革兰阴性细菌耐药性及其检测.ppt

青霉素的发现获得了1945年 诺贝尔生理学和医学奖,弗莱明 Sir Alexander Fleming 英国 伦敦大学 1881年-1955年,弗洛里 Sir Howard Walter Florey 英国 牛津大学 1898年-1968年,钱恩 Ernst Boris Chain 英国 牛津大学 1906年-1979年,弗莱明的预言,“The time may come when penicillin can be bought by anyone in the shops. Then there is the danger that the ignorant man may easily under-dose himself and by exposing his microbes to non-lethal quantities of the drug make them resistant.“,Kumar A et al. Chest 2009;136:1237-48.,Inappropriate initial antimicrobial in about 20% of patients,OR, 9.45; P0.0001,The decrease in survival with inappropriate initial therapy ranged from 2.3-fold for pneumococcal infection to 17.6-fold with primary bacteremia,伴或不伴耐药菌感染(ARI)患者的死亡率预测,Roberts RR et al. Clin Infect Dis 2009; 49:117584.,伴ARI,预测的死亡率,不伴ARI,(APACHE III),Multidrug Resistant (MDR): Not susceptible to : At least ONE agent in THREE or MORE categories (major differences in clinical impact for different situations!) Extensively drug-resistant (XDR): Not susceptible to : At least ONE agent in ALL but ONE or TWO categories Pandrug resistant (PDR): Not susceptible to : ALL agents in ALL categories,什么是MDR？ MULTIRESISTANCE: DEFINITIONS,Enterococcus faecium Staphylococcus aureus Klebsiella pneumoniae Acinetobacter baumanni Pseudomonas aeruginosa Enterobacter spp.,IDSA Report. Clin Infect Dis 2009;48 :1-12.,Enterococcus faecium Staphylococcus aureus Clostridium difficile Acinetobacter baumanni Pseudomonas aeruginosa Enterobacteriaceae,AmpC-type -lactamases,Extended-spectrum -lactamases (ESBLs),Carbapenemases,Penicillinases,Broad-spectrum -lactamases,S. aureus, H. influenzae, N. gonorrhoeae M. catarrhalis, V. cholerae, Enterobacteriaceae P. aeruginosa, Acinetobacter,Enterobacteriaceae P. aeruginosa Acinetobacter,b-lactamase-mediated Resistance: Evolution in the Clinical Setting,Courtesy of Gian Maria Rossolini,肠杆菌科细菌的耐药性,产ESBLs大肠埃希菌、克雷伯菌属(肺炎克雷伯菌+产酸克雷伯菌)和奇异变形杆菌中的检出率分别为56.2% 、43.6%和16.9%；以及出现质粒介导的AmpC酶 大肠埃希菌中对氟喹诺酮类耐药率已达60% 已出现对碳青霉烯类耐药的肠杆菌科细菌 产ESBL大肠埃希菌对IMP和MEM耐药率均为0.3% 产ESBL肺炎克雷伯菌对IMP和MEM耐药率均为1.5% 产ESBL奇异变形杆菌对IMP耐药率分别为1.2% 其他肠杆菌科细菌对IMP和MEM的耐药率约1%5% KPC、ESBL和/或AmpC酶合并膜孔蛋白的表达异常 肠杆菌科的某些种中已出现泛耐药菌,一、大肠埃希菌和克雷伯菌属 的主要耐药机制,产生超广谱内酰胺酶（ESBL）。 