某院腸桿菌科細菌耐藥性與抗菌藥物使用強度時間相關性分析

龐婕 吳曉雯 金丹婷 高山

1連云港市第一人民醫院藥學部，連云港 222000；2南京醫科大學康達學院附屬醫院連云港市第一人民醫院藥學部，連云港 222000；3連云港市第一人民醫院檢驗科，連云港 222000

由于廣譜抗菌藥物在臨床的廣泛應用導致細菌耐藥問題成為全球公共衛生健康領域的重大難題和挑戰。中國細菌耐藥監測網結果顯示：腸桿菌科細菌耐藥形勢非常嚴峻。腸桿菌科細菌尤其是肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌，是醫院感染中重要的致病菌，可以引起患者肺部、腹腔、尿路、血流、中樞以及手術切口等多部位感染［1-3］。腸桿菌科細菌可在抗菌藥物的誘導下發生基因突變或通過其他細菌的質粒、轉座子等獲得耐藥基因［4］。腸桿菌科細菌耐藥菌株的出現以及在全球范圍內快速播散給人類健康造成嚴重的威脅，尤其是近年來肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌中耐藥菌株的高檢出率和致死率，給臨床感染性疾病的治愈帶來巨大的挑戰，嚴重威脅著公眾的生命健康［5-6］。因此延緩腸桿菌科細菌耐藥性進展的工作刻不容緩。有研究表明產超廣譜β-內酰胺酶（extended spectrum β-lactamases，ESBLs）和碳青霉烯酶是腸桿菌科細菌對臨床常用抗菌藥物主要的耐藥機制［3，7］。目前β-內酰胺類抗生素/β-內酰胺酶抑制劑復合制劑（簡稱β-內酰胺酶復合制劑）和碳青霉烯類是世界公認治療耐藥腸桿菌科細菌所致感染最有效的抗菌藥物［8］。近年來國內外研究已經普遍證實抗菌藥物使用量與細菌耐藥水平之間存在著宏觀量化關系，但是有關醫院內腸桿菌科細菌耐藥率與β-內酰胺酶復合制劑、碳青霉烯類抗菌藥物使用量時間相關性研究仍然非常缺乏［9-10］。針對上述不足，本研究采用回顧性調查方法，探索連云港市第一人民醫院2016 年1 月至2021 年12 月期間住院患者各類標準中檢出肺炎克雷伯菌、大腸埃希菌對哌拉西林/他唑巴坦、美羅培南以及亞胺培南耐藥率和同期β-內酰胺酶復合制劑、碳青霉烯類抗菌藥物使用量的時間相關性，冀望從中發現規律，從而優化抗菌藥物在臨床的應用，遏制醫院內腸桿菌科細菌耐藥性快速增長。

材料與方法

1、菌種鑒定與藥敏試驗

菌株來源于連云港市第一人民醫院2016 年1 月至2021 年12 月住院患者各類標本中分離、培養到肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌（剔除同一患者相同標本重復菌株）。標本按《全國臨床檢驗操作規程》［11］進行培養和鑒定，使用法國生物梅里埃公司Vitke-2 COMPACT型全自動微生物生化鑒定儀進行菌種鑒定和藥敏測試；采用最低抑菌濃度法進行藥敏試驗，結果判定按照美國臨床和實驗室標準化協會（Clinical and Laboratory Standars Institute，CLSI）標準執行。質控菌株由國家衛生健康委臨床檢驗中心提供，分別為肺炎克雷伯菌ATCC 700603和大腸埃希菌ATCC 25922。

2、抗菌藥物使用強度（antibiotics use density，AUD）

通過醫院合理用藥系統，提取2016 年1 月至2021 年12 月住院患者β-內酰胺酶復合制劑和碳青霉烯類抗菌藥物使用量按季度進行匯總（單位：g）。根據品規計算兩類抗菌藥物每季度累積數和AUD。通過病案系統查詢醫院同期每季度出院患者人數和平均住院日。AUD=總用藥頻度（defined daily dose system，DDDs）/同期收治患者人天數×100%；DDDs=抗菌藥物季度銷售總量（g）/藥物限定日劑量（defined daily dose，DDD）值［12］。DDD 值采用世界衛生組織（World Health Organization，WHO）推薦的抗菌藥物DDD 值及國家衛生健康委抗菌藥物臨床應用監測網公布的限定日劑量，并結合《新編藥物學》第17 版及藥品說明書確定。同期收治患者人天數=同期出院患者人數×同期收治患者平均住院日。納入研究的均為全身用藥（包括靜脈和口服），排除局部用藥數據。

