年的2.9%。2020年，全国细菌耐药监测网监测全国1 300余所医院的数据显示，血液标本分离的鲍曼不动杆菌对亚胺培南耐药率为45.0%，其耐药发生后患者死亡率高达29.8%～58.6%，为临床治疗带来了严峻的挑战。

（二）铜绿假单胞菌

约10%的院内感染由铜绿假单胞菌引起，该菌对多种抗菌药物表现为天然或获得性耐药，临床治疗十分困难。中国医院内感染的抗菌药物耐药监测计划（Chinese Antimicrobial Reisitance Sruveillance of Nosocomial infections，CARES）监测2007—2016年的10年医院获得性肺炎（hospital-acquired pneumonia，HAP）结果显示，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，PA）是仅次于鲍曼不动杆菌的第2位致病菌（20.1%）。HAP中多重耐药铜绿假单胞菌（multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa，MDR-PA）比例较高，碳青霉烯类耐药PA（carbapenem resistant Pseudomonas aeruginosa，CRPA）在10年期间相对稳定（36.6%～44.8%），呼吸机相关性肺炎（ventilator associated pneumonia，VAP）患者的MDRPA高于HAP。2020年美国感染性疾病学会（Infectious Diseases Society of America，IDSA）《抗菌药物耐药革兰氏阴性菌感染治疗指南》重新定义“难治”耐药性PA（difficult-to-treat resistance PA，DTR-PA），指对以下所有药物不敏感的PA:哌拉西林-他唑巴坦、头孢他啶、头孢吡肟、氨曲南、美罗培南、亚胺培南-西司他丁、环丙沙星和左氧氟沙星。该定义更贴近临床治疗角度。

我国CHINET数据显示，2005—2020年铜绿假单胞菌的检出率呈下降趋势，自2005年的17.4%下降至2020年的11%，且主要分离于下呼吸道。CARSS数据也显示，全国三级医院主要细菌构成中铜绿假单胞菌位居革兰氏阴性菌的第3位（9.41%～9.58%）。

CHINET连续16年的耐药监测资料显示，铜绿假单胞菌对抗菌药的耐药率趋于平稳，呈缓慢下降趋势，对碳青霉烯的耐药率介于20%～30%，对阿米卡星、头孢哌酮-舒巴坦、头孢他啶、环丙沙星、哌拉西林-他唑巴坦和多黏菌素B的耐药率相对较低，MDR株比例约40%～50%，XDR株比例在1%～2%，如图1-5所示。

2015年首先经美国食品药品管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准于美国上市的头孢洛扎-他唑巴坦、头孢他啶-阿维巴坦也已有部分研究报道，Van等的总结结果显示86%～95%的临床菌株对头孢洛扎-他唑巴坦敏感，60%～80%耐头孢他啶和耐美罗培南的菌株对头孢洛扎-他唑巴坦仍敏感；84%～97%铜绿假单胞菌株对头孢他啶-阿维巴坦敏感。铜绿假单胞菌对头孢洛扎-他唑巴坦和头孢他啶-阿维巴坦的耐药率分别波动在5%～14%和3%～16%。

铜绿假单胞菌常存在适应性耐药，主要指调控基因受宿主的环境刺激从而改变耐药基因的表达，导致细菌在宿主体内的耐药性和体外药敏试验检测结果不一致，临床使用体外敏感药物也难于有效，使临床面临难治疗、难清除病原菌的困境。

（三）嗜麦芽窄食单胞菌

嗜麦芽窄食单胞菌广泛存在于土壤、植物、人和动物体表及医院环境中，属条件致病菌。CHINET资料显示，2005—2020年间该菌占所有检测出的革兰氏阴性菌的4.0%～5.0%，居于第5～8位。

嗜麦芽窄食单胞菌对碳青霉烯类药物天然耐药，临床可使用的抗菌药品种少。CHINET资料显示，2005—2020年间嗜麦芽窄食单胞菌对米诺环素的耐药率最低，为1%～4%；对左氧氟沙星和复方磺胺甲唑（甲氧苄啶-磺胺甲唑，TMP-SMZ）的耐药率为5%～20%。嗜麦芽窄食单胞菌对常用抗菌药物的耐药变迁如图1-6所示。

生物被膜的形成是新发现的嗜麦芽窄食单胞菌的耐药机制，嗜麦芽窄食单胞菌借助生物被膜不仅可以黏附于医用材料（如气管插管）上，也可黏附于组织细胞上，长期定植于人体内，是慢性感染反复发作的主要原因。

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（卓　超　胡付品）