社區獲得性肺炎中耐藥革蘭陰性菌的病原學特征及新型治療研究進展

舒倩倩 陳復輝

社區獲得性肺炎(community-acquired pneumonia，CAP)是一個高發病率的疾病，其致病病原體具有多樣性，肺炎鏈球菌是最常見的病原體。研究表明CAP中革蘭陰性菌發病率較高，部分對臨床上多數抗生素耐藥[1-3]。在中國，估算有27.45%住院患者存在耐藥性感染或定植，其中多重耐藥占15.77%[4]，耐藥菌高發生率及其在治療、經濟上的影響引發關注，了解這些耐藥革蘭陰性菌在社區獲得性肺炎的特點，有助于經驗性抗生素選擇、提高治療的準確性，并減少廣譜抗生素的不當使用。根據全國2014-2019年抗菌素耐藥性監測統計顯示，支氣管肺泡灌洗液中分離以革蘭陰性菌為主，包括鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌，這三種病原體存在對多種抗生素具有耐藥性[5]，本文主要目的是探討在CAP中，這些耐藥革蘭陰性菌的病原體特征及臨床特點，并介紹一些新型治療方式。

肺炎克雷伯桿菌

肺炎克雷伯桿菌是一種機會病原體，存在人類宿主及其周圍環境中，常在腸道和呼吸道中定植[6]，分為經典型和高毒力型，Chih-Han Juan等人的研究表明，相對于醫院獲得性肺炎，高毒力菌株更易發生于社區獲得性肺炎患者[7]。綜合我國近幾年的研究發現，CAP中肺炎克雷伯桿菌的發病率約16%～50%，呈現不同程度的耐藥[1-3]，肺炎克雷伯桿菌耐藥性與β-內酰胺酶的產生、外排泵表達、脂多糖的生產、外膜的通透性、外膜孔蛋白缺陷有關[6]。

陳亮等人的研究對比由肺炎克雷伯桿菌和非肺炎克雷伯的引起的CAP患者，發現二者臨床特征類似，其中肺炎克雷伯桿菌肺炎患者30天死亡的獨立危險因素包括急性腎衰竭、有創機械通氣，此外合理經驗性抗感染治療可降低其30天死亡率[8]。Jesus Ruiz等人研究表明住院時間超過7天以及呼吸道感染和任何抗生素的使用與多重耐藥肺炎克雷伯氏菌定植增加有關，其中接受抗生素治療48小時以上的患者比未接受抗生素治療的患者更早定植[9]，而肺炎克雷伯桿菌的定植常常與感染有關，因此我們需要關注這些危險因素。

銅綠假單胞菌

銅綠假單胞菌是一種非發酵性、需氧性革蘭陰性菌，是一種機會病原體，存在于許多不同環境中，可以從包括植物、動物和人類在內的各種生物來源中分離出來。銅綠假單胞菌的耐藥性可分為內源性耐藥性、獲得性耐藥性，以及適應性抵抗。內源性耐藥性包括產生抗生素滅活酶、降低外膜通透性、表達多藥耐藥外排泵，獲得性耐藥性主要是產生引起抗生素化學變化的酶[10]。一項多中心、多國研究表明，在CAP中，約4.2%的患者有銅綠假單胞菌感染，耐藥銅綠假單胞菌、多重耐藥銅綠假單胞菌的患病率分別是2.0、1.0%[11]，該研究表明銅綠假單胞菌的患病率較低，多重耐藥率低。但是，我國幾項研究表明，其發病率更高，約10%～15%，對臨床常見抗生素產生不同程度的耐藥[1-3]。

Marcos I Restrepo等人的研究還證明，既往銅綠假單胞菌感染/定植、氣管切開術、慢性肺部疾病與銅綠假單胞菌社區獲得性肺炎獨立相關，其中具有較高風險感染耐藥銅綠假單胞菌的患者可能有銅綠假單胞菌感染/定植的肺炎病史，或者支氣管擴張、慢性阻塞性肺疾病病史[11]。作為支氣管擴張和慢性阻塞性肺疾病的常見病原體，銅綠假單胞菌是二者急性加重的重要參與者，約30%非囊性纖維化支氣管擴張急性發作表現是肺炎，約10%的COPD由于并發CAP加重急性住院[12-14]，因此，我們應該重視銅綠假單胞菌與支氣管擴張、慢性阻塞性肺疾病、及CAP患者之間的聯系。

