社区获得性肺炎中耐药革兰阴性菌的病原学特征及新型治疗研究进展

舒倩倩 陈复辉

社区获得性肺炎(community-acquired pneumonia，CAP)是一个高发病率的疾病，其致病病原体具有多样性，肺炎链球菌是最常见的病原体。研究表明CAP中革兰阴性菌发病率较高，部分对临床上多数抗生素耐药[1-3]。在中国，估算有27.45%住院患者存在耐药性感染或定植，其中多重耐药占15.77%[4]，耐药菌高发生率及其在治疗、经济上的影响引发关注，了解这些耐药革兰阴性菌在社区获得性肺炎的特点，有助于经验性抗生素选择、提高治疗的准确性，并减少广谱抗生素的不当使用。根据全国2014-2019年抗菌素耐药性监测统计显示，支气管肺泡灌洗液中分离以革兰阴性菌为主，包括鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌，这三种病原体存在对多种抗生素具有耐药性[5]，本文主要目的是探讨在CAP中，这些耐药革兰阴性菌的病原体特征及临床特点，并介绍一些新型治疗方式。

肺炎克雷伯杆菌

肺炎克雷伯杆菌是一种机会病原体，存在人类宿主及其周围环境中，常在肠道和呼吸道中定植[6]，分为经典型和高毒力型，Chih-Han Juan等人的研究表明，相对于医院获得性肺炎，高毒力菌株更易发生于社区获得性肺炎患者[7]。综合我国近几年的研究发现，CAP中肺炎克雷伯杆菌的发病率约16%～50%，呈现不同程度的耐药[1-3]，肺炎克雷伯杆菌耐药性与β-内酰胺酶的产生、外排泵表达、脂多糖的生产、外膜的通透性、外膜孔蛋白缺陷有关[6]。

陈亮等人的研究对比由肺炎克雷伯杆菌和非肺炎克雷伯的引起的CAP患者，发现二者临床特征类似，其中肺炎克雷伯杆菌肺炎患者30天死亡的独立危险因素包括急性肾衰竭、有创机械通气，此外合理经验性抗感染治疗可降低其30天死亡率[8]。Jesus Ruiz等人研究表明住院时间超过7天以及呼吸道感染和任何抗生素的使用与多重耐药肺炎克雷伯氏菌定植增加有关，其中接受抗生素治疗48小时以上的患者比未接受抗生素治疗的患者更早定植[9]，而肺炎克雷伯杆菌的定植常常与感染有关，因此我们需要关注这些危险因素。

铜绿假单胞菌

铜绿假单胞菌是一种非发酵性、需氧性革兰阴性菌，是一种机会病原体，存在于许多不同环境中，可以从包括植物、动物和人类在内的各种生物来源中分离出来。铜绿假单胞菌的耐药性可分为内源性耐药性、获得性耐药性，以及适应性抵抗。内源性耐药性包括产生抗生素灭活酶、降低外膜通透性、表达多药耐药外排泵，获得性耐药性主要是产生引起抗生素化学变化的酶[10]。一项多中心、多国研究表明，在CAP中，约4.2%的患者有铜绿假单胞菌感染，耐药铜绿假单胞菌、多重耐药铜绿假单胞菌的患病率分别是2.0、1.0%[11]，该研究表明铜绿假单胞菌的患病率较低，多重耐药率低。但是，我国几项研究表明，其发病率更高，约10%～15%，对临床常见抗生素产生不同程度的耐药[1-3]。

Marcos I Restrepo等人的研究还证明，既往铜绿假单胞菌感染/定植、气管切开术、慢性肺部疾病与铜绿假单胞菌社区获得性肺炎独立相关，其中具有较高风险感染耐药铜绿假单胞菌的患者可能有铜绿假单胞菌感染/定植的肺炎病史，或者支气管扩张、慢性阻塞性肺疾病病史[11]。作为支气管扩张和慢性阻塞性肺疾病的常见病原体，铜绿假单胞菌是二者急性加重的重要参与者，约30%非囊性纤维化支气管扩张急性发作表现是肺炎，约10%的COPD由于并发CAP加重急性住院[12-14]，因此，我们应该重视铜绿假单胞菌与支气管扩张、慢性阻塞性肺疾病、及CAP患者之间的联系。

