细菌耐药性与抗生素治疗

细菌耐药性与抗生素治疗

抗生素是目前临床使用最广泛、最重要的抗感染药物，在控制人类感染方面发挥着重要作用，解决了许多动物生产中的问题。但是目前不合理使用,即无指征滥用抗生素导致多重耐药性(MDR)的产生与细菌内毒素(Lps)的释放及兽药的残留,不仅直接影响着动物产品的安全与卫生、畜牧业的生产与经济效益,而且极大的威胁着人类的身体健康与生存环境。细菌耐药性的现状及对策细菌耐药性的现状细菌耐药性又称抗药性,一般是指细菌与药物多次接触后,对药物的敏感性下降甚至消失,致使药物对耐药菌的疗效降低或无效。尤其目前人医和兽医临床上又出现了超耐药、多重耐药性病原菌,危害更加严重,几乎到了无药可用的地步。因此,我们有必要从以下几个方面了解细菌耐药性的现状。细菌耐药性的产生与传播快而广随着抗生素在养殖业生产中的广泛使用与种类的不断增加,细菌产生耐药性的速度不断加快。青霉素从1939年起大批量生产,1943年就有耐药菌的出现;1984年诺氟沙星上市不久,美国、法国、德国、日本、韩国、荷兰等科研人员就相继报道了耐诺氟沙星类药物大肠杆菌的出现。耐药菌出现后,很快在不同地域、同种与异种细菌之间进行传递,使未曾使用过该种药物的个体或地区出现耐药菌株且耐药率呈现逐年上升的趋势。例如,法国报道,1984年~1993年间肺炎克雷伯菌对培复沙星的耐药率由7.5%上升到44.4%;德国NorbertLehn等报道,临床分离的大肠杆菌对氟硅诺酮的耐药率在1992年~1993年大于1%,1994年达到2.4%。江苏省无锡市某医院在治疗感染人群时发现,对普通青霉素的耐药性高达80%,对先锋一代头孢唑啉的耐药性高达43%。中山医大附属医院调查发现,1993年~1995年大肠杆菌对氧氟沙星的耐药率由27.4%上升到44.5%。华西医大调查发现,1993年~1994年分离的革兰氏阴性杆菌(GNR)对氧氟沙星的耐药率为92.68%。解放军军需大学雷连成等1999年检测,吉林省鸡源、猪源性大肠杆菌对四环素、红霉素、氨卞青霉素的耐药率为75%~96.87%。细菌耐药谱广且强度高随着药物种类的增加,耐药菌的耐药谱也越来越广。雷连成等1996年对吉林省鸡源、猪源性大肠杆菌的监测显示,146株大肠杆菌耐药谱较广,对所试8种抗生素,最少的耐药15种,平均达7种。对新霉素、氯霉素、四环素、强力霉素、氨卞青霉素、利福平、麦迪霉素、吡哌酸的耐药率高达50%,最高达98%。病原菌的耐药强度也越来越强,耐药菌对大多数硅诺酮类药物的最低抑菌浓度(MIC)值高出敏感菌的4倍~8倍,大部分耐药菌株的MIC值高于敏感菌的25倍以上,最高可达1000倍。如氧氟沙星对多数敏感型大肠杆菌的MIC值为0.2mg/L,而西班牙研究人员测定的9株对氧氟沙星耐药的大肠杆菌MIC:6株为16mg/L,8株为32mg/L,4株为32mg/L,3株为64mg/L,2株为128mg/L。雷连成等在动物源性大肠杆菌耐药性监测中分离到MIC为256ug/mL鸡致病性大肠杆菌菌株。抗药性除细菌存在日益严重的耐药性以外,还有霉形体、病毒、真菌、癌细胞的抗药性也越来越普遍。如美国专家在世界第41届抗微生物药物与化疗药学会会议上报告,所测定的1600多例HIV感染病血浆标本显示,有78%~87%的病历对常用HIV治疗药物产生耐药性。路透社(2000年)报道WHO的观点:假如人们继续随着药物种类的增加,耐药菌的耐药谱也越来越广。