革兰阴性杆菌耐药机制与临床选用亚胺培南依据
革兰阴性杆菌已经越来越成为院内感染的重要病原菌。近年来，随着抗生素的广泛使用，这类细菌对常用抗生素的耐药性正在不断增加。这类细菌可通过产生多种酶(包括超广谱β-内酰胺酶、碳青霉烯酶)、增强主动外排系统、降低膜通透性等造成多重耐药。临床医师在日常临床活动中遇到耐药菌的情况已越来越常见，了解各种细菌的耐药机制和变化趋势，将有助于提高抗感染治疗的成功率。
革兰阴性杆菌对β内酰胺类耐药的主要机制
革兰阴性杆菌对β内酰胺类耐药的最主要机制是产生β内酰胺酶，包括青霉素酶、超广谱β内酰胺酶(ESBLs)、头孢菌素酶(AmpC)、对酶抑制剂耐药的酶(IRTs)、金属酶和非金属酶的碳青霉烯酶。其中ESBLs和AmpC已经引起临床广泛关注。
ESBLs主要由质粒介导，底物包括青霉素类、头孢菌素类、氨曲南等，可分为TEM、SHV、CTX-M、OXA等类型，主要存在于大肠埃希菌和克雷伯菌属中。而AmpC由染色体或质粒编码，不被酶抑制剂抑制，主要见于肠杆菌属、铜绿假单胞菌中。
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产ESBLs的菌株虽然对第三代头孢菌素、氨曲南耐药，但对头霉菌素类、酶抑制剂复合药物大多敏感；而高产AmpC酶的菌株对上述药物均耐药。近年研究显示，AmpC酶也可由质粒介导。AmpC与ESBLs同位于一个质粒时，被称为超超广谱β内酰胺酶(SSBLs)，这种情况预示着高传播、难治疗和多重耐药。携带这种质粒的菌株将对所有β内酰胺类都耐药，但碳氢酶烯类仍然有效。
肠杆菌科菌的耐药性变迁
近几年来，肠杆菌科菌的耐药率不断升高。最近，徐英春教授报告，2244株大肠杆菌和1291株肺炎克雷伯杆菌在1993年-2003年对多种抗生素的耐药率显著上升，对头孢噻肟耐药从9.6%上升到30.8%，对头孢曲松耐药从9.9%上升到33.7%；2225株大肠杆菌对环丙沙星的耐药率由39%上升到71.2%；1291株肺炎克雷伯杆菌对环丙沙星的耐药率从1.1%上升到19%。大肠杆菌的ESBL阳性率从1999年的22%上升到2003年的47%，而肺炎克雷伯杆菌的ESBL阳性率在1999年时为31%，在2003年时为29%，5年期间略有下降。
, 百拇医药
王清涛报告了2001年北京朝阳医院292株大肠埃希菌和212株肺炎克雷伯杆菌的ESBLs发生率(中华内科杂志2004，43：487)。结果显示，16.8%(49/292)的大肠埃希菌和16.5%(35/212)的肺炎克雷伯杆菌产ESBLs；SSBL的发生率为：大肠埃希菌2.0%(1/49)、肺炎克雷伯杆菌17.1%(6/35)。这7株菌均产生DHA-1型AmpC酶，还产生CTX-M-3(5株)或 SHV-12(2株)ESBL，都发生在同一质粒上。在产酶菌发生率较高的情况下，如何选择合适抗生素，及时控制高危菌株所致感染，在密切监控这些菌株的同时，防止其在院内传播引起暴发流行，是临床医师必须重视的一个问题。
研究显示，产AmpC酶和ESBLs的肠杆菌科菌，对大量抗生素已经逐渐耐药，但对亚胺培南仍然敏感。
徐英春教授报告(中华医院感染杂志2004，14：447)，2002年中国12家医院286株持续高产AmpC酶和ESBLs的肠杆菌科菌对12种抗菌药物的药敏结果显示，无论是产酶菌株还是不产酶菌株，对亚胺培南都非常敏感；单产AmpC酶的菌株对头孢吡肟敏感；亚胺培南的抗菌活性显著优于头孢吡肟和哌拉西林/他唑巴坦(表1)。
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该研究表明，在治疗产AmpC酶和/或ESBLs的细菌所致的感染时，选用亚胺培南是较为可靠的治疗策略。