鲍曼不动杆菌

鲍曼不动杆菌是革兰氏阴性菌，严格有氧，可在人及其周围环境中找到，既往认为鲍曼不动杆菌是一种机会病原体，主要引起医疗相关感染，但是研究表明社区获得性感染的频率逐渐增加，并具有多重耐药性[15-16]，鲍曼不动杆菌中抗生素耐药性的各种机制已得到充分描述，与β-内酰胺酶，外排泵，氨基糖苷修饰酶，通透性缺陷和靶标修饰、及生物膜相关，其中β-内酰胺酶起主要作用[17]，鲍曼不动杆菌可含有A、B、C、D类β-内酰胺酶，使得对临床上大多数抗生素耐药，包括碳青霉烯类。我国CAP中鲍曼不动杆菌发病率相对较低，约2%～10%，部分对多数抗生素耐药[1-3]。尽管发病率低，但是常报道鲍曼不动杆菌与重症肺炎有关，Ella M Meumann等人的研究表明约82%患者需要入住重症监护病房，并且死亡率高达18%， 还证明社区致病性鲍曼不动杆菌感染中细菌毒力基因与患者预后之间不存在关联，认为宿主危险因素可能比细菌毒力基因的变化发挥更关键的作用[18]，这表明了解宿主因素可能是鲍曼不动杆菌感染管理的重点。Davis Joshua S.等认为 95%社区获得性鲍曼不动杆菌肺炎患者至少具有以下三种主要危险因素之一：有害饮酒，慢性肺病和糖尿病，并认为所有这三个因素的缺乏使得社区获得性鲍曼不动杆菌肺炎发生的可能性很小[19]。Meumann Ella M.等进一步证明有害酒精摄入是鲍曼不动杆菌再次感染和复发的主要宿主风险因素[20]。尽管酒精中毒可能导致吞噬作用障碍，或上调细菌毒力基因表达[20]，但是这不能完全解释宿主与鲍曼不动杆菌二者之间关系，未来需要进一步的研究来证明二者之间的相互作用。

新型治疗

在多重耐药细菌治疗上，主要的治疗是抗感染治疗，新型抗感染可分为新型抗生素和抗生素替代品。对于由耐药革兰阴性菌引起的肺炎，新药需要具备的特点有：良好的肺渗透性、有效性、安全性。本文主要介绍批准用于肺炎(包括社区获得性肺炎和医院获得性肺炎)且抗菌谱针对多重耐药革兰阴性菌的新型抗生素,如：奥马环素、头孢他啶/阿维巴坦和头孢洛扎/他唑巴坦、imipenem/relebactam，还有其他针对革兰阴性菌的新型抗生素制剂，如Cefiderocol、meropenem/vaborbactam、eravacycline等，目前暂时未批准用于肺炎，本文未给予讨论。

一、奥马环素

奥马环素属四环素类抗生素，与其他四环素作用机制一致，通过结合细菌核糖体主要四环素结合位点来抑制细菌蛋白质合成起作用，但是普遍四环素耐药机制对其无效，其抗菌谱较广，对革兰阳性菌和革兰阴性菌大多有活性，包括四环素耐药菌株、产广谱β-内酰胺酶或碳青霉烯酶的大肠杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄糖球菌，但是其对铜绿假单胞菌没有活性[21]。基于1期实验证明奥马环素具有良好的肺渗透性，在3期社区获得性肺炎治疗的实验中，奥马环素与莫西沙星相比，治疗开始后出现的不良事件的概率分别为41.1%、48.5%，早期临床反应分别是81.1%、82.7%，奥马环素的作用不逊于莫西沙星[22]。此外奥马环素拥有口服制剂，目前已经容许用于社区获得性肺炎。

