欧洲 ICU中抗生素耐药性的新趋势
欧洲 ICU中抗生素耐药性的新趋势
Pleun J. Van Duijn，Mirjam J.D. Dautzenberg. Current Opinion in Critical Care 2011, 17:658–665
北京大学第一医院SICU 李雪 译 谢闵 校 王东信推荐
安友仲审阅 丁仁彧 编辑
综述的目的：
在世界范围内的ICU中抗菌素耐药是一个日趋显露的问题。随着已发表的国家或国际性研究成果数量的迅速增长，新信息的量也将随之扩大。因此，我们回顾了过去18个月来欧洲地区ICU中抗生素耐药性的新趋势。
近期发现：
在这段期间内，由耐甲氧西林金黄色葡萄菌引起的感染在一些国家呈现出稳定甚至下降的趋势，并且由对万古霉素、利奈唑胺或达托霉素耐药的革兰阳性菌所致的感染率仍然保持在低水平。相反的，我们却亲眼见证了遍及欧洲大陆的由多重耐药革兰阴性细菌所致感染的出现，尤其是大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌，在其质粒上有易交换的耐药基因。这些基因能够产生一些酶，例如超广谱β-内酰胺酶、碳青霉烯酶。在缺乏新的抗生素的条件下，预防感染，减少不必要的抗生素使用，优化普及卫生依从性的措施及感染控制措施，以及提高诊断检验执行能力是我们对抗这种威胁仅有的工具。
概述：
随着ICU中抗生素耐药性的流行病学的快速变化，多重和泛耐药的革兰阴性病原菌大范围或区域流行更加频繁的出现，更好的感染控制和改进的诊断方法将会较以往更加重要。
关键词:
抗菌素耐药性，革兰阴性细菌，ICU，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，多重耐药
前言：
抗生素耐药对病人的安全影响越来越大，尤其是在ICU中【1】。这种现象让人倍感忧虑。由于频繁地暴露于各种抗生素，使用多种侵入性的装置以及常伴随皮肤和粘膜屏障破坏出现的所谓免疫麻痹现象，重症病人容易出现耐药细菌的定植和感染。由于危重病能够影响到抗生素的药效动力学和药代动力学，在感染组织内理想的药物渗透并不总能实现，由此阻碍了有效的治疗并促进了抗生素耐药的发生。这一系列的危险因素最终造成了恶性循环：感染发生率日渐增长，增加了广谱抗生素的需求，降低了抗生素的有效性并增加了抗生素耐药的选择性。这篇综述回顾了最近欧洲ICU中抗生素耐药性的流行病学进展（表1）【2-4,6-8,9-16】，尤其关注耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和产超广谱β-内酰胺酶（ESBL）和产碳青霉烯酶的革兰阴性菌。
表1 多重耐药微生物在欧洲的流行病学趋势
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多重耐药菌 |
流行病学趋势 |
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革兰阳性 |
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MRSA |
MRSA感染的发病率稳定并有所下降【2-4】 |
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VISA |
在金葡菌株内有所增加的，但是整体上其绝对值仍然较低【5】 |
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耐利奈唑胺的金葡菌 |
散发，西班牙有一次爆发报告【6】 |