产ESBLs肺炎克雷伯杆菌菌血症的首选治疗：亚胺培南
美国宾夕法尼亚退伍军人事务医学中心感染病科的Paterson，报告了一项对7个国家12家医院连续455例次肺炎克雷伯杆菌菌血症进行的回顾性研究(Ckin Infect Dis 2003，39：31)。产ESBLs肺炎克雷伯杆菌菌血症有85例(18.7%)。其中20例(23.5%)在第一次血培养阳性后14天内死亡。血培养阳性后5天内未接受分离菌敏感药物治疗者的病死率(63.6%，7/11)显著高于接受敏感药物治疗者(14.1%，10/71例)(比值比为10.7，95% CI：2.2～57.0，P＝0.001)。
患者转归与抗生素使用情况显著相关。在这85例患者中，49例接受了敏感药物的单药治疗(使用碳青霉烯类抗生素27例，使用其他药物22例，15例接受联合治疗(联用碳青霉烯类抗生素10例，联用其他抗生素5例)，7例接受序贯单药治疗(含有碳青霉烯类抗生素的治疗5例)，11例接受无体外抗菌活性的抗生素治疗。
, 百拇医药
与使用其他敏感抗生素的患者相比，在使用碳青霉烯类抗生素(主要为亚胺培南)的患者中，产ESBLs肺炎克雷伯杆菌菌血症所致14天死亡率显著降低。在第一次血培养肺炎克雷伯杆菌阳性后5天内接受碳青霉烯类抗生素治疗者(单药治疗或联合治疗)，其14天所有原因所致死亡率(4.8%，2/42)显著低于接受非碳青霉烯类抗生素治疗者(27.6%，8/29)。而且，接受碳青霉烯类抗生素治疗的病人免疫功能较差和APACHE Ⅲ有较差倾向。
多变量分析显示，碳青霉烯类抗生素治疗与死亡率下降独立相关。在单药治疗时，碳青霉烯类抗生素治疗时的死亡率(3.7%)显著低于氟喹诺酮类(36.4%)和非碳青霉烯类β内酰胺类药物(44.4%)。
在该研究中，所有产ESBLs的菌株都对亚胺培南或美罗培南敏感，但47.2%的菌株对哌拉西林-三唑巴坦耐药，70.8%的菌株对庆大霉素耐药，19.4%的菌株对环丙沙星耐药。
研究者提出，碳青霉烯类抗生素应该作为治疗产ESBLs菌严重感染的首选药物。
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医院获得性肠杆菌菌血症，采用亚胺培南治疗者生存率高
北京协和医院刘宏忠回顾分析了85例大肠杆菌和肺炎克雷伯杆菌所致医院获得性菌血症病人的治疗转归(中国实用内科杂志2004，24：340)。
27%(23/85)病人的ESBL阳性。单因素分析表明，既往使用头孢菌素特别是第3代头孢菌素与产ESBL菌菌血症具有明显相关性，多因素逻辑回归分析也表明，既往使用第3代头孢菌素是产ESBL菌菌血症的唯一独立危险因素。既往使用抗生素可以诱导肠杆菌生成AmpC β内酰胺酶。21例(25%)病人在住院期间死亡。不适当抗生素治疗可以导致菌血症病人病死率的明显升高，接受头孢菌素治疗的病人预后较差，而接受亚胺培南治疗的病人生存率较高(P＝0.023)。亚胺培南的使用可以降低病死率，优于其他常用抗生素。
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铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素的耐药机制
瑞士日内瓦大学遗传学和微生物学系的Pechère教授，在第四届抗微生物剂和耐药性国际研究会(ISAAR)的一个座谈会上指出，亚胺培南和美罗培南这两种碳青霉烯酶类抗生素是治疗医院内重症感染的一线用药，在这两种药物之间进行选择时，必须重点考虑两者在选择性耐药产生方面的差异。两者之中首选亚胺培南的理论依据是细菌外排系统介导的耐药机制的差异。
