抗感染治疗面临的新挑战——细菌生物被膜

1细菌耐药细菌耐药————挑战与对策挑战与对策华中科技大学同济医学院附属同济医院感染科田德英TONGJIMEDICALCOLLEGETONGJIMEDICALCOLLEGEHUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGYHUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY2•概述概述•细菌耐药机制•治疗对策3抗生素抗生素----2020世纪人类最伟大的发明之一世纪人类最伟大的发明之一40年代纯化获得青霉素60年代研制成第一代头孢菌素各种类型抗生素广泛应用于临床发现越来越多的针对各种抗生素的耐药菌60年代分离出第一例ß-内酰胺酶几十年来抗生素的几十年来抗生素的进一步开发进一步开发新的抗菌药物不新的抗菌药物不断研制开发断研制开发细菌优胜劣汰，耐药细菌优胜劣汰，耐药菌队伍不断壮大菌队伍不断壮大4产ESBLs、Amp-C的细菌数量种类在上升产产ESBLsESBLs、、AmpAmp--CC的细菌数量种类在上升的细菌数量种类在上升VRE日益增多VRSA出现VREVRE日益增多日益增多VRSAVRSA出现出现艰难梭菌相关性腹泻(CDAD)发生率和死亡率日益增加艰难梭菌相关性腹泻艰难梭菌相关性腹泻(CDAD)(CDAD)发生率和死亡率日益增加发生率和死亡率日益增加革兰阳性菌：z耐万古霉素肠球菌(VRE)z耐甲氧西林金葡菌(MRSA)z耐万古霉素金葡菌（VRSA）z艰难梭菌(CD)z耐青霉素和多重耐药的肺炎链球菌(PRSP)革兰阳性菌：革兰阳性菌：zz耐万古霉素肠球菌耐万古霉素肠球菌(VRE)(VRE)zz耐甲氧西林金葡菌耐甲氧西林金葡菌(MRSA)(MRSA)zz耐万古霉素金葡菌（耐万古霉素金葡菌（VRSAVRSA））zz艰难梭菌艰难梭菌(CD)(CD)zz耐青霉素和多重耐药的肺炎链球耐青霉素和多重耐药的肺炎链球菌菌(PRSP)(PRSP)革兰阴性菌革兰阴性菌::zz超广谱超广谱ββ--内酰胺酶内酰胺酶((ESBLsESBLs))zzII型酶型酶((AmpCAmpC))zz多重耐药的非发酵菌多重耐药的非发酵菌¾¾肺炎克雷伯氏菌肺炎克雷伯氏菌¾¾大肠埃希氏菌大肠埃希氏菌¾¾阴沟肠杆菌阴沟肠杆菌¾¾产气肠杆菌产气肠杆菌¾¾弗劳地枸橼酸杆菌弗劳地枸橼酸杆菌¾¾铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌¾¾鲍曼不动杆菌鲍曼不动杆菌¾¾嗜麦芽窄食单胞菌嗜麦芽窄食单胞菌细菌耐药细菌耐药——全球性难题全球性难题5中国CHINET细菌耐药性监测结果（2005）分离株数：分离株数：22774G22774G++33.1%G33.1%G--66.9%66.9%大肠埃希菌产ESBLs检出率为38.9％（20％～57％）肺炎克雷伯菌产ESBLs检出率为39.1％（13％～70％）MRSA检出率为69％（52％～93％）MRCNS检出率为82％（74％～95％）PNSS检出率为61％－－中国感染与化疗杂志2006,6(5):28917.3%11.9%11.6%10.1%10.0%9.6%9.1%0.4%大肠埃希菌凝固酶阴性葡萄球菌铜绿假单胞菌肺炎克雷伯菌不动杆菌金葡菌肠球菌肺炎链球菌6湖北地区ESBLs菌株检出率（%）yearE.coliKleibsillaspp.20006.85.9200118.419.6200221.926.1200329.429.6200437.033.5200541.135.5200652.133.9200754.039.07湖北地区MRSA检出率（%）010203040506070199619981999200020012002200320042005200620078•概述•细菌耐药机制细菌耐药机制•治疗对策¾细胞膜通透性改变¾产生各种灭活酶或钝化酶¾泵出机制¾抗生素结合靶位改变¾¾形成生物被膜形成生物被膜9细菌耐药机制4422131.