对一切产生抵抗的“超级细菌”,将把人类带回到旧时代,一些小小的感染也会使人丧命。所以,为了防止耐药菌株的产生和恶化,应该采取以下措施。遏止人为因素产生耐药性的对策合理使用抗生素(1)使用抗生素时严格掌握适应症,不滥用抗生素。凡属不一定要用的尽量不用,单一抗生素有效的就不采用联合用药;(2)严格掌握用药指征,剂量要够,疗程要恰当;(3)尽可能避免局部用药,并杜绝不必要的预防与添加剂使用;(4)病因不明者,不要轻易使用抗生素;(5)发现耐药菌株感染应改用对病原菌敏感的药物或采取联合用药;(6)尽量减少长期用药。进行耐药性检测(1)对病原体进行耐药性检测。耐药性检测目的是找到耐药菌的耐药基因,而根据这些耐药基因设计新型抗生素或将耐药菌分成不同的亚型,针对不同的亚型在临床上使用相应的抗生素,达到改善治疗目的。国外采用基因芯片技术,检测耐药基因的改变,即检测耐药基因。如MichaelWilson曾使用此方法检测到肺结核杆菌中脂肪酸合成酶ll、fbpC、efea、FADe23、fadE24和ahpC基因发生改变与耐药性有关。(2)对病人或动物进行耐药性测定,确定给病人或动物用哪些药可能有效、无效,非常重要。(3)对有关人员定期新知识培训。(4)规范开展术期预防使用抗生素。(5)重视病原学检验和药敏试验。(6)加强临床药学指导试验。抗生素治疗导致细菌内毒素的释放及对策抗生素治疗导致细菌内毒素的释放随着抗生素在养殖业生产中使用时间的延长,MDR问题越来越重,同时也受到有关人员的关注,它提示我们要合理使用抗生素。但是即使合理使用抗生素,由革兰氏阴性细菌(GNR)引起的感染仍是目前临床上主要的并发症和死亡原因之一。其中抗生素治疗中导致GNR释放Lps以及由此引起的严重损害是一个主要原因。Lps释放与炎症反应早在一个世纪前,Jarish和Herxheimer就发现梅毒患者用汞剂治疗后可出现发热等症状加剧的反应,称为雅—赫二氏反应(Jarish-Herxheimerraction)。自五十年代以来,在抗生素治疗的患者中,因(GNR)裂解释放出大量Lps造成临床症状恶化的证据,先后在布鲁氏菌、脑膜炎双球菌和GNR肠脓毒症的患者中得到证实。自那以后,大量的实验证实,抗生素治疗中可以引起GNR的Lps释放,作用于单核巨噬细胞介导多种炎症因子释放,如:TNF-α、白细胞介素(IL)-1、IL-6、IL-8、前列腺素、凝血素、干扰素、血小板基激活因子等。这些因子适量时可激活免疫系统,产生杀灭微生物的有益作用。过量时可引起肌体严重病理反应,表现为发热、低血压、心动过速、休克、MOF及死亡。不同种类抗生素影响GNR释放Lps的特点抑制蛋白质合成类抗生素与Lps释放氨基糖甙类、氯霉素类和喹诺酮类抗生素能够抑制细菌蛋白质的合成,导致生长停止、增殖减慢而死亡。因而这类抗生素在多数实验中显示了释放Lps缓慢,释放量较其它种类抗生素低的特性。环丙沙星由于能引起细菌丝状改变,仍可导致Lps的大量释放。庆大霉素和环丙沙星可引起Lps释放。氯霉素引起的脑膜炎双球菌释放Lps。干扰细胞膜通透性类抗生素与Lps释放多粘菌素B等多肽类抗生素由肽键连接的环状高分子化合物组成,结构中有游离的-NH2和-COOH。带正电的-NH2与GNR胞膜中磷脂上带负电的PO4-3结合,改变了细胞膜的通透性,使菌体内的氨基酸、核酸、K+等成分外漏而死亡。Lps中的类脂A也含有PO4-3,故认为多肽类抗生素具有中和Lps的能力。