鮑曼不動桿菌

鮑曼不動桿菌是革蘭氏陰性菌，嚴格有氧，可在人及其周圍環境中找到，既往認為鮑曼不動桿菌是一種機會病原體，主要引起醫療相關感染，但是研究表明社區獲得性感染的頻率逐漸增加，并具有多重耐藥性[15-16]，鮑曼不動桿菌中抗生素耐藥性的各種機制已得到充分描述，與β-內酰胺酶，外排泵，氨基糖苷修飾酶，通透性缺陷和靶標修飾、及生物膜相關，其中β-內酰胺酶起主要作用[17]，鮑曼不動桿菌可含有A、B、C、D類β-內酰胺酶，使得對臨床上大多數抗生素耐藥，包括碳青霉烯類。我國CAP中鮑曼不動桿菌發病率相對較低，約2%～10%，部分對多數抗生素耐藥[1-3]。盡管發病率低，但是常報道鮑曼不動桿菌與重癥肺炎有關，Ella M Meumann等人的研究表明約82%患者需要入住重癥監護病房，并且死亡率高達18%， 還證明社區致病性鮑曼不動桿菌感染中細菌毒力基因與患者預后之間不存在關聯，認為宿主危險因素可能比細菌毒力基因的變化發揮更關鍵的作用[18]，這表明了解宿主因素可能是鮑曼不動桿菌感染管理的重點。Davis Joshua S.等認為 95%社區獲得性鮑曼不動桿菌肺炎患者至少具有以下三種主要危險因素之一：有害飲酒，慢性肺病和糖尿病，并認為所有這三個因素的缺乏使得社區獲得性鮑曼不動桿菌肺炎發生的可能性很小[19]。Meumann Ella M.等進一步證明有害酒精攝入是鮑曼不動桿菌再次感染和復發的主要宿主風險因素[20]。盡管酒精中毒可能導致吞噬作用障礙，或上調細菌毒力基因表達[20]，但是這不能完全解釋宿主與鮑曼不動桿菌二者之間關系，未來需要進一步的研究來證明二者之間的相互作用。

新型治療

在多重耐藥細菌治療上，主要的治療是抗感染治療，新型抗感染可分為新型抗生素和抗生素替代品。對于由耐藥革蘭陰性菌引起的肺炎，新藥需要具備的特點有：良好的肺滲透性、有效性、安全性。本文主要介紹批準用于肺炎(包括社區獲得性肺炎和醫院獲得性肺炎)且抗菌譜針對多重耐藥革蘭陰性菌的新型抗生素,如：奧馬環素、頭孢他啶/阿維巴坦和頭孢洛扎/他唑巴坦、imipenem/relebactam，還有其他針對革蘭陰性菌的新型抗生素制劑，如Cefiderocol、meropenem/vaborbactam、eravacycline等，目前暫時未批準用于肺炎，本文未給予討論。

一、奧馬環素

奧馬環素屬四環素類抗生素，與其他四環素作用機制一致，通過結合細菌核糖體主要四環素結合位點來抑制細菌蛋白質合成起作用，但是普遍四環素耐藥機制對其無效，其抗菌譜較廣，對革蘭陽性菌和革蘭陰性菌大多有活性，包括四環素耐藥菌株、產廣譜β-內酰胺酶或碳青霉烯酶的大腸桿菌、耐甲氧西林金黃色葡萄糖球菌，但是其對銅綠假單胞菌沒有活性[21]。基于1期實驗證明奧馬環素具有良好的肺滲透性，在3期社區獲得性肺炎治療的實驗中，奧馬環素與莫西沙星相比，治療開始后出現的不良事件的概率分別為41.1%、48.5%，早期臨床反應分別是81.1%、82.7%，奧馬環素的作用不遜于莫西沙星[22]。此外奧馬環素擁有口服制劑，目前已經容許用于社區獲得性肺炎。