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革兰阴性 |
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产ESBL的细菌（主要是大肠杆菌和肺炎克雷伯菌） |
欧洲大陆范围内感染率增加【7,8，9-14】表明ST131克隆型大肠杆菌的高度流行的存在【15,16】 |
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产碳青霉烯酶的细菌 |
由产碳青霉烯酶的革兰阴性细菌（如KPC, NDM-1, VIM, OXA）导致的感染率在欧洲大陆范围内有所增加。KPCs在一些国家（希腊）有区域流行而且报道的暴发性流行的数量正在增加，这与病人从局域流行地区的迁徙有关。在亚洲国家报道了社区获得性NDM-1的感染，随后在欧洲医疗机构中也有报道 |
ESBL：广谱的B-内酰胺酶；KPC：产碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌；MRSA：耐甲氧西林金葡菌；NDM-1：新德里金属β-内酰胺酶；OXA：苯唑西林酶；VIM：Verona整合子编码的金属-β-内酰胺酶；VISA：万古霉素中度敏感的金葡菌。
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌：
金葡菌中，由MRSA所致感染的患病率在欧洲各国间变化范围很大，从斯堪的纳维亚国家的不足1%到欧洲南部国家的50%不等【17】。在一项从2005至2008年间的前瞻性队列研究中，研究对象是来自欧洲ICU中的120000位病人（主要在法国，西班牙和澳大利亚），金葡菌引起的肺炎和菌血症占所有病人的1.3%和0.4%，而在这部分病人中，由MRSA所致的又占到各自的34%和38% 【18】 。在意大利的125家ICU中，由金葡菌所致的感染占所有ICU获得性感染的23% ，占呼吸机相关性肺炎（VAP）中的39%， 并且在菌血症中有71%是由耐甲氧西林金葡菌引起的【19】。
在大多数医院中，MRSA感染在ICU中的患病率要比普通病房高，这很可能是由于上述提及的各种危险因素有利于MRSA的定植和感染【4】。然而，MRSA定植和感染发病率在不同种类的ICU中大不相同。比如说，在德国内科ICU中发病率明显低于其他类型的ICU（发生率比值0.42）。
较之于甲氧西林敏感的金葡菌，由MRSA引起的菌血症和肺炎与较高的医疗花费，更频繁的ICU入住率和较高的ICU病死率有关。至于这种较高的ICU病死率是不是真的能归因于甲氧西林耐药还难以判断，因为有很多混杂因素影响，例如，合并症。在这个领域中的一个大型研究表明，抗生素耐药和ICU入住天数的增加并不相关【18】。
鉴于MRSA感染的高发病率，欧洲许多国家实施了各种感染控制干预措施，也因此使得MRSA感染的发病率在法国和英国稳定下来甚至有所降低【17,23】。在法国ICU，自1996至2007年，MRSA感染的发病率由每1000个住院日2.95降到了1.23（相对改变58% ，P=0.001）【3】。在英国，2006年到2008年间一项全民范围预防项目的实施和这期间MRSA感染所致菌血症发生率降低57%之间存在相关性【2】。
针对治疗MRSA感染，万古霉素可能仍旧是使用最广的抗生素，尽管利奈唑胺和达托霉素也是可以使用的。通过从耐万古霉素肠球菌（VRE）中获得vanA 基因，耐万古霉素金葡菌（VRSA）最先于2002年在美国被报道【24】。然而，在其之后，仅仅在美国有较少的VRSA菌株被报道，而在欧洲未见报道【25】。对vanA基因在金葡菌中大范围转移的担忧至今还没有成为现实，很可能是因为与vanA基因表达相关的适应性缺陷【26】。
