萬古霉素敏感性下降的金黃色葡萄球菌的臨床意義及對策

鄭旭婷, 陳佰義

(中國醫科大學附屬第一醫院 感染病科, 遼寧 沈陽, 110001)

自1961年英國報道了首例耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)菌株以來, MRSA在世界范圍內迅速傳播，成為醫院及社區獲得性感染的重要且常見的病原體，是引起包括腦膜炎、肺炎、皮膚軟組織感染、骨髓炎、感染性心內膜炎及血流感染等侵襲性細菌感染的主要病原體。糖肽類抗菌藥物萬古霉素(VAN)一直被認為是經驗治療和目標治療嚴重MRSA感染的首選抗菌藥物，在臨床上占有重要地位。自1958年問世以來, VAN在臨床應用近40年未發現明顯耐藥現象。近年來，由于MRSA感染的不斷增多與VAN的廣泛應用，已經出現對VAN敏感性下降的MRSA菌株，包括萬古霉素中介耐藥金黃色葡萄球菌(VISA)、異質性萬古霉素中介耐藥金黃色葡萄球菌(hVISA)以及耐受性菌株。2006年美國臨床實驗室標準化協會(CLSI)指南降低了VAN對金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度(MIC)的折點，更新后的折點定義如下: 采用微量肉湯稀釋法測得的VAN MIC≤2 mg/L為萬古霉素敏感金黃色葡萄球菌(VSSA), 4～8 mg/L為VISA, ≥16 mg/L為萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌(VRSA)。而hVISA是指原代細菌對萬古霉素敏感(MIC≤2 mg/L), 但子代中含有少量對萬古霉素中介性耐藥(MIC≥4 mg/L)的亞群，這部分細菌亞群對更高濃度的萬古霉素耐藥，且出現的概率為10-6或更高[1]。hVISA/VISA的出現很可能是抗生素選擇性壓力所致[2], 往往與VAN治療失敗有關，導致臨床患者預后不佳[3-4]。隨著hVISA/VISA在世界范圍內的報道不斷增多, hVISA/VISA得到了廣泛關注。本研究對hVISA/VISA的流行病學、耐藥機制、危險因素及臨床預后、治療方案等進行綜述。

1 流行病學

自從1997年日本報道了第1株hVISA—Mu3, 第1株VISA—Mu50[1, 5], 關于由hVISA和VISA引起的感染的報道越來越多[6]。由于缺乏標準、統一的檢測方法, hVISA目前為止僅限于實驗室研究，尚未開展常規臨床檢測，同時由于人種差異、地域差異等因素，各研究[7-11]報道的hVISA發病率存在很大差異，范圍從0%至73.7%[11]。

2009年和2011年對美國超過40個醫療中心進行監測的兩項研究[12-13]監測了金黃色葡萄球菌感染患者中耐藥菌株的檢出率，在所有MRSA菌株中, hVISA的檢出率2011年要高于2009年(分別為1.2%和0.4%,P<0.01), 值得注意的是并沒有檢出VISA菌株。有研究[2]顯示, hVISA是VISA的前體，所以hVISA感染發病率的疑似增高也許預示著更多的VISA感染, VAN的廣泛應用為VISA的進一步出現提供了選擇性壓力。根據現有數據, hVISA的出現似乎呈上升趨勢，但VISA依舊很罕見，臨床還需要更多的研究去探索更合適的hVISA和VISA發生率的監測方法。