3、統計學方法

應用SPSS 25.0 統計軟件進行數據分析，采用線性回歸分析抗菌藥物季度AUD 和細菌季度耐藥率變化趨勢。運用互相關函數分析抗菌藥物季度AUD 與細菌季度耐藥率之間時間相關性，得到相關系數r、滯后系數Lag 以及P 值，r>0表示兩者正相關，r<0表示兩者負相關，P<0.05表示差異有統計學意義。

結果

1、細菌耐藥率

2016 年1 月至2021 年12 月期間醫院共分離出3 177 株肺炎克雷伯菌和4 546株大腸埃希菌。6年期間肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌對臨床常用抗菌藥物耐藥率不斷變化。其中肺炎克雷伯菌對哌拉西林/他唑巴坦、美羅培南耐藥率均呈上升趨勢，分別從2016 年的22.18%、16.48% 上升至2021 年的36.13%、29.68%，對亞胺培南耐藥率比較穩定。同期檢出大腸埃希菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率在逐漸下降，從2016年的8.13%下降至2021年的3.31%，而對美羅培南、亞胺培南耐藥率較為穩定。具體見表1、圖1。

表1 2016年1月至2021年12月3 177株肺炎克雷伯菌和4 546株大腸埃希菌耐藥率變化趨勢

2、抗菌藥物AUD

2016 年1 月至2021 年12 月醫院抗菌藥物AUD 整體呈現明顯下降趨勢，從2016 年的66.53 DDDs/100 人天下降至2021 年的38.46 DDDs/100 人天；而碳青霉烯類抗菌藥物AUD 卻在逐年上升，尤其比阿培南AUD 呈明顯上升趨勢，從2016 年的1.61 DDDs/100 人天上升至2021 年的3.38 DDDs/100 人天。同期β-內酰胺酶復合制劑類抗菌藥物AUD 整體呈下降趨勢，其中哌拉西林/他唑巴坦AUD在逐漸上升，從2016 年的1.81 DDDs/100 人天上升至2021年的2.57 DDDs/100人天。具體見圖1、表2。

圖1 2016年1月至2021年12月3 177株肺炎克雷伯菌和4 546株大腸埃希菌季度耐藥率與抗菌藥物季度使用強度變化趨勢

表2 2016年1月至2021年12月β-內酰胺酶復合制劑和碳青霉烯類使用強度變化趨勢

3、腸桿菌科細菌耐藥率與抗菌藥物AUD時間相關性

在研究期間，肺炎克雷伯菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率與碳青霉烯類抗菌藥物AUD 高度同步（r=0.812，Lag=0，P=0.022），對美羅培南（r=0.704，Lag=1，P=0.037）和亞胺培南（r=0.885，Lag=1，P=0.005）耐藥率與碳青霉烯類抗菌藥物AUD 均呈顯著正相關。β-內酰胺酶復合制劑類抗菌藥物AUD 與大腸埃希菌（r=0.587，Lag=3，P=0.045）和肺炎克雷伯菌（r=0.531，Lag=2，P=0.039）對哌拉西林/他唑巴坦的耐藥率均呈現正相關。此外，β-內酰胺酶復合制劑類抗菌藥物AUD 與大腸埃希菌對亞胺培南耐藥率滯后3 個季度（r=0.621，Lag=3，P=0.023）。具體見表3。

表3 2016年1月至2021年12月腸桿菌科細菌耐藥率與抗菌藥物使用強度時間相關性分析

討論

抗菌藥物過度使用和濫用是導致細菌耐藥性出現并快速傳播的重要因素［13-14］。全球自2005 年以來，以肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌為代表的多重耐藥腸桿菌科細菌檢出率呈快速上升趨勢，其對β-內酰胺酶復合制劑類和碳青霉烯類抗菌藥物的耐藥形勢異常嚴峻。2020年中國細菌耐藥監測報告結果顯示：全國各地區產ESBLs 大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌檢出率分別為61.8%和52.9%；產肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶（KPC）耐藥肺炎克雷伯菌檢出率高達69.7%；2005—2020年肺炎克雷伯菌對亞胺培南和美羅培南耐藥率呈上升趨勢（從3.0%、2.9%上升至24.2%、23.2%）［1］。2016 年1 月至2021 年12 月期間醫院肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌的分離率一直居于所有細菌的前5 位，細菌耐藥率的總體變化趨勢與全國流行病學研究結論基本一致，且略高于全國平均水平。

