中藥對肺炎克雷伯菌的抗菌作用的研究進展

陳君灝，張雯霞，張 玨

（上海中醫藥大學附屬曙光醫院檢驗科，上海 201203）

肺炎克雷伯菌是醫院常見的院內感染致病菌，中國CHINET 細菌耐藥監測網的監測數據顯示，肺炎克雷伯菌的分離率每年呈上升趨勢，且對碳青霉烯類抗菌藥物美羅培南和亞胺培南的耐藥率分別從2005 年的2.9%和3.0%上升到了2017 年的24.0%和20.9%[1]。尤其是產KPC 型碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌，已在全世界范圍內流行播散[2-5]。由于碳青霉烯類抗生素耐藥的菌株，其對臨床常用抗生素均耐藥，因此由此類細菌引起的感染往往伴隨高病死率，使臨床的抗感染治療帶來極大的困難與嚴峻的挑戰。特別是高毒力高耐藥菌株的出現，更是導致臨床治療的失敗和病死率的增加[6-7]。

雖然體外藥敏試驗結果顯示碳青霉烯類抗生素耐藥的菌株對多黏菌素和替加環素具有極高的敏感率，但上述兩藥分別存在血藥濃度低和容易出現誘導耐藥的缺點[8-9]，且已有菌株對替加環素和多黏菌素耐藥的研究報告[10-11]。此外，對產KPC 型碳青霉烯酶菌株具抗菌作用的頭孢他啶/阿維巴坦，目前我國尚未批準其用于臨床。因此，為減少臨床對于替加環素和多黏菌素的過度依賴，需要尋找可能有效的其他抗菌藥治療新方案，以滿足日益嚴峻的產碳青霉烯類耐藥所致感染治療需求[12]。

抗菌中藥在中國歷史悠久，可作用于抗菌的多個環節，能延緩甚至可以逆轉細菌的耐藥，具有低耐藥性、多作用靶位的廣譜抗菌效果，且藥源廣泛、價格低廉，這些優勢是西藥所不具備的。除了單純使用中藥進行抗菌外，中西結合也是一種十分提倡的治療方法，其抗菌效果非常理想。因此在21 世紀提倡減少不必要的抗生素使用的背景下，進行中藥治療或與西藥聯合治療是一種對抗多重耐藥菌的新型手段，為今后的抗感染治療和抗生素的合理選擇提供依據。本文對肺炎克雷伯的耐藥機制、中藥抗肺炎克雷伯菌耐藥性機制等研究成果進行綜述。

1 肺炎克雷伯菌的耐藥機制

1.1 滅活酶或鈍化酶的產生 細菌可產生許多能引起抗菌藥物滅活的酶。目前，細菌產生的鈍化酶或滅活酶主要是β-內酰胺酶、氨基糖苷類鈍化酶和氯霉素乙酰基轉移酶等。β-內酰胺酶包括超廣譜β-內酰胺酶、頭孢菌素酶、碳青霉烯酶等。其中超廣譜β-內酰胺酶（ESBLs）是肺炎克雷伯菌耐藥的最主要的一類酶；碳青霉烯酶的產生是肺炎克雷伯菌耐碳青霉烯類抗菌藥物的主要機制，碳青霉烯酶可分為A 類KPC 型碳青霉烯酶、B類金屬酶和D類OXA-48家族碳青霉烯酶。

1.2 抗菌藥物作用靶位改變 抗生素的抗菌作用是通過與細菌細胞壁上特定作用靶位的結合來實現的，靶位酶基因發生突變，酶的構象會發生改變，使其不能與抗菌藥物結合，從而導致耐藥的產生。如gyrA 基因和parC 基因的突變使DNA 旋轉酶和拓撲異構酶Ⅳ的構象發生改變，造成肺炎克雷伯菌對喹諾酮類抗菌藥物耐藥。16S rDNA 是氨基糖苷類藥物的作用靶點，肺炎克雷伯菌產生的16S rRNA 基因甲基化酶，能夠將16S rDNA 甲基化，從而使其與氨基糖苷類抗菌藥物的親和力下降而導致耐藥。

1.3 生物膜的形成 生物膜的形成是肺炎克雷伯菌耐藥性產生的主要機制之一。細菌生物膜（bacterial biofilm）是細菌在群體生長過程中細菌分泌的多糖基質，將自身包裹所形成的膜狀物。有研究表明，65%的人類細菌感染與生物膜形成有關[13]，細菌生物膜除了能增強細菌的耐藥性，還能逃避宿主的免疫防御，這也是導致慢性持續性感染以及感染經久不愈的重要原因。

1.4 外排泵的過表達 細菌的外排泵是將進入細菌的抗菌藥物主動排出菌體外的轉運蛋白，其過量表達可導致細菌耐藥，因此，外排泵被認為是治療耐藥菌的潛在作用靶點。AcrAB-TolC 外排泵是肺炎克雷伯菌最主要的外排系統，主要由膜融合蛋白（AcrA）、外膜通道蛋白（TolC）和轉運蛋白（AcrB）三部分組成，外排底物主要包括β-內酰胺類、喹諾酮類和大環內酯類抗菌藥物。