2 hVISA和VISA的耐藥機制

hVISA和VISA的耐藥機制復雜，有證據[14-15]表明hVISA和VISA的出現與長期VAN治療或不恰當的VAN暴露有關。有學者[1-2]提出耐藥機制是VAN選擇性壓力導致極少的VAN耐藥克隆發展成為hVISA, 在持續萬古霉素暴露的情況下發展成為VISA。這些菌株在細胞生理學上有明顯差異，包括形態的改變和基因的改變。hVISA和VISA菌株具有細胞壁增厚的特點，這個特點與VAN MIC升高相關[5]。增厚的細胞壁削弱了VAN的細胞穿透性導致VAN無效[2]。另外, hVISA和VISA較完全敏感的菌株生長緩慢，可能與持續感染或反復感染有關。其他的耐藥機制包括轉錄與代謝的基因改變，以及功能缺失突變嚴重干擾細胞壁生物合成[6]。agr操縱子管理許多關鍵的毒力通路，特別是外毒素的產生[6]。hVISA/VISA菌株agr功能減退，有利于VAN耐藥的發展，有促進細菌生物被膜產生的潛能，最終提高hVISA和VISA菌株的存活率[15]。

3 hVISA和VISA感染相關危險因素與預后

在已有報道[3, 10]中，具有異質性的MRSA菌株的VAN MIC可以為0.5 mg/L, 但是VAN幾乎無效。有研究[16]指出，在VAN敏感的MRSA菌株都出現了VAN治療失敗和病死率增高的現象，特別是那些VAN MIC為1.5 mg/L或2 mg/L的菌株。一項2013年的meta分析[16]對20 項評價成人MRSA感染高VAN MIC高MIC(由微量肉湯稀釋法定義為MIC≥1 mg/L 或由Etest法定義為MIC≥1.5 mg/L)菌株對比低VAN MIC菌株臨床預后進行了分析，結果顯示，與低VAN MIC組相比，高VAN MIC組VAN治療失敗的風險增加，死亡的風險增加。雖然研究人員試圖排除hVISA株，但并不是所有的研究都檢測hVISA, 故研究結果中VAN的治療反應可能會受到hVISA的影響。另一項研究[17]對559株MRSA進行評價發現，在VAN MIC為1～2 mg/L的菌株中hVISA的檢出率增加，在VAN MIC為2 mg/L的菌株中, hVISA的檢出率接近40%, 與很多研究[3, 13, 17]的結論相似hVISA的比率與VAN MIC的升高相關。VAN MIC的升高具有醫院特異性，也可能通過克隆爆發。然而，這強調了VAN耐受的趨勢也許由VAN過度應用，亞治療劑量VAN濃度的暴露，較高的細菌負荷及VAN緩慢的殺菌作用所導致[18]。hVISA和VISA已在社區獲得性感染和醫院獲得性感染的MRSA菌株均有發現[10]。評價hVISA感染的臨床預測因子和預后的相關研究結果不盡一致。這也許歸因于這些研究在研究設計、臨床定義、菌株篩選(初始分離菌種、最終分離菌株或隨機篩選菌株)、患者群體及檢測方法方面存在相當大的異質性。hVISA和VISA感染常見于VAN治療失敗的病例及MRSA高接種量的感染中(如血流感染、感染性心內膜炎、骨髓炎、深部膿腫和人工植入裝置感染)[3, 9, 15, 19-20], 導致預后往往出現: ① 菌血癥持續時間延長; ② 持續發熱; ③ 反復感染; ④ VAN治療失敗, ⑤住院時間延長; 臨床上潛在的可以預測上述預后的對應的因素有: ① 前期VAN暴露(前6個月內); ② 前期MRSA感染或定植(前3個月內); ③ 高細菌負荷量感染; ④ 持續菌血癥(7 d或更長時間); ⑤ 初始低VAN血清谷濃度(低于10 mg/L)及人工/植入裝置的存在。

