碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯桿菌流行現狀和耐藥機制研究進展

戈紅雨，袁雙龍

（天津醫科大學總醫院感染科，天津 300052）

肺炎克雷伯菌（klebsiella pneumoniae，KPN）是社區或醫院獲得性感染的主要病原菌之一，可導致肺炎、尿路感染、肝膿腫和菌血癥等，其分離率和耐藥率不斷上升。碳青霉烯類抗菌藥物作為治療產AmpC酶和超廣譜β-內酰胺酶（ESBLs）的腸桿菌科細菌感染的主要藥物，近年來在臨床中的大量應用，導致CRKP的分離率急劇增高，并在全球迅速傳播，對公眾健康構成嚴重威脅[1]。CRKP感染治療選擇極為有限，且病死率高，給臨床治療和院內感染控制帶來了極大的挑戰，也造成了嚴重的經濟負擔，因此了解CRKP的耐藥機制對治療選擇尤為重要，本文對CRKP的流行現狀和耐藥機進展進行綜述，以期提高臨床醫師對CRKP防控意識。

1 CRKP國內外流行現狀

過去十余年間世界范圍內關于碳青霉烯類耐藥腸桿菌科細菌（CRE）感染暴發和流行的報道越來越多。流行病學研究顯示CRKP是國內外最常見的CRE。據報道由CRKP引起的血流感染患者死亡率非常高。美國CDC數據顯示CRKP分離率由2001年的1.6%上升至2011年的10.4%。2016年歐洲CDC數據顯示歐洲國家的CRKP分離率為0-66.9%不等。中國細菌耐藥監測網（CHINET）監測結果顯示2018年我國臨床分離菌株中KPN的分離率僅次于大腸埃希菌位居第二位，三級醫院分離率為15.78%。KPN對碳青霉烯類抗生素亞胺培南和美羅培南的耐藥率逐年上升，分別從2005年的3.0%和2.9%上升為2018年的25.0%和26.3%[2]。2018年CHINET數據顯示各省市CRKP的檢出率為1.8%～61.5%不等，其中河南省CRKP檢出率最高達61.5%，北京為55.7%，天津為13.3%，且CRKP檢出率呈逐年上升趨勢，說明我國流行情況不容樂觀。已有研究顯示具有高毒力和傳播性的CRKP分離株在我國多個地區檢測到，迫切需要對此高風險CRKP克隆進行監測[3，4]。

2 CRKP耐藥機制

目前，研究發現CRKP耐藥機制主要包括有以下幾種：產碳青霉烯酶；產高水平AmpC酶或ESBLs合并外膜孔蛋白OMP缺失；主動外排機制；靶位蛋白的改變等，其中產碳青霉烯酶為CRKP耐藥最主要的機制。

2.1 產碳青霉烯酶

根據Ambler分類法可將β-內酰胺酶分為A、B、C、D類，A、B、D類中包含有水解碳青霉烯類活性的酶被稱為碳青霉烯酶，是產碳青霉烯酶KPN耐藥的主要機制。許多碳青霉烯酶基因位于可移動的遺傳元件上，可以導致耐藥性水平傳播。

2.1.1 A類碳青霉烯酶

A類酶含有絲氨酸殘基，主要包括KPC、IMI、GES、SME、SHV38和SFC-1家族，在KPN中發現的A類酶包括KPC、GES及SHV38等。其中KPC自1996年在美國首次被發現，是KPN中最主要的A類酶，也是介導CRKP耐藥最主要的機制。KPC由質粒介導，可水解除頭霉素類和頭孢他啶外的幾乎所有的β-內酰胺類抗生素。目前已報道的有22種KPC酶[5]，其中KPC-2和KPC-3在全球范圍內流行，我國CRKP以產KPC-2多見。

2.1.2 B類碳青霉烯酶

B 類酶為金屬β-內酰胺酶，需依賴金屬鋅離子發揮催化活性。二胺四乙酸能夠抑制其水解活性，而克拉維酸與舒巴坦不能抑制其水解活性。B類金屬酶主要包括VIM、IMP、GIM、SPM、SIM和NDM等，能水解除單酰胺環類（如氨曲南）外的多種β-內酰胺類抗菌藥物。在KPN中檢測出的B類酶，主要為IMP、VIM以及NDM-1[6]。IMP是最早發現的B 類酶，主要分布在亞洲，在全球范圍均有流行。IMP水解能力較弱，IMP和VIM可通過I類整合子來獲得其他耐藥基因盒，從而造成KPN的多重耐藥[6]。NDM酶即新德里β-內酰胺酶，主要流行于印度、巴基斯坦等南亞地區，近年來歐美國家和中國關于產NDM酶的報道逐漸增加，我國河南為產NDM-1的CRKP高流行地區。

