姚开虎,张敬仁
肺炎链球菌是人类感染性疾病的重要病原,易感者多为儿童和老年人。该菌可引起中耳炎、鼻窦炎和肺炎,乃至更为严重的侵袭性肺炎链球菌疾病(invasive pneumococcal disease,IPD),包括脓胸、菌血症、脓毒症和脑膜炎等。WHO 估计每年约有160万人死于肺炎链球菌感染,其中70 万~100 万为5 岁以下儿童,且多数生活在发展中国家[1]。国内研究显示,肺炎链球菌是10%~30%儿童化脓性脑膜炎的病原,也是肺炎、菌血症的常见病原菌[2]。由于抗生素长期过度使用,近年来,耐药肺炎链球菌导致的感染增多,使得临床可应用的有效抗生素越来越少,不但影响临床病原学检测,同时导致细菌耐药率不断增加,给临床治疗带来困难[2]。本文就国内肺炎链球菌耐药现状及相关研究进行综述。
2008年以前美国临床实验室标准化协会(Clinical and Laboratory Standards Institute,CLSI)根据最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)值判定肺炎链球菌对青霉素敏感性的标准为:≤0.06 μg/ml 为敏感,0.12~1 μg/ml 为中介,≥2 μg/ml为耐药[3]。2008年CLSI 对此进行了修改,按青霉素使用途径和疾病分为3 种不同的情况:胃肠外青霉素(非脑膜炎)时≤2 μg/ml 为敏感,4 μg/ml 为中介,≥8 μg/ml 为耐药;胃肠外青霉素(脑膜炎)时≤0.06μg/ml 为敏感,≥0.12 μg/ml 为耐药(没有中介);使用口服青霉素V 判定标准与2008年以前相同[4]。
青霉素敏感性判定标准的变化使得我国呼吸道分离的肺炎链球菌对青霉素不敏感率大幅度降低。由于国内肺炎链球菌耐药性监测研究的对象多为呼吸道标本分离株,因此,单从流行病学监测的耐药率来看,肺炎链球菌青霉素耐药状况似乎不再是那么严重,但笔者认为切不可被这样的数据所蒙蔽。首先,动态观察到的肺炎链球菌耐药增多、耐药性增强的趋势令人担忧[5-6]。其次,国内长期使用青霉素剂量偏大,当前又普遍使用头孢菌素类抗生素,使用新标准时非脑膜炎肺炎链球菌对多种头孢菌素的耐药率远远高于青霉素,这一点也给临床实践带来了困惑。再者,要注意到新标准中脑膜炎分离株的耐药界值较以往低,没有中介水平的判定,只有敏感和耐药2 个界值。
近年,国内对肺炎链球菌耐药性的监测报告较多,有单个医院的横断面调查或持续数年的监测报告[7-8],亦有一个地区性的或全国范围的多中心研究[9-11]。上述由于判定界值的变化,以及检测方法的差异,研究间不宜做直接的比较。本文仅选择几项研究来描述国内肺炎链球菌耐药性流行状况及其特点。为了便于叙述,除非特别指出,下文中青霉素敏感性判定使用的是CLSI 2008年以前的标准。
2.1 非侵袭性肺炎链球菌的耐药状况 肺炎链球菌曾经对青霉素普遍敏感,但自20 世纪90年代开始,耐药肺炎链球菌的流行已成为全球性问题。1983—1985年北京分离的菌株中,青霉素不敏感肺炎链球菌(penicillin-nonsusceptible Streptococcus pneumoniae,PNSP)的检出率为6%,均为中介水平;1995—1997年增加至21%[12];2002—2005年为21%~32%[13];2006年达到76.2%,其中47.6%为耐药[6]。近期多中心的耐药监测提示肺炎链球菌耐药状况的确不容乐观。2005—2006年,8个城市9 家医院参与的一项研究(以下称八地监测)发现[14],从5 岁以下患儿收集到临床分离的451 株肺炎链球菌(包括侵袭性菌株31 株)中,青霉素耐药率达到64.3%、中介率为17.6%,头孢克洛、头孢曲松的中介率/耐药率分别为3.8%/79.5%、8.1%/28.4%。相对较为敏感的阿莫西林克拉维酸中介率/耐药率也达到12.1%/23.9%。2006—2008年在北京、天津、上海、广州和深圳5 家儿童医院开展的住院肺炎流行病学研究(以下称五地监测,338 株)发现,青霉素中介率/耐药率为65.2%/22.2%,对头孢呋辛、头孢曲松、阿莫西林的中介率/耐药率分别为13.3%/69.2%、18.0%/4.4%和5.0%/2.7%[15]。如使用2008年新标准,青霉素耐药率仅1.8%(无中介水平分离株)。深圳分离株中有青霉素MIC 达到256 μg/ml 的菌株,值得重视。