细胞膜通透性改变：如铜绿假单胞菌特异性孔蛋白OprD2缺失导致碳青霉烯类抗生素耐药2.产生各种酶：如β-内酰胺酶等3.泵出机制：如铜绿假单胞菌的MexAB-OprM系统的主动外排作用导致铜绿假单胞菌的多重耐药性4.抗生素结合靶位改变:如青霉素结合蛋白(PBPs)的改变导致β—内酰胺类抗生素耐药10细菌耐药机制——形成生物被膜生物被膜是细菌在自然界存在的主要形式。美国CDC的研究结果表明，约65％的感染性疾病与细菌生物被膜有关。随着各种侵入性医疗器械的广泛应用，由细菌生物被膜造成的难治性感染已被临床广泛关注。111987年Pro.Costerton首先提出了生物被膜理论。————细菌生物被膜是指附着在有生命或无生命物体细菌生物被膜是指附着在有生命或无生命物体表面的由细菌自身产生的胞外多聚基质包裹的表面的由细菌自身产生的胞外多聚基质包裹的菌细胞结菌细胞结构群体，构群体，它是细菌的一种具有它是细菌的一种具有自我保护性的生长模式。自我保护性的生长模式。细菌生物被膜Bacterialbiofilmsinnatureanddisease.AnnuRevMicrobiol.1987;41:435-64.12细菌生物被膜的形成过程可逆性黏附→不可逆黏附→微菌落形成→成熟生物膜→生物膜扩散13成熟生物被膜的特点∗高度有组织的结构，具有不均质性∗由塔状或蘑菇状微菌落组成，其余空间被网状分布的胞外多聚基质所占据。∗较浮游状态细菌对抗生素的敏感性降低10－1000倍。14∗本课题组对铜绿假单胞菌生物被膜胞外多聚基质的主要成分——藻酸盐及其调节基因mucA进行了研究。∗本课题组倪明博士从一位反复肺部感染的老年患者痰标本中分离出一株含新型突变mucA基因的黏液型铜绿假单胞菌，命名为PA17。生物被膜的胞外多聚基质PA17PAO115∗新型突变的mucA基因第166～333位核苷酸片段缺失，该基因全序列已被GenBank接受，序列号AY608668。∗通过同源重组方法对该新型突变的基因功能进行了系列研究。新的mucA基因突变16∗PAOmucA56、PAO1的成熟生物被膜形态相似；∗含经典mucA突变的黏液型菌株PDO300生物被膜随时间延长，耐药性增加；而PAOmucA56生物被膜随时间延长，耐药性增加不明显。∗我们推测新的mucA基因通过藻酸盐以外的途径调节生物被膜的形成并影响耐药性。∗本课题组对这方面的研究还在进行中。结果17•概述•细菌耐药机制•治疗对策治疗对策¾合理选择抗生素合理选择抗生素¾抗生素使用中应注意的几点问题¾细菌生物被膜的治疗18合理选择抗生素∗∗重视细菌培养和药敏试验，根据药敏结重视细菌培养和药敏试验，根据药敏结果选择抗生素；果选择抗生素；∗∗经验用药：经验用药：ƒ根据本地甚至本病区的细菌流行和耐药状况选药ƒ序贯/降阶梯用药策略的选择19早期经验用药的重要性早期经验用药的重要性金黄色葡萄球菌败血症不同时间使用抗菌药物的疗效LodiseTP,etal.ClinInfectDis,2003,36:1418-142319.3%33.3%05101520253035≤44.75h(n=119)＞44.75h(n=48)开始用药时间病死率（%)20经验用药策略序贯疗法（序贯疗法（sequentialtherapysequentialtherapy））降阶梯治疗（降阶梯治疗（dede--escalationtherapyescalationtherapy））21序贯疗法适用于低危患者；适用于低危患者；可能遗漏主要致病菌，或致病菌已产可能遗漏主要致病菌，或致病菌已产生耐药而导致治疗失败。生耐药而导致治疗失败。22降阶梯治疗适用于严重感染的危重患者适用于严重感染的危重患者根据当地细菌流行病学资料，起始用适当的根据当地细菌流行病学资料，起始用适当的广谱抗生素进行广谱抗生素进行““重锤猛击重锤猛击””根据临床疗效和微生物检查结果进行再评价根据临床疗效和微生物检查结果进行再评价根据评价结果调整抗感染方案，降级换用窄根据评价结果调整抗感染方案，降级换用窄谱抗生素谱抗生素23降阶梯治疗的临床意义防止病情迅速恶化，降低死亡率；防止病情迅速恶化，降低死亡率；根据病原学检查结果及临床反应适时换根据病原学检查结果及临床反应适时换用窄谱抗生素，可防止细菌产生耐药；用窄谱抗生素，可防止细菌产生耐药；降低治疗费用降低治疗费用。。