一旦产生ESBL，即对所有的青霉素类、头孢菌素类和氨曲南耐药， 但对碳青霉稀类、内酰胺/酶抑制剂复合类抗菌药物和头霉烯类敏感。,-内酰胺酶分类,-内酰胺酶的结构,丝氨酸-内酰胺酶,平松啓一編：耐性菌感染症的理論与実際, 1998,-内酰胺酶的分类,金属-内酰胺酶,丝氨酸-内酰胺酶,A组-内酰胺酶 （青霉素酶） ESBLs,B组-内酰胺酶 （碳青霉烯酶）IMP-1,D组-内酰胺酶 （苯唑西林酶）,C组-内酰胺酶 （头孢菌素酶）AmpC,平松啓一編：耐性菌感染症的理論与実際, 1998,重要的内酰胺酶,广谱酶：TEM-1,2， SHV-1 超广谱酶： ESBLs (TEM-3 to TEM-100; SHV-2 to SHV-36; CTX-M type ESBLs) 高产C类头孢菌素酶：AmpC,1.质粒介导的耐药,2.从简单的内酰胺酶突变而来,TEM-1,2； SHV-1 广谱酶，导致大肠埃希菌和克雷白菌对氨苄西林，头孢唑林和哌拉西林耐药 ESBLs 超广谱内酰胺酶，由TEM-1，2 和 SHV-1突变而来，使其耐药谱扩展到高级头孢菌素和氨曲南。,ESBL FAMILIES (%) IN E. coli,CTX-M-15 / 3,CTX-M-9 / 14,CTX-M-9 / 14,CTX-M-15 / 3,CTX-M-15 / 3,CTX-M-2,CTX-M-2 Israel,CTX-M-15 / 3,CTX-M came late CTX-M-15 now spreading,Hawkey 64 (Suppl 1):i3,CTX-M Extended-spectrum b-lactamases Worldwide,5 separate addiction systems,Woodford N, et al. AAC 2009; 53:4472,3. ESBL=MDR The CTX-M-encoding Plasmid,ESBL (+) Detection Rate,ESBL: Extended-spectrum beta-lactamase.,4. 产ESBLs肠杆菌的检出率居高不下,检出率(%),2005年，我国大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌产ESBLs菌株的检出率分别为38.9%和39.1%，至2010年，其检出率分别上升至56.2%和43.6%,1.汪复, 等. 中国感染与化疗杂志. 2006;6(5):289-295. 2.汪复, 等. 中国感染与化疗杂志. 2008;8(1):1-9. 3.汪复, 等. 中国感染与化疗杂志. 2008;8(5):325-333. 4.汪复, 等. 中国感染与化疗杂志. 2009;9(5):321-329. 5.汪复, 等. 中国感染与化疗杂志. 2010;10(5):325-334. 6.朱德妹, 等. 中国感染与化疗杂志. 2011;11(5):321-329.,Prevalence of ESBL in SE Asia,Huang C, et al. Int J Antimicrob Agents 2012;40 (suppl 1):S4,11860 Escherichia Coli Resistance Rate,Imipenem/meropenem resistant rate increases Piperacillin, fluoroquinolones, gentamicin and cefotaxime - high resistance rates (50% and above) Penicillium carbon vinyl, two kinds of enzyme inhibitor compound, fosfomycin, and amikacin with low resistance rate,6981 Klebsiella Resistance Rate,Imipenem/meropenem resistant rate increases,主要的超广谱-内酰胺酶迄今已经超过200种 网址:http：//studies/webt.htm,5. ESBLs的检测方法,1）纸片扩散试验 