2 中藥抗肺炎克雷伯菌耐藥性的機制

2.1 中藥抑制β-內酰胺酶 近年來的研究發現，中醫藥對β-內酰胺酶的抑制作用，在其減緩和逆轉細菌耐藥性方面起到不容忽視的作用。梁華等[14]的實驗研究結果顯示，清開靈注射液和雙黃連凍干粉聯合頭孢哌酮-舒巴坦鈉，不僅能提高產超廣譜β-內酰胺酶的肺炎克雷伯菌的抑菌作用，還能大大降低頭孢哌酮-舒巴坦鈉的MIC 值，這表明中西藥聯合對此類耐藥菌有明顯的協同抑菌作用，其機理可能是清開靈和雙黃連具有抑制超廣譜β-內酰胺酶的活性作用，從而降低細菌耐藥性。林青雯等[15]對9 種藥材的80%乙醇浸膏及其石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物進行抗菌活性的研究發現，粗糠茶的乙酸乙酯對產ESBLs 肺炎克雷伯菌的抗菌活性最好。楊鈞等[16]采用紫外分光光度法觀察中藥復方含藥血清對肺炎克雷伯菌產生的β-內酰胺酶的抑制作用，發現復方清熱顆粒劑33.33%含藥血清對50%以上的β-內酰胺酶具有抑制作用，提示中藥復方清熱顆粒劑含藥血清能用以治療由產ESBLs 肺炎克雷伯菌引起的感染。

2.2 中藥對抗生物膜的形成 肺炎克雷伯菌很容易形成生物膜，有研究發現91.2%的肺炎克雷伯菌能形成生物膜[17]。生物膜能夠調控細菌耐藥基因的表達，使其對多種抗菌藥物產生耐藥，因此生物膜的形成是導致細菌耐藥的主要原因之一[18-19]，也有研究發現泛耐藥的肺炎克雷伯菌更容易形成生物膜[20]。綠原酸是植物經光合作用合成的一種苯丙素類似物，在中藥中的含量高，是主要的藥理活性成分。有研究結果顯示[21]，綠原酸能夠顯著對抗肺炎克雷伯菌生物膜活性。黎勇強等[22]研究也發現，綠原酸聯合左氧氟沙星對肺炎克雷伯菌生物膜的形成具有抑制作用。殷姿等[23]研究發現，黃芩可通過抑制肺炎克雷伯菌生物膜的形成來發揮其抑菌效果。Gopu 等[24]研究發現桃金娘科植物中花青素等成分能夠通過影響肺炎克雷伯菌的群體感應系統來抑制生物膜的形成。Bilcu 等[25]利用磁性納米技術聯合依蘭、廣藿香及香子蘭萃取油能夠明顯抑制肺炎克雷伯菌生物膜的形成。丘岳等[26]研究發現1/4 MIC 肺感方對肺炎克雷伯菌已形成的和未形成的生物膜都具有抑制和破壞作用，與1/4 MIC 頭孢噻肟聯合使用時抑菌效果更佳，兩藥聯合表現為協同殺菌作用。

2.3 中藥對抗內毒素的作用 在我國，中藥的抗內毒素作用備受關注，有研究證實具有清熱解毒作用的中藥在抗內毒素方面具有顯著效果[27-29]。盧滔等[30]研究了魚腥草和穿琥寧這兩種清熱解毒的中藥對產KPC 酶肺炎克雷伯菌的單藥和聯合西藥的抗感染治療，發現單純中藥組和中西醫聯合組的肺炎克雷伯菌釋放內毒素的量均明顯低于單純西藥組，從而證實了中藥能夠明顯抑制產KPC 酶肺炎克雷伯菌釋放內毒素。

2.4 中藥抑制外排泵 外排泵系統是肺炎克雷伯耐藥的重要機制，外排泵抑制劑的研究能夠部分解決細菌的耐藥問題。鐘海琴等[31]的研究發現連翹中的連翹酯苷B 可抑制肺炎克雷伯菌的外排泵，該研究采用溴化乙錠蓄積實驗，比較連翹酯苷B 作用前后肺炎克雷伯菌耐藥菌株外排泵活性的變化，從而發現連翹酯苷對肺炎克雷伯菌外排泵的活性具有抑制作用。

3 小結

中藥抗菌具有較好的前景，且資源豐富，價格相對低廉。中藥因含有多種抗菌成分，能作用于抗菌過程的多個環節，除了可以通過抑制β-內酰胺酶、對抗生物膜的形成、對抗內毒素的作用以及抑制外排泵等起到抗菌作用外，還可以調動和調節機體的免疫功能，恢復人體微生態平衡，并降低細菌對組織細胞的破壞作用。可見，中藥并不是對細菌進行直接殺傷作用，對細菌不產生較強的選擇性生存壓力，因此，中藥在抗感染方面不易產生耐藥，甚至能逆轉細菌耐藥，且不良反應小。

但是中藥發揮抗菌作用相對較慢，使用劑量也相對較大，因此我們可以考慮提取中藥抑菌活性的有效成分進行化學結構改造，以增強其抗菌效果，或與抗生素聯合使用，能起到協同殺菌作用，不僅能夠大大增強抗生素的抗菌效果，還能減少抗生素的用量，從而降低細菌對抗生素耐藥的產生，以滿足日益嚴峻的碳青霉烯類耐藥的肺炎克雷伯菌所致感染的治療需求。中藥抗細菌耐性主要存在以下問題：1）中藥抗菌品種局限，需要進一步篩查，以開發高效抗菌中藥；2）中藥與耐藥基因的關系尚不清楚，有待研究；3）中藥作為抗菌藥物在試驗研究中，多局限于體外研究，很少有體內、體外的綜合研究，因此不能客觀地、全面地去評價某中藥的抗菌或抑菌作用，這就要求我們對中藥的抗菌作用機制、作用靶點、藥物代謝動力學和藥效學等進行深入研究，全面了解和闡述中藥抗菌作用的機理，準確全面地評價藥效，使具有抗菌作用的中藥能真正發揮療效，在細菌高耐藥背景下造福人類。