碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌感染治疗研究进展

徐鹃鹃 ，葛 瑛

作者单位：1.天津医科大学总医院感染科，天津 300052；

2.中国医学科学院北京协和医院感染内科。

肠杆菌科细菌是医院感染的主要病原体之一，碳青霉烯类抗生素是治疗肠杆菌科细菌感染的主要药物。2001年，Yigit等[1]首先在肺炎克雷伯菌中发现了碳青霉烯酶KPC-1（Klebsiella pneumoniaecarbapenemases-1），之后碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌（carbapenem-resistantEnterobacteriaceae，CRE）在全球范围内迅速传播。肠杆菌科细菌对碳青霉烯类的耐药机制主要是产生染色体或质粒编码的碳青霉烯酶、膜孔蛋白的缺失或改变引起通透性受损及外排泵的过度表达[2]。其中，产碳青霉烯酶是CRE的主要耐药机制，碳青霉烯酶包括A类丝氨酸酶（KPC、SME、IMI、NMC-A、SFC、GES等）、B类金属酶（VIM、IMP、GIM、SPM-1、SIM、NDM-1等）和D类丝氨酸酶（OXA-23、OXA-24/40、OXA-48、OXA-58、OXA-181、OXA-232等）。CRE感染病死率高，抗感染药物选择有限，临床上有时甚至面临 “无药可用” 的境地。2017年2月，WHO将CRE列为极为重要的迫切需要新型抗菌药物治疗的细菌，CRE成为全球关注的热点。本文将对CRE感染的治疗药物及治疗方案的选择进行介绍，以促进CRE感染治疗的合理用药。

1 CRE感染的治疗药物

1.1 多黏菌素

多黏菌素有多黏菌素E（colistin，黏菌素）和多黏菌素B两类，均为环肽，两者只有一个氨基酸不同，均为浓度依赖性快速杀菌剂，对革兰阴性菌有靶向活性，对CRE具良好体外抗菌活性，由于易产生异质性耐药，不推荐单独应用，与碳青霉烯类、替加环素、磷霉素、利福平等抗菌药物联合大多表现为协同抗菌作用。例如，对于产KPC酶的肺炎克雷伯菌，黏菌素和多利培南的联合在体外具有协同杀菌作用[3]。系统回顾研究表明，与单药治疗相比，基于多黏菌素的联合治疗方案可以显著降低患者30 d病死率[4]。对于肾功能正常的危重症患者，静脉使用大剂量多黏菌素E甲磺酸钠（负荷剂量900万单位，维持剂量450万单位，1次/12 h），临床治愈率82.1%，而并未出现明显肾毒.[5]。

1.2 替加环素

替加环素是首个甘氨酰环素类抗菌药物，其组织分布广，但血和尿中浓度低，可用于CRE引起的呼吸道、皮肤软组织及腹腔等感染的治疗，不宜单药治疗血流感染等严重感染，也不适用于尿路感染的治疗。治疗CRE感染常需要高剂量方案（100 mg，1次/12 h），联合其他具有协同作用的抗菌药物（如多黏菌素、碳青霉烯类、氨基糖苷类等）[6]。有荟萃分析表明，采用替加环素联合及高剂量方案治疗CRE感染比单药及低剂量方案更有效[7]。