值得注意的是，在研究期間大腸埃希菌對哌拉西林/他唑巴坦耐藥率呈顯著下降趨勢（P<0.05），平均每季度下降0.338%，這與Hao 等［15］的研究結果相一致。在此項研究中我們還發現肺炎克雷伯菌對碳青霉烯類抗藥物的耐藥率普遍高于大腸埃希菌，一項來自我國上海地區某三甲綜合醫院的研究也得到相似的結論［16］。產碳青霉烯酶是腸桿菌科細菌對碳青霉烯類抗菌藥物最主要的耐藥機制［17］。耐藥基因在不同細菌中的分布和流行情況有所不同。KPC 是全球腸桿菌科細菌尤其是肺炎克雷伯菌中流行最廣泛的碳青霉烯酶。在我國碳青霉烯耐藥肺炎克雷伯菌中產KPC-2比例超過70%，比大腸埃希菌等其他腸桿菌科細菌更易產碳青霉烯酶，因此其對碳青霉烯類抗菌藥物的耐藥率明顯高于大腸埃希菌等其他腸桿菌科細菌［3，18-19］。

我國抗菌藥物臨床應用監測網統計數據顯示：自2010 年以來碳青霉烯類藥物AUD 逐年遞增，各品種增幅為5.69%～42.98%。碳青霉烯類抗菌藥物消耗量排名前3 的品種是美羅培南、亞胺培南和比阿培南。受到臨床醫生用藥習慣和藥品供應的影響，醫院內比阿培南的使用量遠超另外2個品種。2020年醫院碳青霉烯類抗菌藥物AUD高于全國平均水平，究其原因可能與醫院收治重癥感染患者病例數量明顯增加有關。碳青霉烯類抗菌藥物是臨床救治危重癥感染患者的一線用藥，也是多重耐藥菌感染聯合治療方案中的基石藥物。由于耐藥機制大體相同，醫院內比阿培南使用量增加可能引起腸桿菌科細菌對美羅培南耐藥率的升高，通過抗菌藥物輪換使用以降低醫療機構內細菌耐藥率的可行性有待進一步論證［3，20］。

2018 年5 月國家衛生健康委辦公廳下發《關于持續做好抗藥物臨床應用管理有關工作的通知》（國衛辦醫發［2018］9號）中鼓勵有條件的地區在三級綜合醫院實行含酶抑制劑復合制劑的專檔管理。根據以上管理文件要求，醫院進一步加強對β-內酰胺酶復合制劑的臨床監管，特別是嚴把用藥指征和避免長療程用藥，使其AUD 整體呈下降趨勢。但是β-內酰胺酶復合制劑各品種之間的使用量差異比較大，由于對腸桿菌科細菌抗菌活性有明確的臨床優勢，經典藥物哌拉西林/他唑巴坦在臨床使用量逐年增加［8］。

目前公認細菌耐藥性的發生和發展與抗菌藥物使用量的關系相當復雜。世界各國在這方面已經開展了多年的研究工作以檢測和分析兩者之間關系。多項研究均表明，細菌耐藥性的增長與抗菌藥物廣泛應用造成的抗生素選擇性壓力密切相關。本次研究結果表明，醫院內肺炎克雷伯菌對臨床主要有效治療藥物的耐藥率與碳青霉烯類抗菌藥物AUD 呈顯著正相關且高度同步（滯后1～2 季度），這與前期的一些研究結果相悖［15-16］。這種差異可能是由不同研究中碳青霉烯類抗菌藥物AUD 不同所造成。當碳青霉烯類藥物使用量達到觸發細菌耐藥的閾值時，耐藥水平才會發生相應的量變［21］。這種量變可能不是一觸即發，與抗菌藥物的使用量之間存在著數個月或數個季度的滯后。大腸埃希菌對臨床主要有效治療藥物的耐藥率與β-內酰胺酶復合制劑類抗菌藥物AUD 呈顯著正相關且同步（滯后3 季度），這與國內外多項研究結果基本一致［14，22］。

小結

加強抗菌藥物臨床應用管理可有效延緩和減少耐藥腸桿菌科細菌的產生。醫院腸桿菌科細菌耐藥率與抗菌藥物AUD的時間相關性研究，不僅體現了兩者之間的量效規律，還從時間維度確定了兩者之間的時間關聯點。基于以上研究結論，臨床醫生可結合本院的細菌耐藥監測結果以及抗菌藥物的藥動學（PK）/藥效學（PD）特點，優化抗菌藥物在臨床的合理選用，從而達到減緩和減少耐藥腸桿菌科細菌的產生，延長抗菌藥物臨床使用壽命的目的。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突