仅引起低而缓和的LPS释放。细菌释放出的LPS激活单核巨噬细胞释放TNF-α,这一作用可被多粘菌素B抑制。表明多粘菌素B能够中和及减少Gˉ细菌释放Lps,因而阻断了由其引起的TNF-α释放。最近发现氨基糖甙类也能结合Lps,但作用明显不如多粘菌素B。青霉素结合蛋白与LPS释放传统理论认为,β—内酰胺类抗生素的主要杀菌机制是抑制细菌细胞壁的合成。因为这类抗生素都含有一个β—内酰胺环,与细菌N-乙酰胞壁酸五肽的最后二肽,即D-丙氨酰酸相似,能竞争结合转肽酶,形成青霉噻唑酶,使其失活,转肽过程中止,使细菌细胞渗透压增高裂解而死亡。青霉素结合蛋白(PBPs)是细菌胞浆膜上的一种微小蛋白质,各种细菌PBPs谱不同,约3种~10种,主要有6种,按分子量由大到小排序为:PBP1、PBP2、PBP3、PBP4、PBP5、PBP6。PBP1~3与肽多糖转肽酶和葡萄糖转移酶活性有关;PBP4~6与羧肽酶活性有关。现已明确,PBPs实际上是有关粘肽合成的一类催化酶—青霉素敏感酶,每一种PBPs与β—内酰胺抗生素作用的详细机制仍不清楚。目前比较重视的是PBP1~3。因为PBP1与细胞快速裂解有关;PBP2和PBP3与细菌形态改变有关,这些都与LPS释放有关。不同的抗生素对不同的PBPs的亲和力不同,同种抗生素在不同的浓度下对PBPs的结合类型也不同。如:伊米配能在1倍~2倍MIC时,优先与PBP2结合,使细菌成为渗透压稳定的大球形细胞,没有裂解;浓度大于5倍MIC时,与PBP1亲和力增加,导致迅速裂解。头孢他啶在低浓度时优先与PBP3结合,使细菌变成丝状;高浓度时也与PBP1结合,使细菌迅速裂解。初步认为其作用机理是,PBP1能控制细菌生长和菌体增大,是细菌生长的重要蛋白,主要功能为维持细胞形态,与抗生素结合可致细菌迅速裂解。PBP3能使细菌分裂停止,但不影响生长,故使细菌变成细长的丝状,其长度可达原体积的30倍。PBP2的作用机理尚不清楚,可能与维持细胞有关。在一项以头孢他啶(与PBP3结合)和伊米配能(与PBP2结合)的体外实验表明,头孢他啶引起的LPS释放量大于伊米配能10倍。对于这种现象,目前认为与PBP3的结合使细菌发生丝状变,生长没有停止,随着菌体的伸长LPS含量也不断增加,当PBP1受抑止致细菌裂解时,便释放出大量的LPS,其量明显高于与PBP2结合的伊米配能引起的球形变(因生长停止)。兼有上述两种变化的抗生素已在实验室中观察到,如美洛配能在浓度≤MIC时,与PBP3结合,引起丝状变,释放较多LPS,与头孢他啶相似;在浓度>2倍MIC时,与PBP2结合,出现球形变,释放较少LPS,与伊米配能相似。但多数实验表明,美洛配能主要与PBP3结合。同时也证明,伊米配能引起的LPS释放及由此引起的TNF-α、IL-6等介质释放量均低于优先与PBP3结合的抗生素,如:头孢他啶、美洛配能、头孢三嗪等。Lps血症防治对策抗生素的治疗,虽然能有效杀灭入侵的病原体,但随之而来的大量LPS释放给许多严重感染性疾病的救治,造成了极大困难,目前临床上尚缺乏有效地防治办法。尽管近年来已发现了许多新的拮抗剂,但多数仍停留在探索阶段。另外,随着对抗生素作用机制认识的加深,已经发现一些抗生素具有中和或减少LPS释放的能力。免疫治疗(1)单克隆抗体(McAb):这类抗体种类较多,主要为IgM和IgG两种,分别针对O-特异链、核心多糖和类脂A发挥作用。