1.3 碳青霉烯类

碳青霉烯类药物为时间依赖性，游离药物浓度超过MIC的时间占给药时间间隔的百分比（%fT＞MIC）达到40%以上时能满足临床感染治疗需求。碳青霉烯类抗生素治疗CRE感染推荐采用增加给药剂量、给药频次、延长输注时间以及联合其他抗菌药物的方法，联合药物可选用多黏菌素、替加环素、氨基糖苷类或磷霉素。一项纳入661例产KPC酶的肺炎克雷伯菌感染患者的多中心回顾性研究发现[8]，当MIC≤8 mg/L时，含美罗培南的联合治疗方案可显著提高生存率。PROMESSE研究表明[9]：美罗培南MIC=4 mg/L的严重CRE医院获得性肺炎（HAP）患者，加倍剂量（2 g，1次 /8 h，静脉滴注0.5 h）可获得理想100%T＞1 MIC（超过90%）；美罗培南MIC=8 mg/ L，加倍剂量和延长输注（2 g，1次 /8 h，静脉滴注3 h）可获得理想100%T＞1 MIC（超过90%），持续输注则100%T＞4 MIC。也有研究表明，对于MIC≥16 mg/ L的耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌（CRKP）血流感染，联合美罗培南时加倍剂量和延长输注时间（2 g，1次/8 h，静脉滴注3 h）可降低死亡风险（19.9%对25.1%）[10]。对于美罗培南MIC≤32 mg/L的产KPC酶肺炎克雷伯菌感染，建议根据肌酐清除率水平和实时治疗药物监测（TDM）调整给药，可获理想100%T＞1 MIC[11]。对于美罗培南MIC≤64 mg/L的产KPC酶肺炎克雷伯菌感染，建议TDM监测稳态浓度（Css）（调整Css/MIC≥1～4），显著改善预后，为获得临床治愈的保护因素[12]。也有研究显示延长多利培南输注时间，对CRE感染的治疗更有效[13]。

1.4 氨基糖苷类

氨基糖苷类抗生素临床多用于治疗CRE泌尿道感染和血流感染。该药与多种抗菌药物具有协同作用，可联合应用治疗CRE感染。研究显示，如果体外敏感，相比多黏菌素B（64%）和替加环素（43%），氨基糖苷类（庆大霉素和阿米卡星）治疗CRKP尿路感染可取得更高的细菌清除率（88%）[14]。

1.5 磷霉素

磷霉素分子量低，可分布于软组织、泌尿系统和肠道。国外一项研究表明，CRE体外对磷霉素的敏感率高达95%，对产金属酶菌株仍有83%有效[15]。国内CRE菌株对磷霉素的敏感率为40%左右，耐药株多携带质粒介导的耐药基因fosA3（该基因编码灭活磷霉素的谷胱甘肽转移酶）[16]。由于磷霉素具有独特的抗菌机制，耐药菌发展相对较缓慢，但其单用在治疗中很快会出现选择性耐药突变，通常与多黏菌素类、替加环素、碳青霉烯类、氨基糖苷类等联合用药，可产生协同作用。一项纳入48例感染CRKP或XDR铜绿假单胞菌的ICU患者的研究表明，静脉用磷霉素（平均24 g/ d）与黏菌素或替加环素联合治疗的临床有效率为54.2%，细菌清除率为56.3%[17]。在一项包含11例患者的小规模前瞻性研究中，磷霉素静脉制剂（2～4 g，1次/6 h）联合其他抗生素成功地治疗了重症院内CRKP感染[18]。

1.6 新型药物

1.6.1 头孢他啶-阿维巴坦 该药属第三代头孢菌素与新型β内酰胺酶抑制剂的复合制剂，对KPC酶、ESBL、AmpC及OXA-48有抑制作用，但对金属酶无效，于2015年2月在美国上市，2.5 g（2 g头孢他啶-0.5 g阿维巴坦），1次/8 h，输注2 h，用于治疗复杂性尿路感染、复杂性腹腔感染及HAP/呼吸机相关性肺炎（VAP），是首个治疗产KPC酶细菌感染的药物[19]。一项纳入12项研究4 951例患者的荟萃分析表明，头孢他啶-阿维巴坦与美罗培南相比，在临床疗效和细菌清除上具有非劣效性，且在CRE感染患者的亚组分析中，具有更低的病死率[20]。另外，36例CRE感染者头孢他啶-阿维巴坦挽救治疗获得了73.7%的治愈率[21]；24例OXA-48型CRE感染患者应用头孢他啶-阿维巴坦治疗有效[22]；109例CRKP菌血症患者头孢他啶-阿维巴坦治疗疗效优于其他治疗方案（碳青霉烯类联合氨基糖苷类或多黏菌素）[23]。一项138例患者的回顾性研究表明，联合头孢他啶-阿维巴坦治疗产KPC酶肺炎克雷伯菌严重感染的病死率显著低于联合其他药物（尤其对菌血症患者）[24]。另一个多中心回顾性研究，与多黏菌素相比，头孢他啶-阿维巴坦治疗CRE感染具有更好的临床结局[25]。