二、頭孢他啶/阿維巴坦和頭孢洛扎/他唑巴坦

頭孢他啶/阿維巴坦和頭孢洛扎/他唑巴坦都屬于β-內酰胺/β-內酰胺酶抑制劑，主要是通過β-內酰胺與青霉素蛋白結合，抑制細胞壁合成，導致細菌溶菌死亡，從而發揮殺菌作用，β-內酰胺酶抑制劑主要是增加β-內酰胺類的抗菌活性，這兩種新型組合亮點在于前者擁有新型β-內酰胺酶抑制劑，后者有新型β-內酰胺類抗生素。盡管沒有活性，但是A類(KPC型β-內酰胺酶、廣譜β-內酰胺酶)、C類(AmpC β-內酰胺酶)和某些D類β-內酰胺酶能被阿維巴坦所抑制，阿維巴坦還可以增加頭孢他啶對包括腸桿菌科、銅綠假單胞菌在內的陰性菌的作用，然而對革蘭陽性菌、鮑曼不動桿菌的活性沒有影響[23-24]。頭孢洛扎在結構上類似于頭孢他啶，具有對革蘭氏陰性桿菌增強的活性，區別在于頭孢洛扎結構可防止AmpC β-內酰胺酶介導的水解作用，添加他唑巴坦后，對革蘭氏陰性菌，其活性保留或增強，其中在腸桿菌科，擴展了頭孢洛扎單獨的活性，包括許多廣譜β-內酰胺酶產生菌和一些AmpCβ-內酰胺酶失活的腸桿菌屬[23,25]。二者具有相似的抗菌譜，主要是作用于需氧革蘭陰性菌，并對部分革蘭陽性需氧菌、以及部分厭氧菌有作用，頭孢他啶/阿維巴坦和頭孢洛扎/他唑巴坦的微生物學差異在于阿維巴坦抑制KPC家族的碳青霉烯酶，使得產生KPC碳青霉烯類耐藥的腸桿菌科更適合選擇頭孢他啶/阿維巴坦[23]。3期臨床試驗表明，革蘭陰性細菌引起的醫院獲得性肺炎中(包括多重耐藥銅綠假單胞菌、產廣譜β-內酰胺酶的腸桿菌科)，頭孢洛扎/他唑巴坦(每隔8小時接受3克)與美羅培南(每日1g)靜脈輸注相比，第28天死亡率比為24.0%：25.3%，治療相關不良事件為11%：8%，頭孢洛扎/他唑巴坦作用并不比美羅培南差[26]。在一項關于醫院獲得性肺炎的3期試驗中(主要陰性菌為肺炎克雷伯菌和銅綠假單胞菌)，與美羅培南(每8小時1g)靜脈滴注7～14天相比，頭孢他啶/阿維巴坦(每8小時2.5g)的療效和安全性不顯示劣勢[27]。兩項實驗說明，上述兩種抗生素可用于治療由肺炎克雷伯桿菌和銅綠假單胞菌(包括碳青霉烯耐藥)導致的肺炎。

三、imipenem/relebactam

imipenem/relebactam屬于新式β-內酰胺酶抑制劑與碳青霉烯類抗生素的組合，雖然碳青霉烯類對革蘭陰性菌和革蘭陽性菌細菌均具有效，但是碳青霉烯酶的產生限制其作用。imipenem是一種碳青霉烯類，通過滅活青霉素結合蛋白來抑制細胞壁合成，最終導致細菌細胞裂解和死亡，Relebactam 是新型 β-內酰胺酶抑制劑，本身沒有內在的抗菌活性，但它可以保護imipenem不被A 類和 C 類β-內酰胺酶和頭孢菌素酶降解。[28]relebactam結構及作用機制與阿維巴坦相似，與 imipenem結合可增強或者恢復耐藥革蘭陰性需氧菌活性，包括銅綠假單胞菌、腸桿菌屬、肺炎克雷伯桿菌，然而關于產金屬β-內酰胺酶的腸桿菌、耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌、厭氧菌，其活性并沒有影響[29-30]。對于醫院獲得性肺炎或呼吸機相關性肺炎(合并尿路感染或并發腹腔內感染)，其病原體主要是革蘭陰性菌，對比imipenem/relebactam和粘菌素/亞胺培南，二者均對亞胺培南耐藥的病原體有效，但是imipenem/relebactam具有更高的臨床反應率和更低的第28天的全因死亡率，并且沒有與粘菌素相關的腎毒性[31]。