二、头孢他啶/阿维巴坦和头孢洛扎/他唑巴坦

头孢他啶/阿维巴坦和头孢洛扎/他唑巴坦都属于β-内酰胺/β-内酰胺酶抑制剂，主要是通过β-内酰胺与青霉素蛋白结合，抑制细胞壁合成，导致细菌溶菌死亡，从而发挥杀菌作用，β-内酰胺酶抑制剂主要是增加β-内酰胺类的抗菌活性，这两种新型组合亮点在于前者拥有新型β-内酰胺酶抑制剂，后者有新型β-内酰胺类抗生素。尽管没有活性，但是A类(KPC型β-内酰胺酶、广谱β-内酰胺酶)、C类(AmpC β-内酰胺酶)和某些D类β-内酰胺酶能被阿维巴坦所抑制，阿维巴坦还可以增加头孢他啶对包括肠杆菌科、铜绿假单胞菌在内的阴性菌的作用，然而对革兰阳性菌、鲍曼不动杆菌的活性没有影响[23-24]。头孢洛扎在结构上类似于头孢他啶，具有对革兰氏阴性杆菌增强的活性，区别在于头孢洛扎结构可防止AmpC β-内酰胺酶介导的水解作用，添加他唑巴坦后，对革兰氏阴性菌，其活性保留或增强，其中在肠杆菌科，扩展了头孢洛扎单独的活性，包括许多广谱β-内酰胺酶产生菌和一些AmpCβ-内酰胺酶失活的肠杆菌属[23,25]。二者具有相似的抗菌谱，主要是作用于需氧革兰阴性菌，并对部分革兰阳性需氧菌、以及部分厌氧菌有作用，头孢他啶/阿维巴坦和头孢洛扎/他唑巴坦的微生物学差异在于阿维巴坦抑制KPC家族的碳青霉烯酶，使得产生KPC碳青霉烯类耐药的肠杆菌科更适合选择头孢他啶/阿维巴坦[23]。3期临床试验表明，革兰阴性细菌引起的医院获得性肺炎中(包括多重耐药铜绿假单胞菌、产广谱β-内酰胺酶的肠杆菌科)，头孢洛扎/他唑巴坦(每隔8小时接受3克)与美罗培南(每日1g)静脉输注相比，第28天死亡率比为24.0%：25.3%，治疗相关不良事件为11%：8%，头孢洛扎/他唑巴坦作用并不比美罗培南差[26]。在一项关于医院获得性肺炎的3期试验中(主要阴性菌为肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌)，与美罗培南(每8小时1g)静脉滴注7～14天相比，头孢他啶/阿维巴坦(每8小时2.5g)的疗效和安全性不显示劣势[27]。两项实验说明，上述两种抗生素可用于治疗由肺炎克雷伯杆菌和铜绿假单胞菌(包括碳青霉烯耐药)导致的肺炎。

三、imipenem/relebactam

imipenem/relebactam属于新式β-内酰胺酶抑制剂与碳青霉烯类抗生素的组合，虽然碳青霉烯类对革兰阴性菌和革兰阳性菌细菌均具有效，但是碳青霉烯酶的产生限制其作用。imipenem是一种碳青霉烯类，通过灭活青霉素结合蛋白来抑制细胞壁合成，最终导致细菌细胞裂解和死亡，Relebactam 是新型 β-内酰胺酶抑制剂，本身没有内在的抗菌活性，但它可以保护imipenem不被A 类和 C 类β-内酰胺酶和头孢菌素酶降解。[28]relebactam结构及作用机制与阿维巴坦相似，与 imipenem结合可增强或者恢复耐药革兰阴性需氧菌活性，包括铜绿假单胞菌、肠杆菌属、肺炎克雷伯杆菌，然而关于产金属β-内酰胺酶的肠杆菌、耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌、厌氧菌，其活性并没有影响[29-30]。对于医院获得性肺炎或呼吸机相关性肺炎(合并尿路感染或并发腹腔内感染)，其病原体主要是革兰阴性菌，对比imipenem/relebactam和粘菌素/亚胺培南，二者均对亚胺培南耐药的病原体有效，但是imipenem/relebactam具有更高的临床反应率和更低的第28天的全因死亡率，并且没有与粘菌素相关的肾毒性[31]。