hVISA感染患者會經歷長期的臨床過程，出現對VAN治療反應欠佳和住院時間延長的趨勢[3-4, 9, 14-15, 18, 20]。一項回顧性病例對照研究[9]比較了27例hVISA血流感染和223例MRSA血流感染的臨床特點和預后，與MRSA血流感染相比, hVISA血流感染患者的血流感染持續時間顯著延長(中位時間12 d vs. 2 d,P<0.01), 感染性心內膜炎(18.5% vs. 3.6%,P<0.01)和骨髓炎(25.9% vs. 7.2%,P<0.01)的發生率顯著增高。值得注意的是, hVISA血流感染組患者的基礎狀態明顯有更多的人工/植入裝置(如人工心臟瓣膜、心臟起搏器或整形外科植入物)和手術部位感染(前1個月)，可能是導致預后較差的因素。在一個小規模病例研究[4]中, 25例hVISA感染患者(血流感染、心內膜炎、骨髓炎、化膿性關節炎)中有19例(76%)發生糖肽類抗菌藥物治療失敗(應用糖肽類抗菌藥物治療7 d或更長時間后仍有血培養金黃色葡萄球菌陽性，或應用糖肽類抗菌藥物治療21 d或更長時間后無菌部位培養金黃色葡萄球菌陽性)。一項比較hVISA和VAN敏感的MRSA血流感染預后的回顧性、多中心、配對隊列研究[3]發現了類似結果，研究者認為, hVISA血流感染VAN治療失敗率是MRSA血流感染的11倍。與MRSA血流感染相比, hVISA血流感染的患者更容易發生持續性血流感染(59.0% vs. 21.3%,P<0.01)、60 d內反復感染(25.5% vs. 1.9%,P<0.01)和住院時間延長(中位時間24 d vs. 16 d,P<0.05), 差異顯著。在MRSA感染相關30 d病死率和全因病死率方面, hVISA血流感染組與VAN敏感MRSA血流感染組無顯著性差異。類似的，沒有其他研究更有力地支持hVISA感染和非hVISA感染在病死率方面有顯著性差異。一項系統回歸和薈萃分析[11]根據8項關于hVISA感染的研究評價了30 d病死率，合并數據后, hVISA感染與VSSA感染的30 d病死率無顯著差異。這些研究結果可能因為定義的不同導致的原始研究的回顧性設計的差異而具有局限性。盡管hVISA和病死率之間缺乏相關性部分因為菌株特性(如毒力下降)和宿主免疫反應，仍需要更大樣本的研究以準確地明確兩者相關性。

VISA感染還可能導致反復感染、長期發熱、血流感染、VAN治療失敗和住院時間增加[8, 14-15, 20]。在一個單中心回顧性研究[19]中, 6例VISA與22例hVISA相比血流感染持續時間顯著延長，但2組間病死率并無顯著差異。然而, hVISA組和VSSA組的歸因病死率相似，而VISA組和VSSA組的歸因病死率不同。盡管這項研究有一些局限性，包括樣本量過小和菌株入選的偏倚，研究結果表明VISA在臨床可能有嚴重的影響且可能影響患者的預后。迄今為止，也許是因為VISA感染的罕見性，還沒有其他發表的評價VISA感染預后的研究。

4 hVISA/VISA感染的治療

對于hVISA/VISA感染的治療，雖然已有VAN治療失敗的報道，但是沒有數據顯示其他備選抗菌藥物會有更優的臨床效果。可作為備選的具有抗hVISA/VISA活性的抗菌藥物包括達托霉素、利奈唑胺、頭孢洛林、甲氧芐啶/磺胺甲惡唑、替加環素、奎奴普丁/達福普汀以及VAN或達托霉素聯合β-內酰胺類抗菌藥物[8]。