协同试验 CLSI筛选试验、确认试验 2）MIC试验 CLSI筛选试验、确认试验 3）E试验 4）自动仪器 5）分子试验,ESBLs确证试验,E test for ESBL Detection,chromID ESBL 筛选产超广谱-内酰胺酶肠杆菌,For confirmed ESBL-producers, report as “R”.,Penicillins Cephalosporins I, II, III, IV Oral cephalosporins Monobactams,49,二、AmpC酶与肠杆菌属,对肠杆菌属而言，较为敏感的抗菌药物仅有碳青霉稀类和头孢吡肟。 此类细菌（包括肠杆菌属、枸橼酸杆菌属、沙雷菌属和普通变形杆菌等）的耐药机制主要是产生染色体介导的AmpC内酰胺酶，往往在抗菌药物（特别是第三代头孢菌素）治疗过程中产生诱导型耐药，或选择出多重耐药的突变菌株，导致抗感染治疗失败。 对此类细菌必须限制使用第三代头孢菌素。AmpC酶对酶抑制剂和头霉素也不敏感,AmpC -lactamases,与ESBLs 在结构上不同 能水解第三代头孢菌素 能水解头霉素类 (如, 头孢西丁, 头孢替坦, 头孢美唑),哪些细菌产生?,肠杆菌属 Enterobacter 沙雷氏菌属 Serratia 弗劳地枸橼酸杆菌 Citrobacter freundii 普鲁威登属 Providencia 绿脓杆菌 Pseudomonas aeruginosa 摩根氏杆菌 Morganella morganii,AmpC -lactamases,少量抗菌药物就可以导致高产AmpC酶， 某些抗菌药物如亚胺培南、克拉维酸可以诱导产AmpC酶， 停止用药，诱导作用也就消失。,1.诱导酶,2.稳定去阻遏,所有细菌都有突变的能力 一些肠杆菌属突变为高产AmpC而对头孢他啶耐药 如果用头孢他啶，则耐头孢他啶的肠杆菌属将成为主要流行菌,3GC,3.选择耐药,注意质粒介导的AmpC酶,部分大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌初筛试验疑似产ESBL，但确认试验阴性（酶抑制剂不能抑制） 对头霉素耐药，头孢吡肟敏感 主要产生质粒介导的AmpC酶。 对碳青霉烯敏感,三、肠杆菌科折点的改变,头孢噻肟,头孢曲松,头孢唑肟,头孢他啶,氨曲南,头孢唑啉,肠杆菌科细菌折点的改变,头孢呋辛 （肠外）,头孢吡肟,头孢替坦,头孢西丁,肠杆菌科细菌折点未改变的抗生素,肠杆菌科修订折点（纸片扩散法 mm ）,CLSI M100-S20. Table 2A.,用新折点就要用 ESBL 测试新规则,CLSI-2010-M100-S20-U Enterobacteriaceae-Cephalosproins,四、碳青酶烯水解酶,能够水解碳青霉烯类抗菌药物-内酰胺酶有3类： A类获得性碳青霉烯水解酶（2f群） OXA 23-27 金属酶,各种碳青霉烯水解酶的水解谱和抑制谱,1、肺炎克雷伯菌产生的碳青霉烯酶KPC （Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase） 2001年在美国北卡罗来纳州首次报道 属于A类2f组丝氨酸碳青霉烯酶-内酰胺酶 水解包括碳青霉烯类抗生素在内的所有-内酰胺类抗生素,但对头孢他啶和头孢西丁相对较弱 酶抑制剂如克拉维酸有部分抑制作用 编码基因位于质粒上,产KPC酶菌株的耐药性,单产KPC酶菌株表现只是对碳青霉烯类抗生素低度耐药，合并膜孔蛋白缺失，高度耐药 可与其它质粒介导的耐药基因同时存在，如qnr、OXA、ESBLs、AmpC、氨基糖苷甲基化酶基因等，可形成所有常规抗菌药物耐药（PDR）。,43株产KPC-2菌株抗菌药物敏感性,Enterobacteriaceae carbapenem的新折点 (MIC g/ml),进行耐药机制的初筛试验 (MIC升高至接近“敏感”折点为 “可疑”),进行耐药机制的筛选和确证试验,若检测到耐药机制需更改药敏报告,发现-内酰胺类耐药 (怀疑产ESBL或碳青霉烯酶),旧的药敏报告模式,ESBL,MHT,Courtesy of Dr. Jean Patel CDC,新的药敏报告模式,进行药敏试验并且使用 新的“降低的”折点,以治疗为目的直接报告药敏结果,以感染控制和流行病学研究为目的进行特殊耐药机制检测，即使阳性 不更改“敏感”结果,分离出肠杆菌科菌,Courtesy of Dr. Jean Patel CDC,2、NDM-1 The Lancet Infectious Diseases, Early Online Publication, 11 