对万古霉素中介的金葡菌（VISA）更常见。VISA与厚实的、有结合能力的细胞壁有关，这种结构能够降低万古霉素的有效性。VISA多数是MRSA过长时间暴露于万古霉素后系统突变而来【27】。2004至2009年间，在一项全球的针对超过20000个金葡菌菌株的研究表明，8.9%的欧洲MRSA菌株对万古霉素的最小抑菌浓度至少是2ug/ml【5】。然而，在所有的MRSA菌株中，有超过98%的菌株对万古霉素敏感（MIC≤2ug/ml），并且不包括VRSA在内。有三株耐利奈唑胺的金葡菌，其中一株源自于欧洲。可是，最近在西班牙ICU中有一次耐利奈唑胺MRSA的暴发【6】。在这种情况下，我们怀疑有耐药性的平行转移，因为不同的MRSA菌落和其他葡萄球菌一样携带着cfr基因【28】。
其他多重耐药的革兰阳性微生物与欧洲ICU关系不大。在欧洲抗生素耐药性监测网上，VRE感染的患病率在所有血源性肠球菌感染中的比例≤5%或者基本为0，24个国家中有13个报道了至少10株屎肠球菌菌株。3个国家（希腊，爱尔兰，英国）报道了多于25%的VRE菌株，并且发现VRE有在瑞典医院内蔓延的趋势【17,29】。
产超广谱β-内酰胺酶的革兰阴性菌：
革兰阴性菌是ICU常见的致病原，它们的耐药基因能够通过质粒转移而不必需通过复制（水平转移），这种方式大大增加了耐药性转移的可能性。这些质粒上还存在其他额外的基因，包括毒力因子。
ESBL 对青霉素和包括三代头孢在内的大多数头孢菌素类抗生素存在耐药，目前为止，已发现并描述了超过700种不同ESBLs。尽管三代头孢耐药常常被作为产ESBL的表现，但这种耐药情况也可见于非ESBL的AmpC 酶表达、外排泵上调、膜通道的改变或者是变化了的青霉素结合蛋白。
由产ESBL 细菌所致感染的发病率在欧洲各地之间有所不同。大肠杆菌是在由产ESBL细菌所致感染中患病率最高的一种，据报道，2009年28个国家的血源性感染中，其发病率在1.8%到19.2%不等（基于表型是对三代头孢耐药的菌株）【7,8,9,30】。
一种特定基因型大肠杆菌（ST131）的流行病学引起我们特殊的关注，无论是在感染还是定植病例中，其出现的都很迅速【31,32】。2008年在欧洲、亚洲及北美所做的菌株的回顾性分析中首先提到：这种基因型使人致病的现象只在20世纪偶发。 ST131型大肠杆菌和经质粒传播的CTX-M-15 基因及氟喹诺酮耐药有关。
在住院病人中，肺炎克雷伯氏菌是另外一个ESBL基因的主要携带者。与大肠杆菌相比，产ESBL克雷伯菌菌株血源感染的患病率在不同国家的差异性更大（从0到70%不等），尽管这种差异性也是因为在每个国家内菌血症的巨大变异。（范围跨度在17到1634之间）。在欧洲，院内感染频繁的出现暴发性流行，有些病例还有着特异的来源，如被污染的药品和内窥镜【10-14】。
碳青霉烯酶：
治疗产ESBL细菌导致的感染应选择碳青霉烯类抗生素。然而，革兰阴性细菌产生可以水解碳青霉烯类抗生素的酶（即碳青霉烯酶）的这种能力却逐渐增强。这种酶类是一组多样化的酶，可以被分成三种和许多个亚组，其中肺炎克雷伯碳青霉烯酶（KPCs）和新德里金属β-内酰胺酶（NDM-1）是与目前情况最相关的。KPCs和NDM-1与许多快速的全球性流行相关，并且KPCs导致了ICU中一些感染的暴发性流行。除了能够水解碳青霉烯类抗生素，产碳青霉烯酶的革兰阴性细菌经常对其他抗生素如氨基糖苷类、氟喹诺酮类和头孢类抗生素耐药，因此限制了选用多粘菌素、磷霉素、替加环素治疗的可能性【33】，然而，泛耐药的革兰阴性细菌已经被发现并报道【34】。