4.1 達托霉素

達托霉素為20世紀末從玫孢鏈霉菌中提取出的一種新型的具有獨特環狀結構的脂肽類抗生素，具有多方面破壞細胞膜的功能，導致細胞膜迅速降解，細胞膜的功能喪失，從而抑制蛋白質、DNA、RNA的合成，迅速殺死革蘭陽性菌。達托霉素屬于濃度依賴性抗生素，并且擁有很長的抗生素后效應。Leonard和Rybak[7]發現，在體外心內膜炎感染模型中，達托霉素對MRSA和hVISA均有較好的殺菌活性。Rybak等研究發現，達托霉素對MRSA和VISA的活性強于萬古霉素，鑒于其獨特的作用機制，達托霉素是治療MRSA、hVISA、VISA感染的很好的藥物。盡管如此，但既往的VAN的暴露可以導致達托霉素出現一定程度的交叉耐藥[21]。有研究[21-22]指出，在體外隨著VAN MIC的升高，達托霉素的不敏感性也同時上升。一項評價47例來自澳大利亞的從未有過達托霉素暴露史的hVISA和VISA菌株的達托霉素不敏感率的研究[22]中報道了最高的達托霉素不敏感率，該報道顯示在hVISA和VISA中，達托霉素不敏感率分別為15%和38%。由于達托霉素的殺菌活性呈濃度依賴性，在治療達托霉素MIC升高、高負荷菌量感染(心內膜炎)以及感染部位抗菌藥物穿透性差的hVISA和VISA感染時也許需要更高的劑量[23]。高劑量達托霉素可以防止對達托霉素敏感性下降的菌株的篩選和發展，并阻止后續治療的失敗[23], 但是高劑量使用的安全性仍需更多研究加以證實。目前美國食品藥品監督管理局(FDA)批準達托霉素主要用于革蘭陽性球菌引起的復雜性皮膚軟組織感染以及葡萄球菌引起的血流感染、右心心內膜炎。達托霉素可作為MRSA血流感染和右心心內膜炎的一線用藥，但是由于能被肺表面活性劑滅活，不能用于肺炎的治療。達托霉素的不良反應有肌痛、橫紋肌溶解及肌激酶升高等。

4.2 利奈唑胺

利奈唑胺為一種全新類別的人工合成的小分子噁唑烷酮類抗生素。利奈唑胺在美國已于2000年和2002年分別被批準用于成年人和新生兒。2007年9月利奈唑胺進入中國臨床，作為一種全新研發的抗MRSA藥物，其已成為抗MRSA治療的研究熱點。利奈唑胺的作用機制為與細菌50S亞基上核糖體RNA的23S位點結合，阻止形成70S始動復合物，從而抑制細菌蛋白質的合成。與萬古霉素相比，利奈唑胺具有以下優勢: ① 利奈唑胺口服吸收快速、完全，絕對生物利用度約100%, 靜脈滴注/口服序貫給藥無需調整劑量; ② 具有強大的體液和組織穿透性，肺泡上皮襯液血漿濃度高，保證足量藥物到達感染部位; ③ 腎毒性比萬古霉素小，對于腎功能不全患者不必調整劑量; ④ 抑制細菌蛋白質合成機制與其他抗菌藥不同，因此，不太可能與其他類別抗菌藥物產生交叉耐藥。利奈唑胺對侵襲性hVISA和VISA感染的治療作用也存在一定的問題，應用利奈唑胺單獨或聯合其他抗菌藥物成功治療一些經VAN治療失敗或達托霉素治療失敗的 hVISA和VISA引起的心內膜炎和血流感染已有報道[4]。盡管有上述報道，但是在體外研究[24]并沒有顯示出利奈唑胺類似的作用。

4.3 頭孢洛林

頭孢洛林是新的廣譜頭孢菌素類抗生素，臨床使用其水溶性前體藥，靜脈給藥后在體內釋放出頭孢洛林而起作用，為時間依賴性殺菌劑，靜脈給藥, 600 mg, 2次/d, 因為通過尿排泄，故腎功能受損患者需要調整劑量。頭孢洛林已被批準可單用于治療MRSA所致的復雜性皮膚軟組織感染及社區獲得性肺炎。頭孢洛林對MRSA菌株包括hVISA、VISA和達托霉素不敏感的菌株有較強的體外抗菌活性[25-26]。在一些體外PK/PD模型的研究[25-26]中也觀察到了“蹺蹺板效應”，即隨著VAN和達托霉素對hVISA、VISA和達托霉素不敏感菌株的敏感性下降，頭孢洛林的敏感性增強。現有的研究證實頭孢洛林用于治療hVISA、VISA和達托霉素不敏感菌株引起的侵襲性感染是安全有效的，但作為新藥仍需要更多的研究支持。

