于 夢,王玉潔,于清華,胡付品
(1. 青島市市立醫(yī)院檢驗科,山東 青島 266000;2. 復(fù)旦大學附屬華山醫(yī)院抗生素研究所,上海 200040)
碳青霉烯類抗生素能夠有效抵抗革蘭陰性菌感染,并廣泛應(yīng)用于臨床,導(dǎo)致耐碳青霉烯類腸桿菌目細菌(carbapenem-resistant Enterobacterales,CRE),尤其是肺炎克雷伯菌的分離率呈快速上升趨勢。同時研究[1-2]顯示,CRE感染患者面臨臨床治療失敗率高、病死率高的困境,給臨床有效抗感染治療帶來巨大挑戰(zhàn)。美國疾病控制與預(yù)防中心(CDC)在2019年《抗生素耐藥性威脅報告》中指出,CRE是“最緊迫的威脅”之一。以上情況凸顯了新型抗生素在抗病原體感染方面的重要性。產(chǎn)碳青霉烯酶是包括肺炎克雷伯菌在內(nèi)的腸桿菌目細菌耐碳青霉烯類抗生素的最主要機制,而酶抑制劑在對抗產(chǎn)酶菌株中發(fā)揮著重要作用。阿維巴坦作為一種已投入臨床使用的新型β-內(nèi)酰胺酶抑制劑,其自身雖無抗菌活性[3],但能長效、可逆的結(jié)合A類[包括超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended-spectrum β-lactamases,ESBLs)和KPC酶(Klebsiellapneumoniaecarbapenemase)]、C類 (AmpC酶)和部分D類β-內(nèi)酰胺酶(如OXA-48)[4-6],以此恢復(fù)與之聯(lián)合使用的β-內(nèi)酰胺類抗生素的抗菌活性。本研究探討頭孢他啶/阿維巴坦,氨曲南/阿維巴坦,美羅培南/阿維巴坦對耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistantKlebsiellapneumoniae,CRKP)的抗菌活性,現(xiàn)將結(jié)果報告如下。
1.1 菌株來源 收集青島市市立醫(yī)院2018—2020年臨床分離的CRKP菌株,剔除同一患者重復(fù)分離的菌株。
1.2 主要試劑及儀器 包括梅里埃VITEK MS全自動快速微生物質(zhì)譜檢測儀,梅里埃VITEK 2 Compact全自動藥敏分析儀,TAKARA普通PCR儀[TaKaRa(大連)生物工程有限公司],美國伯樂Bio-rad PowerPac基礎(chǔ)電泳儀,美國伯樂Bio-Rad GelDoc XR 凝膠成像系統(tǒng),Premix Tag[翌圣生物科技(上海)有限公司]。頭孢他啶(130484-201806)、氨曲南(130507-201303)、美羅培南(130506-201403)均購于自中國食品藥品檢定研究院,阿維巴坦(20160831-2)由正大天晴藥業(yè)集團股份有限公司提供。
1.3 細菌鑒定及藥敏試驗 采用梅里埃VITEK MS質(zhì)譜儀及梅里埃VITEK 2 Compact全自動藥敏分析儀分別進行菌株鑒定及常規(guī)藥敏測定,依照2020年美國臨床實驗室標準協(xié)會(CLSI)M100對藥敏結(jié)果進行判定,替加環(huán)素敏感性判定參考美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)推薦的標準,最低抑菌濃度(MIC)≤2 μg/mL為敏感,MIC≥8 μg/mL為耐藥;氨曲南/阿維巴坦、美羅培南/阿維巴坦藥敏結(jié)果判斷分別參照氨曲南及美羅培南折點判定標準。銅綠假單胞菌ATCC 27853、大腸埃希菌ATCC 25922質(zhì)控標準菌株均購自國家衛(wèi)生健康委臨床檢驗中心。采用微量肉湯稀釋法測定頭孢他啶、頭孢他啶/阿維巴坦、氨曲南、氨曲南/阿維巴坦、美羅培南、美羅培南/阿維巴坦的MIC,阿維巴坦固定濃度為4 μg/mL。
1.4 耐藥基因檢測 采用聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)方法檢測所有受試菌5種常見碳青霉烯酶基因(blaKPC、blaNDM、blaOXA、blaVIM、blaIMP)攜帶情況,陰性菌株首先按照2020年CLSI M100 ESBLs初篩實驗進行表型篩查,若陽性則進行ESBLs耐藥基因檢測,陰性者則進行AmpC酶耐藥基因(blaMOX、blaCIT、blaDHA、blaACC、blaEBC、blaFOX)篩查,PCR引物及產(chǎn)物大小見表1。
表1 碳青霉烯類耐藥基因PCR引物及產(chǎn)物大小
