銅綠假單胞菌耐藥性與抗菌藥物使用強度的相關性分析

銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa，PA）是醫院感染的常見病原菌，是醫院內獲得性肺炎，尤其是ICU 肺部感染的首位致病菌。銅綠假單胞菌極易產生獲得性耐藥，其耐藥性日趨嚴重，不斷有多重耐藥、泛耐藥銅綠假單胞菌被檢出。全國細菌耐藥監測網（CHINET）監測數據顯示[1]，泛耐藥銅綠假單胞菌的檢出率逐年增加，從2007年1.5%上升至2016年2.1%。已有研究顯示，抗菌藥物的廣泛使用是導致細菌耐藥的原因之一[2]，細菌耐藥與抗菌藥物使用強度具有顯著的相關性[3～6]。通過抗菌藥物的輪換使用，可改變細菌的耐藥率[7]。本研究回顧性分析2015～2018年我院銅綠假單胞菌耐藥性與抗菌藥物使用強度的相關性，以期通過控制抗菌藥物的使用來降低并控制銅綠假單胞菌的耐藥率。

1 材料與方法

1.1 資料來源采用回顧性研究方法，從我院HIS系統中調取2015～2018年分離并鑒定的銅綠假單胞菌，標本來源包括血液、尿液、痰液、分泌物等，同時排除同一患者相同部位的重復菌株。抗菌藥物使用數據均從醫院電子信息系統獲得。

1.2 病原菌培養與藥敏試驗由檢驗科細菌室醫務人員按照《全國臨床檢驗操作規程》[8]要求，采用ATB Expression 微生物鑒定/藥敏分析儀（法國BioMerieux SA 公司）進行病原菌培養與鑒定。藥敏試驗采用紙片擴散（K-B）法，M-H 瓊脂培養基和藥敏紙片分別由鄭州安圖生物工程股份有限公司、溫州泰康生物科技有限公司提供。藥敏試驗結果判定參照美國臨床和實驗室標準協會（CLSI）標準[9]。

1.3 抗菌藥物使用強度采用2008年WHO 推薦的限定日劑量（defined daily dose，DDD）方法，某個抗菌藥物DDD 數=抗菌藥物消耗量（g）/DDD，抗菌藥物使用強度（antibiotics use density，AUD）以平均每日每百張床位所消耗抗菌藥物的DDD 數（即DDD/100 人天）表示，其值=（DDDs/用藥總人天數）×100，可以測算住院人群暴露于抗菌藥物的廣度和強度。

1.4 統計學方法采用Excel 2003 表格錄入數據，應用SPSS 18.0 軟件對數據進行統計分析。研究銅綠假單胞菌與抗菌藥物使用強度的關系選用線性相關分析。研究銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率與哌拉西林使用強度的線性關系選用簡單線性回歸分析。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 銅綠假單胞菌對抗菌藥物耐藥率與抗菌藥物使用強度銅綠假單胞菌對β-內酰胺/酶抑制劑耐藥率相對偏低，對碳青霉烯類耐藥率相對偏高。其中，銅綠假單胞菌對頭孢哌酮/舒巴坦耐藥率最低，為10.87%，對哌拉西林/他唑巴坦和頭孢他啶耐藥率約為12.20%，對左氧氟沙星和碳青霉烯類耐藥率均高于30%。左氧氟沙星和哌拉西林的使用強度較高，頭孢哌酮使用強度居中，頭孢他啶及碳青霉素類藥物的使用量較小。

將2015～2018年銅綠假單胞菌對抗菌藥物耐藥率與其相對應抗菌藥物使用強度進行相關性分析，結果顯示，銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率與哌拉西林使用強度呈正相關（r=0.952，P=0.048）。銅綠假單胞菌對頭孢他啶耐藥率與頭孢他啶使用強度、對亞胺培南耐藥率與亞胺培南使用強度有一定的相關性，銅綠假單胞菌對美羅培南耐藥率與美羅培南使用強度、對頭孢哌酮/舒巴坦耐藥率與頭孢哌酮舒巴坦使用強度、對左氧氟沙星耐藥率與左氧氟沙星使用強度相關性較弱。見表1。

表1 銅綠假單胞菌對抗菌藥物耐藥率與其相對應抗菌藥物的使用強度

2.2 銅綠假單胞菌對哌拉西林耐藥性與哌拉西林使用強度的關系以半年為時間節點，統計銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率與哌拉西林使用強度，見表2。將兩組數據進行作圖分析，可以觀察到，銅綠假單胞菌對哌拉西林他唑巴坦耐藥率有隨哌拉西林使用強度變化而變化的趨勢，見圖1。

表2 2015～2018年銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率及哌拉西林使用強度

圖1 銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率與哌拉西林使用強度的變化

將銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率與哌拉西林使用強度進行簡單線性回歸分析，回歸方程為y=-15.196+8.876x。對總體回歸系數β進行假設檢驗，Sb=1.523，t=5.829，P=0.001＜0.05，拒絕H0，接受H1，故回歸系數β≠0；對回歸截距α進行假設檢驗，Sa=4.898，t=-3.103，P=0.021＜0.05，拒絕H0，接受H1，故回歸截距α≠0；因此，線性回歸模型成立。見表3。

表3 銅綠假單胞菌對哌拉西林他唑巴坦耐藥率與哌拉西林使用強度的線性回歸分析

3 討論

銅綠假單胞菌是醫院感染的常見條件致病菌，主要可導致呼吸道、泌尿道及血流感染。銅綠假單胞菌肺炎病死率高達30%以上，銅綠假單胞菌敗血癥的病死率高達80%～90%[10]。在我國與非耐藥菌感染相比，耐藥菌導致感染的患者死亡率增加2.17倍，平均住院日延長15.8 天，住院費用增長44%[11]。因此應嚴格控制銅綠假單胞菌耐藥性發展。