4.4 替加環素

替加環素是米諾環素的衍生物，是第一個應用于臨床的新型甘氨酰環素類抗生素，其作用機制是與細菌30S亞單位核糖體結合，阻止tRNA分子進入核糖體A位而抑制蛋白質的合成。替加環素可以克服由于tet K基因編碼的外排系統及tet M基因編碼的核糖體保護蛋白所致的耐藥性。替加環素具有廣譜抗菌活性，對革蘭陽性或陰性菌特別是耐藥革蘭陽性菌均有強大的活性。2005年FDA批準替加環素用于治療18歲及以上患者敏感菌所致感染，適應證包括復雜腹腔內感染(如復雜闌尾炎、燒傷感染、腹內膿腫、深部軟組織感染及潰瘍感染)和復雜的皮膚及軟組織感染。與其他類抗菌藥物相比，替加環素的優勢在于: ① 替加環素為肝腎雙通道排泄藥物，對于腎功能不全及血液透析患者、輕中度肝功能損害患者以及老年人均無需調整劑量; ② 可有效對抗四環素類藥物兩大耐藥機制，不受常見耐藥機制影響; ③ 廣泛分布于人體各組織，腹腔組織濃度高，尤其適用于復雜腹腔內感染的治療; ④ 抗菌譜廣，對耐藥革蘭陰性菌、耐藥革蘭陽性菌、厭氧菌以及非典型病原體均有效。替加環素常見的不良反應為輕中度的惡心和嘔吐。

4.5 聯合治療

上述抗菌藥物的出現，為臨床治療MRSA、hVISA及VISA感染提供了更多的選擇，但療效及安全性還有待臨床進一步發現與驗證。雖然已經出現了VAN治療失敗的病例，但VAN作為經典的抗MRSA感染的藥物，在臨床治療中仍占有重要位置。越來越多的學者開始研究VAN聯合其他抗菌藥物對MRSA、hVISA及VISA的體內外活性，以期尋找更有效的治療方案。

在眾多的VAN聯合治療方案中, VAN聯合β-內酰胺類抗菌藥物受到了極大關注，最近的研究[27]中表明，大多數關于VAN聯合β-內酰胺類的抗菌藥物對hVISA/VISA的抗菌作用都表現出二者呈協同作用。Thomas等[27]通過體外藥動學藥效學(PK/PD)模型評價VAN聯合哌拉西林他唑巴坦(TZP)抗MRSA和VISA的作用，結果顯示VAN聯合TZP對MRSA及VISA的抗菌活性要優于VAN單藥。盡管近年來有越來越多研究支持VAN和β-內酰胺類抗菌藥物聯合應用，但也有研究[28]結果顯示接受VAN聯合TZP治療的患者腎毒性的發生率有所上升。故盡管VAN聯合β-內酰胺類抗菌藥物無論是在體內還是在體外的研究中均顯示可以作為治療hVISA/VISA感染的一種選擇方案，仍需要更多的研究以在眾多的VAN聯合β-內酰胺類抗菌藥物的方案中探索安全性好且能夠獲得最佳臨床預后的VAN聯合治療方案。

5 小 結

金黃色葡萄球菌從MRSA發展到hVISA和VISA, 已成為全球矚目的公共衛生問題。VAN作為治療MRSA的首選用藥，其不恰當的應用也許是導致對VAN敏感性下降的菌株出現的主要原因。由于臨床檢測hVISA的方法有限，故積極探索正確的檢測方法對于臨床及時診斷hVISA感染及指導治療是非常必要的。對于臨床上VAN治療失敗的MRSA感染患者，具有hVISA/VISA感染危險因素的患者，臨床醫生需警惕hVISA/VISA感染，以及時調整抗感染治療方案，爭取最佳預后。為防止VAN耐藥的進一步發展, VAN的合理應用和感染控制管理勢在必行。