多个不同因素决定了铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素的敏感性。
1.膜孔蛋白(OprD)：研究表明，膜孔蛋白通道决定了铜绿假单胞菌对不同抗生素的敏感性。膜孔蛋白的缺失可以导致获得性耐药。无论是实验室的还是临床分离的铜绿假单胞菌，外膜膜孔蛋白的缺失或改变都会造成该菌对碳青霉烯类抗生素耐药。
2.青霉素结合蛋白(PBPs)变异：这种改变可以导致铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素耐药，但这种耐药机制相对罕见。
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3.存在分解这类抗生素的碳青霉烯酶。
4.外排系统：所有活细胞都有外排机制。最近研究证实，外排系统既是天然的也是获得性的抗生素耐药机制。铜绿假单胞菌含有12种外排系统的基因编码。MexAB-OprM系统是铜绿假单胞菌最普遍的外排系统。这种系统仅影响美罗培南，对亚胺培南无作用。这种系统还可以排出多种抗生素底物，从而导致细菌多重耐药。
MexAB-OprM外排系统的高度表达不仅导致细菌对某一种而是对所有外排底物(抗生素)的MIC都显著升高，这些底物包括：氟喹诺酮类、青霉素、头霉素、大环内酯类、磺胺类抗生素。这就是细菌多重耐药的形成机制。
对于亚胺培南，MexAB-OprM外排系统的存在(OprM+)、缺失(OprM-)或过度表达(OprM++)对其MIC都无显著影响，而对于美洛培南，在MexAB-OprM外排系统过度表达时，将显著提高其MIC。在耐药菌反复暴露于亚胺培南时，仅筛选出一种耐药机制：OprD缺失；而在耐药菌反复暴露于美罗培南时，可产生两种突变，即OprD缺失和MexAB-OprM外排系统的过度表达。美罗培南不仅会选择出针对碳青霉烯类抗生素的耐药性，还会产生针对其他类型抗生素的多重耐药。美罗培南的这种情况严重限制了抗感染治疗失败后的抗生素选择范围。, 百拇医药(永康)
革兰阴性杆菌对β内酰胺类耐药的主要机制
革兰阴性杆菌对β内酰胺类耐药的最主要机制是产生β内酰胺酶，包括青霉素酶、超广谱β内酰胺酶(ESBLs)、头孢菌素酶(AmpC)、对酶抑制剂耐药的酶(IRTs)、金属酶和非金属酶的碳青霉烯酶。其中ESBLs和AmpC已经引起临床广泛关注。
ESBLs主要由质粒介导，底物包括青霉素类、头孢菌素类、氨曲南等，可分为TEM、SHV、CTX-M、OXA等类型，主要存在于大肠埃希菌和克雷伯菌属中。而AmpC由染色体或质粒编码，不被酶抑制剂抑制，主要见于肠杆菌属、铜绿假单胞菌中。
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产ESBLs的菌株虽然对第三代头孢菌素、氨曲南耐药，但对头霉菌素类、酶抑制剂复合药物大多敏感；而高产AmpC酶的菌株对上述药物均耐药。近年研究显示，AmpC酶也可由质粒介导。AmpC与ESBLs同位于一个质粒时，被称为超超广谱β内酰胺酶(SSBLs)，这种情况预示着高传播、难治疗和多重耐药。携带这种质粒的菌株将对所有β内酰胺类都耐药，但碳氢酶烯类仍然有效。
肠杆菌科菌的耐药性变迁
近几年来，肠杆菌科菌的耐药率不断升高。最近，徐英春教授报告，2244株大肠杆菌和1291株肺炎克雷伯杆菌在1993年-2003年对多种抗生素的耐药率显著上升，对头孢噻肟耐药从9.6%上升到30.8%，对头孢曲松耐药从9.9%上升到33.7%；2225株大肠杆菌对环丙沙星的耐药率由39%上升到71.2%；1291株肺炎克雷伯杆菌对环丙沙星的耐药率从1.1%上升到19%。大肠杆菌的ESBL阳性率从1999年的22%上升到2003年的47%，而肺炎克雷伯杆菌的ESBL阳性率在1999年时为31%，在2003年时为29%，5年期间略有下降。