1.5 MIC及最低殺菌濃度(MBC)測定 在96孔板上采用微量肉湯稀釋法對受試菌進行相關(guān)抗菌藥物MIC檢測,嚴格按照標準的操作步驟及試驗方法制備受試菌菌懸液、抗菌藥物等。將保存菌株接種于MH營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)16~18 h,取適量單菌落配制成0.5麥氏單位的菌懸液,采用雙倍CAMHB肉湯按照1∶100比例進行稀釋。向96孔藥敏板中加入制備好的抗菌藥物,再將50 μL稀釋后菌懸液依次加入每孔,使頭孢他啶、氨曲南、美羅培南最終濃度范圍為0.06~128 μg/mL,頭孢他啶/阿維巴坦、氨曲南/阿維巴坦、美羅培南/阿維巴坦最終濃度范圍為0.03/4~64/4 μg/mL,同時每孔菌懸液的最終濃度為105CFU/mL。在頭孢他啶/阿維巴坦、氨曲南/阿維巴坦、美羅培南/阿維巴坦受試菌株的MIC基礎(chǔ)上,取100 μL肉眼未見細菌生長孔中的受試菌液均勻涂布于普通營養(yǎng)瓊脂平板,經(jīng)過夜孵育后計算相應(yīng)平板菌落數(shù),若該平板上生長的菌落數(shù)<0.1%的初始接種菌量,則相應(yīng)肉湯孔中的藥物濃度為該抗菌藥物對受試菌的MBC。
1.6 統(tǒng)計分析 應(yīng)用WHONET 5.6分析細菌對抗菌藥物的耐藥率。
2.1 一般資料 63株CRKP菌株標本來源于痰28株(44.4%),血18株(28.6%),尿11株(17.5%)及其他類型標本6株(9.5%,包括腹腔積液2株,支氣管肺泡灌洗液、膽汁、分泌物、穿刺液各1株),從男性患者分離株多于女性患者(73.0% VS 27.0%),老年人分離菌株占69.8%,重癥監(jiān)護室(ICU)分離菌株占47.6%。見表2。
表2 63株CRKP菌株來源分布情況
2.2 藥敏結(jié)果 CRKP菌株對β-內(nèi)酰胺類抗生素(頭孢他啶、頭孢吡肟、亞胺培南、美羅培南),以及β-內(nèi)酰胺酶抑制劑的復(fù)合制劑(阿莫西林/克拉維酸、頭孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦)耐藥率均>95%,對喹諾酮類(環(huán)丙沙星、左氧氟沙星)以及單環(huán)β-內(nèi)酰胺類藥物氨曲南的耐藥率也>95%,對氨基糖苷類亦呈現(xiàn)出較高的耐藥率(61.9% ~74.6%),對替加環(huán)素耐藥率較低(1.6%),對頭孢他啶/阿維巴坦、美羅培南/阿維巴坦的耐藥率為3.2%~7.9%,未檢出對氨曲南/阿維巴坦耐藥的菌株。見表3。
表3 CRKP對抗菌藥物的藥敏結(jié)果
2.3 耐藥基因檢測結(jié)果 63株CRKP菌株中,57株(90.5%)檢出blaKPC-2基因 ,2株(3.2%)檢出blaNDM-1基因,各有1株(1.6%)檢出blaNDM-5、blaIMP-4、blaIMP-69基因,1株CRKP 5種常見碳青霉烯酶基因菌均未檢出,但檢出AmpC酶基因blaDHA。見圖1。
M:DNA Marker;陰:陰性對照;陽:KPC-2基因陽性對照;泳道1、3、5~8:臨床KPC-2基因陽性菌株;泳道4:臨床KPC-2基因陰性菌株。
2.4 MIC和MBC檢測結(jié)果 頭孢他啶/阿維巴坦對 57株攜帶blaKPC-2基因的CRKP株菌的 MIC50、MIC90分別為2/4、8/4 μg/mL,阿維巴坦可將頭孢他啶MIC50及MIC90均下降96.9%;氨曲南/阿維巴坦對其MIC50、MIC90分別為0.5/4、2/4 μg/mL,阿維巴坦可將氨曲南MIC50及MIC90分別下降99.8%、99.2%;美羅培南/阿維巴坦對其MIC50、MIC90分別為0.125/4、0.5/4 μg/mL,阿維巴坦可將美羅培南MIC50、MIC90分別下降99.8%、99.6%。5株表達金屬β-內(nèi)酰胺酶(MBLs)基因的CRKP菌株,阿維巴坦未使頭孢他啶、美羅培南MIC90值有所下降,但阿維巴坦可使氨曲南MIC90下降達99.8%。頭孢他啶/阿維巴坦、氨曲南/阿維巴坦、美羅培南/阿維巴坦對63株CRKP株菌的MBC50、MBC90值與其相應(yīng)的MIC50、MIC90值相同。見表4。
表4 抗生素及其阿維巴坦復(fù)合制劑對攜帶不同基因CRKP菌株的MIC和MBC檢測結(jié)果(μg/mL)
本組研究發(fā)現(xiàn),57株攜帶blaKPC-2基因的CRKP株菌,阿維巴坦可將頭孢他啶、氨曲南和美羅培南對其MIC50及MIC90下降96.9%~99.8%;5株表達金屬酶的CRKP菌株,阿維巴坦未使頭孢他啶、美羅培南對其MIC90值有所下降,但阿維巴坦可使氨曲南對其MIC90值下降99.8%。
綜上所述,阿維巴坦聯(lián)合常見β-內(nèi)酰胺類抗生素(頭孢他啶、氨曲南或美羅培南)可有效抑制攜帶blaKPC-2基因的CRKP菌株,卻不能有效抑制MBLs基因陽性的CRKP菌株;與氨曲南聯(lián)合可有效抑制blaKPC基因陽性及MBLs基因陽性的CRKP菌株。本研究受試菌株數(shù)特別是表達金屬酶的菌株有限,可以擴大受試菌株數(shù)及增加其他耐藥機制的菌株以獲取更多數(shù)據(jù),為臨床抗CRKP感染治療提供更好的選擇。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。