1.6.2 碳青霉烯类- 新型酶抑制剂 美罗培南-vaborbactam（Vabomere）是美罗培南与环状硼酸药效团β内酰胺酶抑制剂vaborbactam的合剂，对A类酶（特别是KPC酶）和C类酶有效，对D类OXA-48酶及金属酶无效。2017年8月上市，4 g（2 g美罗培南-2 .vaborbactam），1./8 h，输注3 h，用于复杂性尿路感染（包括肾盂肾炎）的治疗，是第一个针对特定病原体CRE而进行临床研究的药物，CRE菌株对其体外敏感率66.2%～100%[26]，临床试验亦证实其治疗CRE感染的高临床治愈率，低病死率及肾毒性[27]。目前针对肺炎的相关临床试验（TANGO Ⅲ，NCT02168946）尚在进行中。亚胺培南-西司他丁与relebactam的合剂可用于治疗复杂性尿路及腹腔感染，特别是对耐药铜绿假单胞菌感染，治疗HAP及VAP等感染的相关临床试验正在进行中[28]。

1.6.3 plazomicin 此药为新型氨基糖苷类药物，由sisomicin衍生而来，可抵抗CRE中常见的氨基糖苷类修饰酶（AME）的作用及其他氨基糖苷类药物的耐药机制（核糖体甲基转移酶和外排泵）[29]。2018年6月FDA批准用于18岁以上的敏感菌所致的复杂性尿路感染（包括肾盂肾炎）。对CRE病原特异性的研究表明（Ⅲ期临床研究，NCT01970371），与黏菌素相比，plazomicin可以降低病死率和相关并发症的发生率[30]。

1.6.4 eravacycline 此药为四环素类新药，有可能超越替加环素，因其对于CRE体外抗菌活性强，有更高的血药浓度，高度代谢稳定性，良好的口服生物利用度和耐受性，较少的药物相互作用，甚至对生物膜有一定活性[31]。在Ⅲ期临床试验中显示出对厄他培南的非劣效性，2018年8月由FDA批准用于复杂性腹腔感染的治疗，推荐剂量为1 mg/ kg，1次/12 .[32]。但由于临床试验（NCT01978938和NCT03032510）并未显示临床治愈率及微生物清除率的有效性，并未推荐复杂性尿路感染的治疗。