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王清涛报告了2001年北京朝阳医院292株大肠埃希菌和212株肺炎克雷伯杆菌的ESBLs发生率(中华内科杂志2004，43：487)。结果显示，16.8%(49/292)的大肠埃希菌和16.5%(35/212)的肺炎克雷伯杆菌产ESBLs；SSBL的发生率为：大肠埃希菌2.0%(1/49)、肺炎克雷伯杆菌17.1%(6/35)。这7株菌均产生DHA-1型AmpC酶，还产生CTX-M-3(5株)或 SHV-12(2株)ESBL，都发生在同一质粒上。在产酶菌发生率较高的情况下，如何选择合适抗生素，及时控制高危菌株所致感染，在密切监控这些菌株的同时，防止其在院内传播引起暴发流行，是临床医师必须重视的一个问题。
研究显示，产AmpC酶和ESBLs的肠杆菌科菌，对大量抗生素已经逐渐耐药，但对亚胺培南仍然敏感。
徐英春教授报告(中华医院感染杂志2004，14：447)，2002年中国12家医院286株持续高产AmpC酶和ESBLs的肠杆菌科菌对12种抗菌药物的药敏结果显示，无论是产酶菌株还是不产酶菌株，对亚胺培南都非常敏感；单产AmpC酶的菌株对头孢吡肟敏感；亚胺培南的抗菌活性显著优于头孢吡肟和哌拉西林/他唑巴坦(表1)。
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该研究表明，在治疗产AmpC酶和/或ESBLs的细菌所致的感染时，选用亚胺培南是较为可靠的治疗策略。
产ESBLs肺炎克雷伯杆菌菌血症的首选治疗：亚胺培南
美国宾夕法尼亚退伍军人事务医学中心感染病科的Paterson，报告了一项对7个国家12家医院连续455例次肺炎克雷伯杆菌菌血症进行的回顾性研究(Ckin Infect Dis 2003，39：31)。产ESBLs肺炎克雷伯杆菌菌血症有85例(18.7%)。其中20例(23.5%)在第一次血培养阳性后14天内死亡。血培养阳性后5天内未接受分离菌敏感药物治疗者的病死率(63.6%，7/11)显著高于接受敏感药物治疗者(14.1%，10/71例)(比值比为10.7，95% CI：2.2～57.0，P＝0.001)。
患者转归与抗生素使用情况显著相关。在这85例患者中，49例接受了敏感药物的单药治疗(使用碳青霉烯类抗生素27例，使用其他药物22例，15例接受联合治疗(联用碳青霉烯类抗生素10例，联用其他抗生素5例)，7例接受序贯单药治疗(含有碳青霉烯类抗生素的治疗5例)，11例接受无体外抗菌活性的抗生素治疗。
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与使用其他敏感抗生素的患者相比，在使用碳青霉烯类抗生素(主要为亚胺培南)的患者中，产ESBLs肺炎克雷伯杆菌菌血症所致14天死亡率显著降低。在第一次血培养肺炎克雷伯杆菌阳性后5天内接受碳青霉烯类抗生素治疗者(单药治疗或联合治疗)，其14天所有原因所致死亡率(4.8%，2/42)显著低于接受非碳青霉烯类抗生素治疗者(27.6%，8/29)。而且，接受碳青霉烯类抗生素治疗的病人免疫功能较差和APACHE Ⅲ有较差倾向。
多变量分析显示，碳青霉烯类抗生素治疗与死亡率下降独立相关。在单药治疗时，碳青霉烯类抗生素治疗时的死亡率(3.7%)显著低于氟喹诺酮类(36.4%)和非碳青霉烯类β内酰胺类药物(44.4%)。
在该研究中，所有产ESBLs的菌株都对亚胺培南或美罗培南敏感，但47.2%的菌株对哌拉西林-三唑巴坦耐药，70.8%的菌株对庆大霉素耐药，19.4%的菌株对环丙沙星耐药。