北京儿童医院的连续性监测表明,肺炎链球菌对红霉素的耐药率在过去的二十多年迅速上升,1983—1985年红霉素耐药率仅为2%,1995—1997年达到79%[12],2006年的数据表明100%的分离株对红霉素耐药[6]。五地监测结果显示肺炎链球菌对红霉素等大环内酯类抗生素的耐药率为99.7%,且几乎都是极高水平耐药(MIC>256 μg/ml)[15]。八地监测结果显示红霉素耐药率为95.1%,MIC50>256 μg/ml[16]。国内肺炎链球菌红霉素耐药机制主要为携带核糖体甲基化酶基因(ermB),耐药表型为对大环内酯类、林可霉素类和链阳性菌素类抗生素同时耐药,且常为高水平耐药,对阿奇霉素等新型大环内酯类通常亦耐药。
当前有关肺炎链球菌耐药率监测对象以儿童分离菌株为主,通常儿童分离株的抗生素耐药率高于成人病例的分离株,国内的监测结果也如此[10]。纳入成人病例肺炎链球菌分离株的研究结果仍警示着耐药肺炎链球菌流行。一项对2005—2007年14家医院分离的997 株肺炎链球菌的研究提示,青霉素中介率/耐药率为10.0%/11.4%,红霉素的耐药率达到86.0%[16]。近期,以下几项研究采用了2008年CLSI 的判定标准,结果提示肺炎链球菌的耐药问题依然严峻。2009年12家教学医院222 株非脑脊液标本分离的肺炎链球菌的抗生素敏感性为:青霉素中介率/耐药率0.5%/21.6%,头孢克洛、头孢曲松和阿莫西林/克拉维酸的中介率/耐药率分别为12.2%/47.7%、16.7%/12.2%和12.2%/17.6%,红霉素耐药率达到90.5%,所有菌株对替考拉宁、万古霉素和利奈唑胺敏感[17]。肖素坤等[18]对2005—2008年分离自13 家医院的580 株肺炎链球菌(18 岁以上人群362 株、儿童218 株)研究发现,成人菌株中无青霉素耐药株,中介率为16.0%;儿童分离株中1.8%为青霉素耐药株,中介率为28.0%。成人分离株红霉素耐药率为88.9%,儿童分离株为90.4%。
肺炎链球菌通常对万古霉素和氧氟沙星敏感率高,八地监测菌株对万古霉素、左旋氧氟沙星和莫西沙星几乎100%敏感(仅0.2%对左旋氧氟沙星表现为中介)[14]。其他几项监测结果也与此相似[15-18]。目前,氯霉素、四环素和复方磺胺甲噁唑在临床应用已很少。氯霉素耐药率虽然低于20 世纪80年代数据(53%)[12],但仍在20%左右[13-15]。四环素和复方磺胺甲噁唑的耐药率长期保持在85%以上,并没有明显的下降倾向[13,15],这可能与动物使用抗生素和多重耐药菌株的流行有关。
国内分离的耐药肺炎链球菌常常表现为多重耐药(对3 种或3 种以上抗生素耐药),不同地区监测到的肺炎链球菌多重耐药率有些差异(43.2%[17]~90.0%[14]),除与研究的宿主、监测地区等不同有关外,亦与研究中检测抗生素的种类相关,尤其对青霉素和(或)红霉素耐药的菌株,多重耐药率高[19]。尽管当前肺炎链球菌尚对万古霉素及氧氟沙星等普遍敏感,但就其耐药性发展的情况看,如果抗生素选择压力持续存在,它完全具备发展成为“超级细菌”的潜力。
2.2 侵袭性肺炎链球菌分离株的耐药状况 由于患者就诊或住院前常常已经使用抗生素等原因,国内IPD 分离病原菌阳性率很低,因此相关研究很少。八地监测中有31 株IPD 分离株,青霉素中介率/耐药率为17.2%/55.2%,青霉素最大MIC 值为4 μg/ml。对阿莫西林/克拉维酸、头孢克洛、头孢曲松的耐药率分别为41.3%、72.4%、38.3%;红霉素、林可霉素、四环素耐药率均为96.6%;复方磺胺甲噁唑耐药率为82.8%;所有分离株对万古霉素和氧氟沙星敏感[14]。2006—2008年,北京儿童医院牵头收集了11 家儿童医院或医院儿科分离的IPD菌株171 株,包括分离自血液的103 株、自脑脊液47 株、自胸腔积液20 株和自关节腔液1 株。按CLSI 2007 标准,青霉素中介率/耐药率为42.1%/26.3%。按CLSI 2008年标准,非脑膜炎菌株对青霉素中介率0.8%,无耐药株;脑膜炎菌株中76.6%为耐药株。阿莫西林敏感率高(94.7%),头孢呋辛敏感率仅为35.1%。非脑膜炎菌株对头孢曲松的中介率为19.4%,无耐药株,脑膜炎菌株中介率/耐药率高,为34.0%/29.8%。除7 株(4.1%)外,其余菌株对红霉素高度耐药,MIC>256 μg/ml。29.2%的菌株对亚胺培南不敏感。超过70%的菌株对四环素和复方磺胺甲噁唑耐药。所有的菌株均对万古霉素和左旋氧氟沙星敏感。按照CLSI 2007年和2008年标准分析耐药模式,多重耐药率分别为89.5%和91.8%[20]。刘素云等[21]分析了55例IPD分离株的抗生素耐药性,青霉素中介率为30%,耐药率为41%,红霉素耐药率高达94%,多重耐药率为89%。如按2008年标准判定,青霉素敏感率由29%提高到72%。