2 CRE感染的治疗方案

CRE感染的病死率高，临床可供选择的抗菌药物有限且缺乏明确有效的单药治疗方案，对于重症患者建议采用联合治疗方案，可减少不恰当经验治疗的潜在耐药等风险，发挥抗菌药物之间的协同作用，降低病死率。意大利一项纳入125例患者的多中心回顾性研究发现，产KPC酶肺炎克雷伯菌血流感染的30 d总体病死率为41.6%，比较单药治疗（54.3%），使用两种或以上体外敏感的抗菌药物联合治疗（34.1%）可以显著降低病死率，其中替加环素+多黏菌素+美罗培南（美罗培南2 g，1 次/8 h，输注3 h或以上）联合治疗方案的病死率最低（12.5%，2/16）[33]。希腊一项纳入205例患者的观察性研究发现，对于产碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌血流感染，联合治疗与单药治疗相比可以显著降低病死率，其中含碳青霉烯类联合治疗方案的病死率最低（19.3%）[34]。一项纳入20个临床研究907例患者的系统回顾也表明：联合治疗优于单药治疗，其中含碳青霉烯类的联合治疗方案病死率最低（18.8%）[35]。美国一项纳入41例患者的回顾性队列研究表明，产KPC酶肺炎克雷伯血流感染，联合治疗（13.3%）与单药治疗（57.8%）相比，可显著降低病死率[36]。土耳其一项纳入36例CRE血流感染患者的队列研究发现，与不含黏菌素的治疗方案相比，黏菌素为基础的两药、甚至三药联合治疗可以显著改善临床结局[37]。对于CRE引起的VAP患者，也有回顾性研究表明联合治疗优于单药治疗[38]。国内一项纳入164例CRE血流感染患者的多中心回顾性研究表明，与单药治疗相比，联合治疗（特别是以替加环素为基础）可降低菌血症和重症患者的病死率[39]。也有纳入了20个观察性研究的系统评价表明，联合治疗可提高危重菌血症患者生存率[40]。最近一项荟萃分析也表明，单药治疗CRE感染具有更高病死率风险[41]。目前对CRE有效率相对较高的抗菌药物为多黏菌素和替加环素，可采用以多黏菌素和/或替加环素为基础的联合用药方案，联合药物包括氨基糖苷类或磷霉素等。当美罗培南的MIC≤8 mg/L 时，碳青霉烯类仍为一种合理有效的临床选择，即使MIC＞8 mg/L也可以通过提高剂量和延长输注时间等方式来达到最佳药动学/药效学效应[42]。目前针对CRE联合治疗常用的两药联合方案包括以多黏菌素为基础+碳青霉烯类或替加环素或磷霉素、以替加环素为基础+碳青霉烯类或氨基糖苷类或磷霉素、碳青霉烯类+氨基糖苷类、磷霉素+氨基糖苷类，对于重症患者及深层部位感染，可考虑三药联合治疗，常用方案主要为多黏菌素+替加环素+碳青霉烯类[43]。

对于不同感染部位CRE经验性治疗有不同的推荐[44-45]：血流感染首选药物是高剂量美罗培南.多利培南+多黏菌素B（MIC.2 mg/L），当美罗培南MIC≤16 mg/L时，高剂量延长输注时间很可能达到目标治疗浓度，但是需要注意的是，当MIC≥8 mg/L时，病死率会升高，所以当MIC≥4 mg/L时即建议考虑联合治疗。如果美罗培南/多利培南MIC＞16 mg/L并且多黏菌素B/黏菌素MIC.2 mg/L时，考虑替加环素为基础的联合方案或者双碳青霉烯类方案。基于产KPC酶肺炎克雷伯菌对厄他培南的亲和力大于其他的碳青霉烯类抗生素，使用双碳青霉烯类方案，即厄他培南联合亚胺培南（或美罗培南、多利培南）治疗产KPC酶肺炎克雷伯菌感染时，细菌产生的碳青霉烯酶先与厄他培南结合（“自杀性” 抑制剂），可降低碳青霉烯酶对其他碳青霉烯类抗生素的水解作用[46-47]。其他备选药物为氨基糖苷类、磷霉素和利福平。肺部感染首选高剂量美罗培南/多利培南+多黏菌素B，备选药物为替加环素（MIC≤1 mg/L）、氨基糖苷类、磷霉素和利福平[48]。美罗培南作为治疗的主要药物，MIC≤16 mg/L时，可以高剂量延长输注时间，MIC≤64 mg/L，可考虑持续输注。如果黏菌素耐药，加入利福平有协同作用。黏菌素和氨基糖苷类静脉制剂肺组织穿透性差，最近提出使用雾化制剂吸入治疗，但实际临床上如何使用的最佳方案尚未确立。在新药中，唯一有HAP/VAP适应证的是头孢他啶-阿维巴坦，而美罗培南-vaborbactam在肺组织穿透性方面更有优势，但是治疗肺炎的临床数据有限，因而对于头孢他啶-阿维巴坦耐药的CRE患者更适用[49]。对于产金属酶者，可考虑氨曲南-阿维巴坦或者头孢地尔，对于耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌感染者，考虑头孢洛扎-他唑巴坦治疗[50]；腹腔感染首选高剂量美罗培南/多利培南+多黏菌素B+高剂量替加环素，如果是以替加环素为基础药物的联合方案则考虑使用高剂量，如果替加环素作为附属药物时，需要综合考虑MIC及风险收益比，决定是否选用高剂量或者传统剂量，备选药物有磷霉素和利福平；尿路感染首选高剂量美罗培南/多利培南+磷霉素（MIC ≤32 mg/L）/氨基糖苷类，磷霉素尿中浓度高，治疗尿路感染有一定优势，口服剂型仅限尿路感染的治疗，重症患者强烈推荐联合治疗，对于非重症患者，磷霉素或者氨基糖苷类单药治疗即可获得临床疗效，但是为了避免潜在出现耐药的风险，联合治疗更有保证，备选药物有黏菌素。

