导语
产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌(CPE)已经成为威胁全球范围内人类健康的重要细菌感染源。CPE 所产生的碳青霉烯酶可导致所有β-内酰胺酶类降解,进而促进其产生耐药性。因此,可用于治疗细菌感染的抗菌药物往往不能有效治愈 CPE 导致的感染,亟需找到更加有针对性的药物治疗方案。
背景介绍
产碳青霉烯酶耐药性最初仅发生于铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌中,且较为罕见。但是,当此类耐药性扩散到肺炎克雷伯杆菌和大肠埃希氏杆菌中之后,社区获得性感染发生的概率就会大大增加。CPE 感染引发高死亡率,其中高达 60% 的感染死亡与治疗无效有关。在过去的几十年中,CPE 耐药的相关报道频频出现;并且有越来越多的证据支持治疗 CPE 的联合用药方案的有效性,比如,提高生存率、降低耐药性......
今年 4 月,为了研究抗生素的联合用药对 CPE 的体外协同抗菌作用,权威杂志 Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 上发表了来自丹麦奥胡斯大学 Marlene Fredborg 的研究团队的研究报告。该研究团队通过抗菌药敏试验,筛选出 5 种具有较高耐药性且表达不同类型碳青霉烯酶的 CPE,并利用这 5 种耐药菌评估了多组美罗培南在两药和三药联用治疗 CPE 时的协同抗菌作用。
研究思路
研究团队首先通过多系统标准检测了多种产碳青霉烯酶(KPC、OXA-48、VIM、NDM-1、IMP)耐药菌,以确定耐药性较高的菌株进入联合用药抗菌性药效评估实验。通过 oCelloScope 系统进行棋盘法药敏试验,采用总分数抑制浓度(FIC)评估联用美罗培南的两药和三药联用对 CPE 的体外协同抗菌作用。
研究结果
药敏试验从样本中筛选到耐药性较高且表达不同碳青霉烯酶的 CPE 菌株
Marlene Fredborg 等人利用 oCelloScope 系统进行药敏试验,通过检测细菌死亡和耐药性,推算每种药物对菌株的最小抑菌浓度(MIC),数值见表 1,2。
实验筛选到 5 个有较高耐药性且表达不同碳青霉烯酶的 CPE,分别为:NFM 105、AMA 864、CCUG 56233、CCUG 60138、AUH 646。
上述耐药 CPE 菌株对厄他培南单药耐受,大部分对磷霉素耐药,但对替加环素和氨基糖苷类药物较为敏感。其中,AUH646 耐受美罗培南、多粘菌素、磷霉素,但对特定的氨基糖苷类药物敏感。AMA 864 对磷霉素、替加环素和所有氨基糖苷类药物敏感。所有菌株对替加环素敏感,而 CCUG 60138 对替加环素中敏。
有效药物组合:美罗培南联合厄他培南,以及美罗培南联合多粘菌素和利福平
基于 5 株具有较高耐药性和表达不同产碳青霉烯酶的菌株,课题组研究了 7 种包含美罗培南的不同药物组合的抑制效率,数据见表 3。
美罗培南和厄他培南联用策略可以有效抑制 5 个耐药 CPE 菌株中的 4 个。AUH646 对厄他培南或美罗培南单独使用均表现耐药,但对 0.25 mg / L 厄来培南和 6.8 mg / L 美罗培南两药联用表现出药物敏感性,如图 1 所示。美罗培南和厄他培南两药联合的敏感性最好,这一结果也契合了双碳青霉烯假说,即厄他培南可能会作为一个牺牲剂的被优先水解,从而保护其他碳青霉烯类抗生素的活性。
对于 AUH646, 美罗培南和亚胺培南两药联用、美罗培南和氨基糖苷类两药联用、美罗培南和磷霉素两药联用均表现为协同作用;而美罗培南和庆大霉素两药联用则表现为加和作用。对于肠杆菌 NFM105 菌株,美罗培南和亚胺培南两药联用、美罗培南和磷霉素两药联用均表现为加和作用。
图1 双碳青霉烯组合厄他培南和美罗培南及单个碳青霉烯类药物对产NDM1肺炎克雷伯菌AUH646的体外作用
包含美罗培南的三药联用抑菌效果的检测结果见图 2。数据显示,美罗培南联合多粘菌素和利福平的组合的协同抗菌作用最优。其中,AUH646 菌株对所有三药联合测试组表现出敏感性。而 CCUG 56233 菌株则对包含利福平的三药联合测试组表现出敏感性。值得注意的是,多粘菌素单药抗 CCUG 56233 菌株的计量须>4 mg/L(见表 1),但美罗培南联合利福平和粘菌素的三重药物组合中,多粘菌素的有效计量降至 1 mg/L。
图2 美罗培南-粘菌素-利福平三重组合物以及其分别对产KPC肺炎克雷伯菌CCUG 56233的体外作用(平均值)
启示
本研究针对日益严重的 CPE 耐药菌株的用药方案进行了有益的尝试和探索,研究人员因此提出多药联用抗菌的用药方案,并发现特定的药物组合有利于控制体外环境中 CPE 耐药菌株的增殖,为临床治疗中应用多种抗生素联合抗感染提供了直接实验证据和数据支持。体外药敏实验发现,美罗培南联合厄他培南的二重用药方案,以及美罗培南联合多粘菌素和利福平的三重用药方案针对 CPE 耐药有显著效用。本文研究者提到,仅仅基于碳青霉烯酶类型数据来预测药物协同作用是远远不够的,应针对每种 CPE 的耐药特性进行体外药敏评估试验,以获得药物协同作用的直接证据,便于抗菌药治疗方法能够进一步转化为临床抗感染用药方案。
文章编译于 Fredborg M, Sondergaard TE, Wang M. Synergistic activities of meropenem double and triple combinations against carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. Diagn Microbiol Infect Dis. 2017. 88(4): 355-360.
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