KPCs最初是在肺炎克雷伯氏菌里发现的的，但是随后在其他菌种里如肠杆菌属和大肠杆菌也证明有存在。携带KPC基因的质粒有极强的活动性，这就使其能够在肠杆菌科内的不同菌种之间转移【35,36】。
1996年，第一个KPC菌株在美国被分离出来【37】。到了2011年，KPCs已经在4个洲至少10个国家被发现，在美国和以色列有着显著数量的爆发性流行【38,39】。在欧洲，碳青霉烯酶似乎在希腊最为盛行，在那里的ICU病人中，对碳青霉烯类抗生素耐药的肺炎克雷伯氏菌血液菌株所致感染的患病率从2001年的1%增加到了2010年的80% 【40-42】。KPCs 的流行病学特征近乎是完全的单克隆，从希腊21家医院中获得的173种肺炎克雷伯氏菌株中的96%都是相同的亚型【43】。但是，在欧洲其他国家已报道的暴发性流行的数目正在快速增长【44-50】。 很明显，病人在美国、以色列和希腊各医疗机构，例如医院之间的流动促进了产KPC的肺炎克雷伯氏菌在欧洲的传播【32,50-54】。而且，携带这些细菌可以没有感染的症状，健康人群在国家和洲际之间的迁移流动也可能是这种病原菌传播的原因之一【41，50，55】。
NDM-1，由blaNDM-1 基因编码，是最近在一位从印度新德里转院过来的瑞典病人身上发现的【56】。 这位病人体内定植着携带有blaNDM-1 基因质粒的肺炎克雷伯氏菌和大肠杆菌。印度和其他的亚洲国家被认为是这次流行的中心。印度的一项研究报道称，在一些医院里，在对碳青霉烯类耐药的肠杆菌属感染中NDM-1的患病率超过90% ，在对碳青霉烯类抗生素耐药的肺炎克雷伯氏菌感染中超过 10%【57】。此外，从新德里的171个下水道水样及50个公共水管水样中分别发现51个样本和2个样本携带blaNDM-1基因的细菌，表明了其普遍存在的特性【58】。通常认为，非处方使用抗生素促进了NDM-1的选择性和其通过污染的环境由粪口途径的传播。
在欧洲，关于携带和感染NDM-1病例的报道数量正在快速增加【59,60】。这种病例常常与从流行区医疗机构，尤其是从印度、巴基斯坦及巴尔干的医院转运病人有关【34,61-63】。
疾病的负担：
很难将疾病的负担进行量化，这种负担可以表示为由耐药菌感染所致的额外的死亡风险因素，或延长的住院天数（LOS）。在两项法国的研究中，由产ESBL细菌所致的感染与外科病人住院天数的显著延长和死亡率的增高并不相关【7,9】。可是，在西班牙一项癌症病人感染的研究表明：由抗生素耐药的革兰阴性菌，多数是产ESBL大肠杆菌，所致感染与较高的ICU入住率，更长的机械通气时间及和增高的死亡率相关。但是，抗生素耐药导致的不合理的经验性使用抗生素治疗与不良后果并不相关【64】。尽管普遍认为抗生素耐药对病人的结局产生负面影响，但是由于过多混杂因素存在，精确定量评价这种影响的方法学是非常有挑战性的。
感染的控制：
规范化和不间断的普及感染控制措施，如手卫生、环境清洁及病原菌定植病人单独或群组隔离，仍然是ICU感染控制实践的基础（表2）【3,65,66,67,68-71】。此外，新的诊断工具，例如降钙素原这样的生物指标，可能帮助我们更好地准确控制抗生素的治疗时限，减少抗生素的使用总量【62,72-74】。更进一步地来讲，微生物实验室内对抗生素耐药性的快速辨别，如分子检验或者显色培养基，将会帮助我们识别携带者【75】。然而在美国，对入院病人的进行携带者筛查的强力控制措施并不能够降低ICU中MRSA和VRE的院内患病率，很可能是因为从获得筛查培养标本到报告结果之间过长的运作周期【76】。一项在欧洲13家ICU中进行的组群随机临床试验，包括评价增加手卫生依从性和普及洗必泰清洁皮肤的分步实施方法，以及通过强化预防措施在入院时对携带者进行快速筛查，最近已经完成，其结果有望在2012年年初报道【77】。
表2 感染控制干预措施及成效举例