但是联合治疗同时也带来一些潜在问题，诸如提高了艰难梭菌感染的风险，其他耐药菌的定植或感染，高浓度抗生素压力下耐药的产生，以及肾毒性等不良反应。有回顾性研究表明，治疗碳青霉烯类耐药革兰阴性菌的血流感染，以黏菌素为基础的联合治疗并不优于单药治疗，仅在中性粒细胞减少的患者中更有优势[51]。同样也有荟萃分析表明：以黏菌素为基础的联合治疗与单药治疗相比，全因病死率无明显差异。一项对CRE血流感染患者的大型多中心回顾性研究表明[52]，仅在高病死率评分的患者中，联合治疗可以提高生存率，对于低病死率评分的患者可以考虑单药治疗[53]。美国一项纳入121例CRE血流感染患者的多中心回顾性研究表明，联合治疗并未提高生存率[54]。国内也有对CRE血流感染回顾性研究证实，联合治疗（53.5%）与单药治疗（33.3%）相比，病死率差异并没有统计学意义[55]。目前首个关于碳青霉烯类耐药革兰阴性菌感染治疗的随机对照试验（RCT）研究表明，黏菌素联合大剂量美罗培南（2 g，1次/8 h）3 h延长输注与黏菌素单药治疗相比，并不具有临床优效性[56]。另外一个关于黏菌素单药治疗与碳青霉烯类联合治疗耐药阴性菌的菌血症及肺炎的RCT（NCT01597973）也正在进行中。因此，有待更多的RCT来探讨CRE感染治疗方案的优化选择。

3 结论

CRE引起的感染对人类威胁巨大，已成为全球性的公共卫生问题，目前缺乏确认有效的治疗药物，临床抗感染治疗经常面临无药可用的困境。目前治疗CRE感染的药物主要是多黏菌素、替加环素、磷霉素及氨基糖苷类。多黏菌素具有较好体外抗菌活性（包括金属酶），但目前国内没有且临床用药方案尚未完全确立；替加环素在我国临床可供使用，但其血药浓度低，临床疗效仍有待确定；磷霉素治疗尿路感染具有优势，但美国没有静脉制剂限制了其应用；新型药物包括：β内酰胺类药物-新型酶抑制剂复合制剂、plazomicin、eravacycline等，其中头孢他啶-阿维巴坦和美罗培南-vaborbactam有可能成为高风险患者严重感染的首选目标治疗方案；多项研究表明，含碳青霉烯类药物的联合优化治疗方案治疗重症感染（尤其是血流感染）优于单药治疗，但仍需进一步探索。CRE感染的具体治疗方案需要结合耐药菌流行病学特征、药敏试验结果、感染部位及严重程度、抗菌药物的药动学/药效学特点等综合考虑。同时，面对CRE这样的 “超级细菌”，如何科学防控极其重要，临床需要高度重视，通过加强抗菌药物管理等多种途径来有效控制耐药菌的传播。