刘春林等[22]收集2005—2008年全国15 个地区148 株分离自血液和脑脊液等侵袭性感染部位的肺炎链球菌,对其中53 株19 群肺炎链球菌做了多位点序列分型,共检出9 种序列型(sequence type,ST),其中以ST320 和ST271 为主,分别占52.8%和22.6%,两者属于肺炎链球菌分子流行病学网公布在亚洲广泛流行的Taiwan19F-14 克隆复合体,说明国内存在国际流行的耐药克隆。
值得一提的是,上述IPD 分离株耐药性分析结果与非侵袭性分离株的监测数据在使用同一标准时有很多相似之处,非IPD 分离菌株和IPD 分离菌株的常见血清型分布显示,虽然报道的血清型排序和比例有所不同,但常见的血清型基本相同,为19F、19A、6B、23F 型等[18,20,22]。耐药性和血清型分布的相似,说明在难以获得IPD 菌株的情况下,对非侵袭性菌株的流行病学监测可作为重要的替代方法,研究结果对临床治疗和预防仍然具有指导意义。
耐药菌的广泛流行与抗生素的广泛使用密切相关。采用限定日剂量(defined daily doses,DDD)、用药频度(DDDs/100 患者·d)、全部抗菌药物消耗量90%的药品个数等指标调查国内儿科抗生素使用情况,表明儿科抗生素应用非常广泛,存在使用强度高、使用种类多、广谱抗菌药物使用多、注射用药比例高等不合理用药情况,新型、昂贵、广谱的第三代头胞菌素、β 内酰胺类复合制剂使用频度逐年增高[23-24]。在抗生素日益多样化选择下,耐药肺炎链球菌得以广泛传播。北京儿童医院的研究数据表明,虽然青霉素使用强度2000—2005年持续下降,但头孢菌素类2000—2004年使用量增加,采取措施后,2005年使用量减少。同时监测到PNSP 2000—2004年增加,2005年有所下降。大环内酯类抗生素一直是使用强度最高的抗生素,肺炎链球菌红霉素耐药率也长期保持在高水平(87%~94%)。1999年停用氯霉素以后,5年间肺炎链球菌氯霉素耐药率从41%下降到21.5%。但同样停用多年的四环素、磺胺甲噁唑/磺胺甲基嘧啶的耐药率仍然保持在高水平,这可能与动物使用抗生素有关[12]。重庆儿童医院的研究显示,2002—2005年,大环内酯类抗生素使用强度下降了51%,红霉素耐药依然保持在高水平(88%~96%),两者之间没有相关性。这一结果可能与调查抗生素使用情况仅限于一家医院、细菌耐药机制和多重耐药流行及动物使用抗生素有关[25]。
合理使用抗生素的问题日益受到重视,国内细菌耐药性监测报告明显增多。但已有研究存在一些不足,将来应尽力避免和完善。首先,国内在肺炎链球菌监测方面,侵袭性菌株的监测数据严重不足,所收集到的菌株相对于我国人口数、患者数而言过少,代表性非常有限。其次,当前对细菌耐药性的监测主要是以医院为基础,很少是基于人群或疾病种类的前瞻性研究。同时,监测研究主要集中在大中城市、条件不错的医科大学教学医院或大医院,来自于小城市、农村地区、基层医院和偏远地区的研究数据少。将大中城市的研究结果推广到小城市和基层,适用与否仍不得而知。再者,受肺炎链球菌感染威胁的主要人群除儿童外,还有老年人,而对于分离自这一人群的肺炎链球菌进行的监测还非常少,即使有研究纳入了这一人群,也没有对其进行分析。此外,对造成耐药菌普遍流行的抗生素滥用及其干预研究太少。
另一方面,研究者在分析肺炎链球菌耐药性监测资料时,应认识到对非侵袭性菌株(主要是鼻咽部或痰标本分离株)耐药性等进行监测的主要目的不是仅在于对肺炎等非侵袭性感染分离株进行直接评价,更在于对侵袭性分离株耐药性的推测和评估[26]。因此,不能否认既往和将来鼻咽部分离株流行病学监测的意义,应该重视对监测数据的全面分析和解读。
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