DDD：确定的每日剂量；ESBL：超广谱β-内酰胺酶；MDRO：多重耐药菌；MICU：内科ICU；MRSA：耐甲氧西林金葡菌；SDD：选择性消化道去污染；SICU：外科ICU；VAP：呼吸机相关肺炎。
正如被一项在德国53家ICU中大的观察性研究中所证实的一样，普遍认为抗生素耐药与抗生素使用的量有关【8】。然而，同一的研究小组人员却没能够证明在脑脊髓分流术后减少头孢菌素的使用（从48小时至3周标准预防模式到单次头孢呋辛使用）能够降低抗生素耐药的发生【68】。类似的是，一项由Nijssen【69】等人在荷兰ICU中所做的研究显示，减少35%的β-内酰胺类抗生素的使用与低的头孢菌素耐药菌感染率并不相关。但是，用氟喹诺酮类抗生素代替β-内酰胺类抗生素却与高的耐氟喹诺酮细菌的感染率显著相关。
ICU中，针对抗生素耐药，抗生素计划性的轮换交替使用仍然是一项备受争议的干预措施。在意大利的一项双中心的临床试验中，在12个月内头孢菌素类、氟喹诺酮类、碳青霉烯类及哌拉西林他唑巴坦交替使用，这与由革兰阴性菌包括耐药菌在内的感染所致的呼吸机相关肺炎的发病率的轻度降低有关，而对住院天数和ICU死亡率无明显决定性作用【70】。这项双中心研究的设计、对相关抗生素使用的仔细监测值得推荐，但手卫生的依从性并不确切。此外，只有与诊断呼吸机相关肺炎有关的临床样本才被用作分析，这样一来有可能低估了耐药菌感染真实的患病率。这项研究进一步提供了在ICU中根据病原学即时调整抗生素使用策略的证据支持，但是实施这种降低抗生素耐药性的方法最佳条件仍然有待确定。
最后，为了限制ICU中抗生素耐药性，另外一个备受争议的方法是局部使用抗生素。在这个领域中，研究大多是选择性消化道去污染（SDD）和选择性口咽部去污染(SOD)。SDD通过在口咽部及胃肠道局部使用为期4天的头孢噻肟，旨在去除ICU病人口腔及胃肠道定植的需氧菌群。SOD仅仅是为了消除口咽部潜在的病原微生物。在荷兰13家ICU中的一项多中心组群随机化交叉对照试验表明：较之于标准化治疗，SDD和SOD与28天死亡率显著降低有关【78】。而且，在这些处于低水平抗生素耐药的ICU中，同SOD及标准化治疗方案相比，SDD与由高度耐药的致病原（多数是革兰阴性菌)所致的ICU获得性菌血症更低的发生率有关。此外，有效的胃肠道去污染与ICU获得性革兰阴性菌感染所致菌血症发生风险降低有关，这就强调了在这些病人中胃肠道作为菌血症的来源所起到的重要作用【80】。SDD和SOD都与由高度耐药病原微生物所致的ICU获得性呼吸道感染发生率降低有关【79】。这13家单位的细菌生态学的纵向分析中表明，很明显，在这些接受了局部抗生素治疗的长期住院病人，由耐药革兰阴性菌感染的患病率是最低的【81】。但是肠道菌群对头孢他啶耐药这一现象在进行SDD治疗一段时间后似乎有所增加，在SDD及SOD期间呼吸道取样的菌群对头孢他啶耐药也有所增加。因此，SDD和SOD的安全性仍然受到争议，他们在高流行区域内的有效性仍然有待检验。然而有趣的是，包括SDD在内的一项消除菌群定植的策略在18位病人中的16位身上成功的完成了产ESBL细菌的清除【71】。
结论：
目前，在欧洲，抗生素耐药正阻碍着我们对有着显著并持续增长比例的ICU感染病人的治疗。尽管在一些国家，MRSA感染的发病率似乎稳定下来或者有所降低，多重耐药的革兰阴性菌目前仍是一个大问题。如果没有新的抗生素的出现，那么预防感染，降低不必要的抗生素的使用，优化普及卫生依从性的措施及感染控制措施，提高诊断检验的水平将会是在这场与这个显著威胁相斗争的战役中我们仅有的工具。
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