2.1.3 D類碳青霉烯酶

D類碳青霉烯酶又稱苯唑西林酶（OXA酶），其水解效能相對較低，可水解苯唑西林，對廣譜頭孢菌素及氨曲南不產生水解作用，對亞胺培南有著較高的親和力。其活性不受克拉維酸、他唑巴坦抑制，可被氯化鈉抑制。此類酶由質粒或染色體編碼的，其氨基酸序列變異性較大。迄今為止共檢測出400余種OXA酶，其中OXA-48最為常見，其對亞胺培南的水解活性高于其他OXA酶的10倍左右。雖然OXA-48對多種抗生素敏感，若同時存在其他耐藥機制時可介導高水平的碳青霉烯類耐藥產生。2001年OXA-48在土耳其KPN中首次被發現，目前全球范圍都有產OXA-48的KPN報道。

2.2 OMP蛋白缺失以或表達降低合并高產AmpC酶或ESBLs

革蘭陰性菌細胞壁外膜的孔道蛋白是藥物進入細菌的重要途徑。當特異的膜孔蛋白表達下調或缺失，導致外膜滲透性下降，阻止相對應的抗菌藥物進入細菌體內發揮作用。與CRKP耐藥相關的外膜蛋白主要有OmpK35、0mpK36、OmpK37。AmpC酶是一類頭孢菌素酶，可介導細菌對除頭孢吡肟外的頭孢菌素類抗生素耐藥，且不被經典的酶抑制劑所抑制。ESBLs可通過水解青霉素、頭孢菌素及單環β-內酰胺類抗生素而產生耐藥。研究發現膜孔蛋白的缺失或下調僅能降低其對碳青霉烯的敏感性，但當合并高產AmpC酶或ESBLs等其他耐藥機制時，則能介導高耐藥性產生[7]。

2.3 主動外排機制

主動外排系統可能參與介導碳青霉烯類耐藥。KPN可以通過外排泵，將抗菌藥物從細菌體內排出，從而產生耐藥性。AcrAB-TolC外排泵為KPN中的最常見的主動外排系統。AcrAB-TolC通過消耗質子動力將藥物從菌體排出。有研究表明主動外排泵介導的耐藥性可能與細菌外膜的通透性相關，假如抗菌藥物進入菌體內的速度小于外排速度，則導致耐藥性出現。

2.4 靶位蛋白缺失或數量下降

青霉素結合蛋白（PBP）是β-內酰胺類抗菌藥物的作用靶位，能夠與其產生特異結合。若PBP結構發生改變，藥物不能與之結合或與之親和力下降，則導致耐藥性產生。PBP2與碳青霉烯類結合最為緊密，在CRKP中最常見的是PBP2結合位點缺失、數量下降或親和性下降，但不排除其他PBPs的改變介導碳青霉烯耐藥可能，有待于進一步研究。

3 總 結

綜上所述，CRKP耐藥機制以產碳青霉烯酶KPC、IMP、NDM和OXA-48為主，并已呈全球流行趨勢。其次為OMP蛋白缺失合并高產AmpC酶或ESBLs，PBP的改變以及外排泵過度表達也逐漸引起研究者們的重視。KPN對碳青霉烯的耐藥率逐年上升，國內外CRKP分離率亦逐年增加。CRKP引起的感染病死率高，且可在醫院和社區內造成快速傳播。目前臨床上可用于CRKP感染的治療有物非常有限，僅對替加環素、多黏菌素、磷霉素、氨基糖苷類等藥物有較高的敏感性。為減少耐藥性產生，發揮抗菌藥物之間的協同作用，降低死亡率，建議采用兩藥或三藥聯合治療方案。除此之外，醫護人員應加強手衛生消毒，醫院應加強院內感染管理，做好環境和患者監測，發現CRKP及時進行患者隔離，最大限度減少耐藥菌的傳播。加強對CRKP耐藥基因的研究和監測，防控菌株耐藥基因的流行，對指導臨床醫生合理用藥，減少CRKP的傳播和醫院感染暴發都是至關重要的。