August 2010 doi:10.1016/S1473-3099(10)70143-2,Emergence of a new antibiotic resistance mechanism in India, Pakistan, and the UK: a molecular, biological, and epidemiological study,NDM-1的特点,大肠、肺克等肠杆菌科细菌产生，能引起社区感染， 泛耐药，仅对替加环素和粘菌素敏感 起源于印度，正从南亚向英国、欧洲传播，有全球蔓延之势，是一个重大公共卫生事件,针对G-产酶的对策,1、检测和报告ESBLs 2、降低折点，改变报告方式 3、按照PK/PD原则给药 4、使用对酶稳定的抗菌药物 5、老药新用：头孢他啶、多粘菌素、磷霉素 6、联合用药 7、研发新药,头孢菌素+酶抑制剂,增加对酶的稳定性 增加抗菌谱： 增加对铜绿、不动的活性 增加抗厌氧菌活性,五、针对肠杆菌科细菌产酶菌株的治疗推荐,产ESBL 菌株的治疗,碳青霉烯类: 治疗成功率高 头霉烯类 加酶抑制剂复方 头孢菌素: 体外药敏和治疗反应不一致 TmpCo，氨基糖苷类和氟喹喏酮类的报道少,Wong-Beringer A. Pharmacotherapy. 2001;21:583-592.,Treatment options for ESBL-producing pathogens,Current FDA-approved treatment options for the ESBL-producing organisms include carbapenems (imipenemcilastatin,meropenem, ertapenem), cefepime, aminoglycosides, Fluoroquinolones， Despite being susceptible in vitro, -lactam-lactamase inhibitor combinations do not have FDA approval for treating caused by ESBL-harboring pathogens. Carbapenems are generally considered to be the most reliable agents,产AmpC酶菌株的治疗,碳青霉烯类 第四代头孢菌素 非-内酰胺类药物（AMK和LEV）,产KPC酶菌株的治疗,产KPC菌株体外药敏试验可对所有常用抗菌药物耐药，但对替加环素、多粘菌素B和多粘菌素E敏感率较高，在国外已用于治疗 2008年SENTRY 监测项目发现73株产KPC酶肠杆菌科细菌对替加环素敏感率为100% 但Daly等报道一例用替加环素治疗失败，由产KPC酶肺炎克雷伯菌形成的脓肿，从刚分离时体外MIC值0.5ug/ml，到治疗过程中升到2ug/ml 因为尿液中浓度低，替加环素不推荐用于治疗尿道感染。,产NDM-1酶菌株的治疗?,替加环素 粘菌素 合理使用抗菌药物，加强消毒、隔离等院感控制措施刻不容缓！,Treatment options for MBL-producing pathogens,Depending on the susceptibility pattern of the organism, fluoroquinolones, tetracyclines (including tigecycline), aminoglycosides, Aztreonam, colistin (polymyxin E) At the present time, there is a lack of effective inhibitors for MBLs or nonhydrolyzable -lactams such as new-generation carbapenems. At present, colistin is the preferred agent for the empirical treatment of MBL-producing pathogens. It is no longer felt to be as nephrotoxic or neurotoxic as was once thought. Moreover, it seems to be more effective in treating pneumonia than BSIs.,常见细菌感染的抗菌药物推荐意见,青霉素 链球菌 阿莫西林钠-克拉维酸钾 肺炎链球菌 头孢西丁、头孢米诺 ESBL，厌氧菌 头孢匹肟 AmpC，阴沟 