四、抗生素替代品

噬菌体是感染细菌的病毒，对细菌物种具有高度特异性，裂解噬菌体可在感染细菌时溶解细菌，噬菌体疗法是利用噬菌体裂解细菌特性，从而治疗细菌感染。对于由鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌感染的小鼠模型，噬菌体疗法治疗是有效的[32-34]，提示这是一种有效的新型治疗剂，但是缺乏严格的临床试验来证明其作用，需要进一步研究。细菌素是细菌分泌的由核糖体合成、以抑制其他竞争菌株的抗菌肽，在比自然水平高的浓度下显示出很强的抗菌活性，而产生细菌素的细菌本身不受细菌素影响，具有抗菌谱窄，毒性低，稳定性和特异性高特点[35-36]，可以通过不同的机制发挥作用，如直接裂解细菌、破坏细菌细胞膜、抑制细菌细胞壁、核酸、蛋白质形成[36]，被认为控制各种感染的潜在工具，与抗菌剂(例如抗生素，噬菌体)结合使用后可增强细菌素的效力[35]，可在不久的将来用于抵抗感染的新型制剂。单克隆抗体应用广泛，但是用于细菌感染的治疗较少。单克隆抗体可以通过破坏生物膜、调理吞噬作用、降低毒素、抑制黏附作用破坏细菌功能，正在研发的部分单克隆抗体可用于肺炎克雷伯杆菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌感染[37]。

展 望

抗感染是CAP治疗的关键。(1)在由肺炎克雷伯菌引起的 CAP 中，根据临床严重程度和具有耐药机制(产生广谱β-内酰胺酶、Ampc酶β-内酰胺酶或碳青霉烯酶)的菌株感染的风险，应使用β-内酰胺/酶抑制剂、氟喹诺酮，或第三代头孢菌素，对存在产酶耐药菌株，可使用碳青霉烯、多粘菌素B，替加环素，或者联合用药。(2)由铜绿假单胞菌引起的CAP的抗生素治疗首选包括β-内酰胺类、喹诺酮类、氨基糖苷类在内的具有抗假单胞菌作用的抗生素，然后根据耐药性调整，如果是多重耐药铜绿假单胞菌，可以考虑多粘菌素，重症患者可以考虑联合用药。(3)由鲍曼不动杆菌引起的CAP经验性抗生素治疗包括β-内酰胺/酶抑制剂类、碳青霉烯类、氨基糖苷类、喹诺酮类抗生素，当存在耐药时(包括多重耐药或泛耐药)，米诺环素、替加环素和多粘菌素是有效的，并可以考虑联合治疗。

尽管当前已经出现了新的治疗手段，但是已经出现了对这些新型治疗的耐药菌，未来耐药阴性杆菌导致的CAP治疗仍面对很多困难。其他利用新抗菌机制的新型抗生素制剂已经显示出对革兰阴性菌的有效性，如铁载体头孢抗菌药物、外排泵抑制剂，未来在耐药革兰阴性引起的CAP治疗上会占有一席之地。此外联合不同抗菌机制和新型快速检测方式会是治疗的另一手段。噬菌体、细菌素具有高度特异性、抗菌谱较窄，但是其拥有与常见抗生素不同的抗菌机制，在控制细菌感染方面，与新型抗生素的组合会增加疗效，尤其是针对多重耐药的复杂病原体。目前的治疗只是经验性选择抗生素，等待药敏结果后针对性的调整抗生素，时间较长，会在一定程度上导致过多抗生素的暴露或抗生素的不恰当选择，会导致耐药性的增加，而宏基因组测序在病原体检测上，不仅用时短、还能检测出细菌的耐药基因，新型治疗联合这种检测方式，可减少错误性经验性选择抗生素的使用。