24治疗对策∗合理选择抗生素合理选择抗生素∗抗生素使用中应注意的几点问题∗∗细菌生物被膜的治疗细菌生物被膜的治疗ƒ内毒素释放ƒ根据抗生素的PK/PD参数选择正确的给药方案ƒ耐药菌的抗生素选择ƒ抗生素的联合用药ƒ抗生素在重型肝炎患者中的使用25杀菌，控制感染杀菌，控制感染GG--杆菌败血症杆菌败血症应用抗菌药物应用抗菌药物细菌裂解释放内毒素细菌裂解释放内毒素病死率居高不下病死率居高不下加重内毒素血症加重内毒素血症内毒素释放26内毒素释放影响因素内毒素释放影响因素••抗菌作用机制抗菌作用机制使细菌形成球状体：内毒素内毒素释放快、少，如亚胺培南、头孢吡肟使细菌形成丝状体：内毒素内毒素释放慢、多，如头孢噻肟、头孢曲松抑制蛋白合成：内毒素内毒素释放慢、少，如氨基苷类、喹诺酮类••药物种类药物种类：β-内酰胺类＞氨基苷类＞喹诺酮类（环丙沙星除外）••细菌种类细菌种类：：大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌：亚胺培南＜头孢他啶铜绿假单胞菌：亚胺培南≈头孢他啶27根据PK/PD参数选择正确的给药方案分类代表药物特点建议投药方法时间依赖性β-内酰胺类糖肽类PAE短，杀菌作用主要取决于血药浓度超过致病菌MIC的时间（TMIC)增加给药次数延长点滴时间或持续给药浓度依赖性氨基苷类喹诺酮类PAE长，杀菌作用主要取决于血药峰浓度的高低剂量集中使用间隔时间延长抗生素根据药代动力学抗生素根据药代动力学//药效学参数（药效学参数（PK/PDPK/PD）大致分）大致分为时间依赖性与浓度依赖性两类为时间依赖性与浓度依赖性两类28抗生素后效应抗生素后效应(PAE(PAE))抗生素后效应指细菌与抗生素短暂接触后，当抗生素后效应指细菌与抗生素短暂接触后，当药物浓度下降，低于药物浓度下降，低于MICMIC或消除后，细菌生或消除后，细菌生长仍受到持续抑制效应。长仍受到持续抑制效应。PAE(h)抗菌药物细菌在体外在体内β内酰胺类革兰阳性球菌1~22~6革兰阴性杆菌11革兰阳性球菌2~64~10革兰阴性杆菌2~62~8蛋白质、核酸合成抑制剂1)1)包括氨基糖苷类、喹诺酮类、四环素类、大环内酯类、氯霉素类、利福霉素类29∗∗鲍曼不动杆菌：鲍曼不动杆菌：临床上不断出现临床上不断出现““泛耐泛耐””菌株菌株泛耐泛耐(Pan(Pan--resistance)resistance)的可选择多粘菌素的可选择多粘菌素BB、、EE，，舒巴坦、舒巴坦、ββ--内酰胺类内酰胺类//舒巴坦复合制剂、四环素、舒巴坦复合制剂、四环素、多西环素、替加环素多西环素、替加环素∗∗嗜麦芽窄食单胞菌：嗜麦芽窄食单胞菌：左旋氧氟沙星、替卡西林左旋氧氟沙星、替卡西林//克克拉维酸、拉维酸、SMZ/TMPSMZ/TMP多重耐药的非发酵多重耐药的非发酵GG－菌－菌耐药菌的抗生素选择30抗生素的联合用药抗生素的联合用药协同效应拮抗效应相加效应无关效应繁殖期杀菌剂繁殖期杀菌剂(β-内酰胺类)静止期杀菌剂静止期杀菌剂(氨基苷类)快速抑菌剂快速抑菌剂((大环内酯类大环内酯类,,四环素，氯霉素）四环素，氯霉素）慢效抑菌剂慢效抑菌剂（磺胺类）（磺胺类）31∗重型肝炎继发感染的临床特点∗自发性细菌性腹膜炎的治疗∗二重感染∗含甲硫四氮唑侧链的抗生素的使用抗生素在重型肝炎患者中的使用抗生素在重型肝炎患者中的使用32重型肝炎继发感染的临床特点超过50％的重肝患者会继发细菌和/或真菌感染，是导致死亡的重要原因；昀常见的感染部位在腹腔、肺部和胆系；约30％的患者继发感染后体温和白细胞均正常，诊断需全面分析。AmJGastroenterol,1999,94(8):2001-2003.33∗∗革兰氏阴性杆菌占革兰氏阴性杆菌占80.5%80.5%；；∗∗大肠杆菌占总细菌数的大肠杆菌占总细菌数的43.7%43