亞胺培南對銅綠假單胞菌的擴散是通過特殊的孔蛋白通道OprD，因此對銅綠假單胞菌具有較好的抗菌活性。但近年來，銅綠假單胞菌對碳青霉烯類抗菌藥物的耐藥率也不斷上升。美國NNIS 報 道[12]，耐亞胺培南銅綠假單胞菌的檢出率由1986年的15.0%上升至2003年的22.0%。2005～2014年CHINET 銅綠假單胞菌耐藥性監測數據顯示[13]，銅綠假單胞菌對亞胺培南的平均耐藥率為31.8%，美羅培南為28.6%，與我院耐藥率基本一致。研究認為，膜通道表達減弱或缺失是導致銅綠假單胞菌對碳青霉烯類抗菌藥物耐藥的主要機制[14]。銅綠假單胞菌對亞胺培南的耐藥主要與孔蛋白通道OprD缺失有關[15]，致使亞胺培南無法進入菌體而失去抗菌活性，且多發生在亞胺培南治療過程中[14，16]。美羅培南與亞胺培南不存在交叉耐藥，主要與其不通過OprD2 進入細菌胞內有關，但美羅培南是主動外排系統MexAB-OprM的底物，有發生繼發性耐藥的可能[15]。本研究顯示，銅綠假單胞菌對亞胺培南耐藥率與亞胺培南使用強度有一定相關性，對美羅培南耐藥率與美羅培南使用強度相關性較弱，基本與文獻報道的銅綠假單胞菌對亞胺培南和美羅培南耐藥機制相契合，但仍需進一步深入研究和分析。

2005～2014年CHINET 銅綠假單胞菌耐藥性監測數據顯示[7]，銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦的平均耐藥率為18.7%，頭孢哌酮/舒巴坦為18.8%，而我院檢出銅綠假單胞菌對β-內酰胺/酶抑制劑耐藥率相對較低。銅綠假單胞菌的耐藥機制除了前述的外膜通透性降低和主動外排泵機制外，對β-內酰胺類抗生素產生耐藥的主要機制為產生β-內酰胺酶，如頭孢菌素酶（AmpC 酶）、超廣譜β-內酰胺酶（extended spsctrum-lactamases，ESBLs）、金屬β-內酰胺酶（metallo-β-lactamases，MBLs）、修飾酶，因此對大多數β-內酰胺類、磺胺類抗菌藥物具有固有耐藥性[17，18]。有報道[19]，銅綠假單胞菌的染色體天然攜帶AmpC 基因，但該基因的表達受誘導劑（抗生素）調節。抗生素的使用可促進AmpC 酶的高表達，而去除抗生素誘因后，產AmpC 酶水平可逐漸降低并恢復至基線水平。但若AmpC 基因發生突變，則可導致AmpC 酶穩定且持續的高水平表達[20]。郭仲輝等[6]研究認為，AmpC高表達和OprD2 表達下降是導致細菌對廣譜頭孢菌素（含酶抑制劑）耐藥的主要原因。作者通過對同一患者在不同時期下呼吸道所分離的銅綠假單胞菌進行基因檢測，初始分離時即攜帶AmpC 基因，但對哌拉西林/他唑巴坦和頭孢哌酮/舒巴坦均敏感，AmpC 呈低水平表達；隨著抗菌藥物的使用，AmpC 酶呈誘導性高表達；因此認為抗生素壓力可誘導銅綠假單胞菌AmpC 酶基因高表達從而導致耐藥性增加。由于AmpC 酶可以水解第三代頭孢菌素，且酶活性不能被酶抑制劑（舒巴坦、三唑巴坦）抑制，繼而導致銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦、頭孢哌酮/舒巴坦產生耐藥。

本研究中，銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率與哌拉西林使用強度呈顯著正相關（r=0.952，P=0.048），對頭孢哌酮/舒巴坦耐藥率與頭孢哌酮使用強度相關性較弱（r=0.207，P=0.793）。可能與我院頭孢哌酮/舒巴坦使用量較平穩，未達到誘發銅綠假單胞菌產生突變耐藥的強度有關。而哌拉西林的使用量每月均位居我院抗菌藥物及全院藥品銷售金額前3 名，我院藥事管理與藥物治療學委員會對該藥的使用進行適當干預，哌拉西林的使用強度在2016年下半年顯著下降，在2017年解除控制后其使用強度才逐步回升。胡麗慶等[21]對某院1998～2008年銅綠假單胞菌耐藥情況研究發現，哌拉西林/他唑巴坦對銅綠假單胞菌累積MIC 由低值向高值漂移，表明哌拉西林對銅綠假單胞菌的抗菌活性有下降趨勢。本研究顯示銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率隨著哌拉西林使用強度變化而變化，在一定范圍內滿足線性回歸模型，回歸方程為y=-15.196+8.876x。在此范圍內，可通過控制哌拉西林使用強度來降低銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦的耐藥率。

綜上所述，由于多種耐藥機制的相互作用，銅綠假單胞菌的耐藥情況日趨嚴重。本研究中銅綠假單胞菌耐藥與抗菌藥物使用強度存在一定的相關性，其中銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率與哌拉西林使用強度在一定范圍內存在直線相關關系，可通過加強對哌拉西林的用藥監管，減少藥物濫用，來延緩銅綠假單胞菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率的發展。但是，本研究僅分析了我院現有抗菌藥物品種與銅綠假單胞菌耐藥率變化的相關性，由于二級醫院抗菌藥物品種配備的局限性，同時細菌耐藥率還受多種因素如患者病理生理條件、手衛生和消毒、院外耐藥菌輸入等影響，因此，還有待進一步探索銅綠假單胞菌耐藥性發展的原因。