碳青霉烯 重症GNB，厌氧菌 头孢他啶、环丙沙星 铜绿 哌酮-舒巴坦、米诺环素 不动 磷霉素、万古霉素 葡萄球菌 利奈唑胺 耐药GPC 呋喃妥因 泌尿道感染,二、Non-fermentans Resistance,6723 Acinetobacter (Acinetobacter Baumannii 88.6%) Resistance Rate,Low resistance rate to polymyxin Imipenem/meropenem resistance rate 60%（） Two kinds of sulbactam resistance rate（40%-60%） Most antimicrobial resistance rates 60%,Resistance Rate of Acinetobacter to Imipenem and Meropenem,Resistance rate to hydrocarbon antimicrobial 50%,美国CAPITAL 2010报告： MDR不动杆菌,收集了来自65个中心的514株不动杆菌。 研究发现，不动杆菌对药物的敏感率都较低，哌拉西林/他唑巴坦39%，左氧氟沙星41% ，头孢他啶45%，多利培南47% ，美罗培南49% ，亚胺培南51% ，妥布霉素58% 。仅多粘菌素的敏感菌较高，为95% 。 54% 的菌株为MDR菌株，MDR菌株中40%耐亚胺培南、左氧氟沙星、头孢他啶、妥布霉素和哌拉西林/他唑巴坦耐药。 MDR菌株最常见于老年患者（65%），下呼吸道标本（62%），和来自ICU住院患者的标本（52-54%）。,CRAB（日本）,收集了来自日本全国305株非重复不动杆菌菌株 其中36株（11.8%）对亚胺培南耐药。 CRAB中34株（94.1%）携带OXA-51-like基因，1株（2.8%）携带OXA-23-like碳青霉烯酶基因。34株携带OXA-51-like基因族的CRAB中，28株 （82.4%）为blaOXA-66，5 株（14.7%）为blaOXA-80 ，1株（2.9%）为blaOXA-83。 CRAB菌株产生的碳青霉烯酶以OXA-51族为主。,CRAB（拉脱维亚）,2008年报道首例碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)， 研究分析了2008-2009年分离的35株CRAB，来自血液（32例）和脑脊液（3例）。 PFGE提示，其中34株CRAB基因图谱的同源性大于80%，提示存在全国范围的传播。 所有菌株均携带blaOXA-51-like 和 blaOXA-23-like 基因（碳青霉烯酶）。 其中24株CRAB表现出对所有氨基糖苷类的高水平耐药（靶位改变），16sRNA甲基化酶armA阳性。17株检出I类插入子，携带aacA4-catB8-aadA1 基因盒。,CRAB对碳青霉烯类抗生素耐药的机制包括外膜孔蛋白的丢失，外排泵的激活、青霉素结合蛋白的改变，而最重要的是碳青霉烯酶的产生 D类-内酰胺酶是鲍曼不动杆菌最重要的碳青霉烯酶，在鲍曼不动杆菌中报道的主要是OXA-23、OXA-24、 OXA-51、 OXA-58等 OXA-51组基因是鲍曼不动杆菌染色体天然携带的基因,CRAB对碳青霉烯类耐药的最重要机制是产生碳青霉烯酶,周华等.亚胺培南耐药鲍曼不动杆菌碳青霉烯酶和16SrRNA甲基化酶研究.中华流行病学杂志.2009,30(3):269-272. 宋晓萍等.亚胺培南耐药鲍曼不动杆菌碳青霉烯酶基因型研究.国际检验医学杂志,2012；33(10):1191-1192.,鲍曼不动杆菌菌株,鲍曼不动杆菌菌株（n=65） 对亚胺培南耐药菌株（n=24） 检出OXA-23基因（n=21,87.5%）,对亚胺培南耐药菌株,OXA-23基因,未检测出OXA-24、OXA-58基因,我国CRAB流行株中，携带blaOXA型 碳青霉烯酶基因的比例高,周华等.亚胺培南耐药鲍曼不动杆菌碳青霉烯酶和16SrRNA甲基化酶研究.中华流行病学杂志.2009,30(3):269-272. Zhou H, et al.J Clin Microbiol. 2007 Dec;45(12):4054-7.,对国内6省市分离的亚胺培南耐药鲍曼不动杆菌342株，应用PCR及克隆测序分析碳青霉烯酶基因,碳青霉烯基因检测,百分比(%),322株亚胺培南耐药鲍曼不动杆菌检测到blaOXA-23型碳青霉烯酶基因，该酶是介导我国鲍曼不动杆菌对亚胺培南耐药最主要的基因型,所有342株菌株菌检测到blaOXA-51组基因，证实该基因为鲍曼不动杆菌天然携带，可以作为鲍曼不动杆菌