研究者提出，碳青霉烯类抗生素应该作为治疗产ESBLs菌严重感染的首选药物。
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医院获得性肠杆菌菌血症，采用亚胺培南治疗者生存率高
北京协和医院刘宏忠回顾分析了85例大肠杆菌和肺炎克雷伯杆菌所致医院获得性菌血症病人的治疗转归(中国实用内科杂志2004，24：340)。
27%(23/85)病人的ESBL阳性。单因素分析表明，既往使用头孢菌素特别是第3代头孢菌素与产ESBL菌菌血症具有明显相关性，多因素逻辑回归分析也表明，既往使用第3代头孢菌素是产ESBL菌菌血症的唯一独立危险因素。既往使用抗生素可以诱导肠杆菌生成AmpC β内酰胺酶。21例(25%)病人在住院期间死亡。不适当抗生素治疗可以导致菌血症病人病死率的明显升高，接受头孢菌素治疗的病人预后较差，而接受亚胺培南治疗的病人生存率较高(P＝0.023)。亚胺培南的使用可以降低病死率，优于其他常用抗生素。
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铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素的耐药机制
瑞士日内瓦大学遗传学和微生物学系的Pechère教授，在第四届抗微生物剂和耐药性国际研究会(ISAAR)的一个座谈会上指出，亚胺培南和美罗培南这两种碳青霉烯酶类抗生素是治疗医院内重症感染的一线用药，在这两种药物之间进行选择时，必须重点考虑两者在选择性耐药产生方面的差异。两者之中首选亚胺培南的理论依据是细菌外排系统介导的耐药机制的差异。
多个不同因素决定了铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素的敏感性。
1.膜孔蛋白(OprD)：研究表明，膜孔蛋白通道决定了铜绿假单胞菌对不同抗生素的敏感性。膜孔蛋白的缺失可以导致获得性耐药。无论是实验室的还是临床分离的铜绿假单胞菌，外膜膜孔蛋白的缺失或改变都会造成该菌对碳青霉烯类抗生素耐药。
2.青霉素结合蛋白(PBPs)变异：这种改变可以导致铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素耐药，但这种耐药机制相对罕见。
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3.存在分解这类抗生素的碳青霉烯酶。
4.外排系统：所有活细胞都有外排机制。最近研究证实，外排系统既是天然的也是获得性的抗生素耐药机制。铜绿假单胞菌含有12种外排系统的基因编码。MexAB-OprM系统是铜绿假单胞菌最普遍的外排系统。这种系统仅影响美罗培南，对亚胺培南无作用。这种系统还可以排出多种抗生素底物，从而导致细菌多重耐药。
MexAB-OprM外排系统的高度表达不仅导致细菌对某一种而是对所有外排底物(抗生素)的MIC都显著升高，这些底物包括：氟喹诺酮类、青霉素、头霉素、大环内酯类、磺胺类抗生素。这就是细菌多重耐药的形成机制。
对于亚胺培南，MexAB-OprM外排系统的存在(OprM+)、缺失(OprM-)或过度表达(OprM++)对其MIC都无显著影响，而对于美洛培南，在MexAB-OprM外排系统过度表达时，将显著提高其MIC。在耐药菌反复暴露于亚胺培南时，仅筛选出一种耐药机制：OprD缺失；而在耐药菌反复暴露于美罗培南时，可产生两种突变，即OprD缺失和MexAB-OprM外排系统的过度表达。美罗培南不仅会选择出针对碳青霉烯类抗生素的耐药性，还会产生针对其他类型抗生素的多重耐药。美罗培南的这种情况严重限制了抗感染治疗失败后的抗生素选择范围。, 百拇医药(永康)