如:HA-1A、E5、McAb5B10、McAb8G9、McAb1B6、McAb3D10等。E5(抗类脂AIgM抗体)临床应用显示了良好效果,能降低LPS和TNF-α,提高生存率。但对细胞结合型LPS无效。但McAb1B6(Ig2A)能结合深部的类脂A。这些抗体通过中和LPS、促进单核细胞吞噬LPS及内在化作用发挥了良好的抗LPS作用。但这些抗体只能早期应用,过晚由于TNF-α已被激活释放,因而不能改善LPS引起的炎症反应。(2)联合免疫:由于单克隆抗体仅针对LPS,不能对已产生的细胞因子起作用。因而采用多种McAb联合应用,比单一McAb更有效。Cross等进行了由O-特异链McAb、J5多克隆抗血清和抗TNF-αMcAb组成的三联免疫动物实验。在没有用抗生素的情况下,单用任何一种制剂的生存率为25%~43%;任何2种制剂联合应用的生存率为50%~60%;3种制剂联合应用的生存率为77%。重组LPS中和蛋白重组LPS中和蛋白(recombinantendotoxinneutralizingprotein,rENP)以鲎制取,对各种细菌的LPS均有高度亲和力。动物实验表明rENP能够显著降低抗生素治疗中的LPS和Gˉ细菌脓毒症的病死率,其疗效明显高于HA-1A。LPS拮抗剂E5531为无毒性的红杆菌属外膜中的类脂A成分,已由实验室合成。E5531能竞争结合LPS受体,抑制LPS介导的细胞毒作用。动物实验表明,E5531与抗生素联合使用,能明显降低LPS的致死率。粒细胞抗菌蛋白从多形核白细胞的嗜天青颗粒中,已分离出3种抗菌蛋白质:(1)杀菌性通透性增加蛋白(BPI);(2)抗菌15Ku蛋白(P15s);(3)中性白细胞肽(NPs)。BPI分子量55000U,具有强大的杀菌、中和LPS和抑止TNF-α分泌的能力。P15s和NPs也具有一定的杀菌、中和LPS的能力,但对长链LPS无作用。具有中和、减少LPS释放类抗生素(1)多粘菌素B:由于其独特的化学结构,人们已发现多粘菌素B具有中和LPS的能力。许多实验已证明,该药单独或与其它抗生素联合应用,均能减少LPS的释放。但由于该药抗菌谱窄,有严重肾毒性副作用,因而限制了该药的应用范围。为此,人们已将多粘菌素B制成了复合制剂,如:多粘菌素B—右旋糖酐70、多粘菌素B-IgG等。该类复合制剂降低了肾毒性,仍保留了杀菌力和中和LPS的能力。(2)新型β—内酰胺类抗生素许多体内外实验已经证实,凡与PBP2亲和力强的β—内酰胺类抗生素仅导致较低的LPS释放。已发现的这类抗生素有伊米配能、克拉维酸、氮卓脒青霉素、头孢诺米、头孢吡肟等。目前证明效果最好的是伊米配能。一项临床对照实验表明,LPS毒血症患者,经治疗4小时后,伊米配能(与PBP2结合)组的3例患者LPS水平已降低;头孢他啶(与PBP3结合)组的4例患者LPS水平没有降低,其中2例患者的LPS水平增加了。正在开发的新一代碳青霉烯类抗生素L-627(biapenem),不需与脱氢肽酶Ⅰ抑制剂联用,杀菌作用更强,副作用更轻,尤其对大肠杆菌PBP2、PBP4,绿脓杆菌PBP1a、PBP2、PBP4显示出强的亲和性。其特性明显优于第一代的伊米配能。而另2种已上市的碳青霉烯类抗生素美洛配能和帕尼配能(penipenem),主要与PBP3结合,无降低LPS的作用。选用优先与PBP2结合的抗生素,既能杀菌,又能减少LPS的释放,可以提高严重感染性疾病的救治水平。抗生素的残留危害