四、抗生素替代品

噬菌體是感染細菌的病毒，對細菌物種具有高度特異性，裂解噬菌體可在感染細菌時溶解細菌，噬菌體療法是利用噬菌體裂解細菌特性，從而治療細菌感染。對于由鮑曼不動桿菌、肺炎克雷伯桿菌、銅綠假單胞菌感染的小鼠模型，噬菌體療法治療是有效的[32-34]，提示這是一種有效的新型治療劑，但是缺乏嚴格的臨床試驗來證明其作用，需要進一步研究。細菌素是細菌分泌的由核糖體合成、以抑制其他競爭菌株的抗菌肽，在比自然水平高的濃度下顯示出很強的抗菌活性，而產生細菌素的細菌本身不受細菌素影響，具有抗菌譜窄，毒性低，穩定性和特異性高特點[35-36]，可以通過不同的機制發揮作用，如直接裂解細菌、破壞細菌細胞膜、抑制細菌細胞壁、核酸、蛋白質形成[36]，被認為控制各種感染的潛在工具，與抗菌劑(例如抗生素，噬菌體)結合使用后可增強細菌素的效力[35]，可在不久的將來用于抵抗感染的新型制劑。單克隆抗體應用廣泛，但是用于細菌感染的治療較少。單克隆抗體可以通過破壞生物膜、調理吞噬作用、降低毒素、抑制黏附作用破壞細菌功能，正在研發的部分單克隆抗體可用于肺炎克雷伯桿菌、鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌感染[37]。

展 望

抗感染是CAP治療的關鍵。(1)在由肺炎克雷伯菌引起的 CAP 中，根據臨床嚴重程度和具有耐藥機制(產生廣譜β-內酰胺酶、Ampc酶β-內酰胺酶或碳青霉烯酶)的菌株感染的風險，應使用β-內酰胺/酶抑制劑、氟喹諾酮，或第三代頭孢菌素，對存在產酶耐藥菌株，可使用碳青霉烯、多粘菌素B，替加環素，或者聯合用藥。(2)由銅綠假單胞菌引起的CAP的抗生素治療首選包括β-內酰胺類、喹諾酮類、氨基糖苷類在內的具有抗假單胞菌作用的抗生素，然后根據耐藥性調整，如果是多重耐藥銅綠假單胞菌，可以考慮多粘菌素，重癥患者可以考慮聯合用藥。(3)由鮑曼不動桿菌引起的CAP經驗性抗生素治療包括β-內酰胺/酶抑制劑類、碳青霉烯類、氨基糖苷類、喹諾酮類抗生素，當存在耐藥時(包括多重耐藥或泛耐藥)，米諾環素、替加環素和多粘菌素是有效的，并可以考慮聯合治療。

盡管當前已經出現了新的治療手段，但是已經出現了對這些新型治療的耐藥菌，未來耐藥陰性桿菌導致的CAP治療仍面對很多困難。其他利用新抗菌機制的新型抗生素制劑已經顯示出對革蘭陰性菌的有效性，如鐵載體頭孢抗菌藥物、外排泵抑制劑，未來在耐藥革蘭陰性引起的CAP治療上會占有一席之地。此外聯合不同抗菌機制和新型快速檢測方式會是治療的另一手段。噬菌體、細菌素具有高度特異性、抗菌譜較窄，但是其擁有與常見抗生素不同的抗菌機制，在控制細菌感染方面，與新型抗生素的組合會增加療效，尤其是針對多重耐藥的復雜病原體。目前的治療只是經驗性選擇抗生素，等待藥敏結果后針對性的調整抗生素，時間較長，會在一定程度上導致過多抗生素的暴露或抗生素的不恰當選擇，會導致耐藥性的增加，而宏基因組測序在病原體檢測上，不僅用時短、還能檢測出細菌的耐藥基因，新型治療聯合這種檢測方式，可減少錯誤性經驗性選擇抗生素的使用。