抗体联合抗生素治疗耐药呼吸道感染的研究现状

陈永青 左海涛 杨志华 李雪飞 王长松

近年来，随着抗生素的广泛使用，临床上耐药菌株感染逐渐增多。产超广谱β-内酰胺酶肠杆菌科和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的耐药性传播已成为全球的严重威胁，多重耐药(multidrug resistant，MDR)呼吸道病原体感染也时有报道。呼吸道病原体对抗生素存在高度耐药时，临床预后明显变差，导致与严重呼吸道感染相关死亡风险明显增加[1]。研究发现，使用抗体治疗可作为呼吸道MDR感染的有效策略，对病原体有显著特异性，具有不易产生耐药性并与抗生素有协同作用[2]。本文就近年来抗体联合抗生素治疗耐药呼吸道感染的研究现状予以综述。

一、抗生素的免疫调节作用

感染早期给予敏感抗生素对于防止病原体呼吸道和全身扩散至关重要，延迟治疗则可能影响临床治疗效果。呼吸道感染病原体对处方抗生素高度耐药时，抗生素对呼吸道感染的治疗效果明显降低，临床死亡风险增加[3]。在自然病程中，感染的最终结局取决于细菌毒力因子与宿主防御系统之间的相互作用。抗生素可通过直接作用于病原微生物，发挥抗菌活性，而呼吸道病原体的清除则取决于补体系统的调理作用和吞噬过程。研究发现，抗生素在抑制或杀灭病原微生物的过程中，涉及免疫调节作用。一些抗生素可改变细菌表面结构，促进隐匿在细菌内部主要抗原表位的暴露。宿主免疫应答不同组分的调理作用，可引起更多抗原表位暴露，进一步增强吞噬细胞对呼吸道病原体的识别[4]。调理过程包括中性粒细胞和巨噬细胞对入侵病原微生物的吞噬作用，需要急性期蛋白参与。C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)和血清淀粉样蛋白P成分(serum amyloid P component，SAP)分别是人类和小鼠的主要急性期蛋白，CRP和SAP水平在不同病原体引起的呼吸道感染期间增加。通过对病原微生物的调理作用，以及Fcg受体激活吞噬细胞，在宿主防御入侵病原体过程中发挥重要功能。对于免疫功能低下的患者，抗生素常难以达到预期效果，提示抗生素和宿主免疫防御机能之间的相互作用发挥了重要作用[5]。

研究发现，β-内酰胺类抗生素对病原微生物具有直接杀菌活性，头孢菌素的免疫调节作用比青霉素更明显。当血清含有亚抑菌浓度的β-内酰胺类抗生素时，CRP和SAP对肺炎球菌不同临床分离株的识别增强，使急性期蛋白以更有效的方式识别肺炎球菌，以增强吞噬作用。大环内酯类抗生素通过抑制蛋白质核糖体50s亚基的生物合成，增强宿主免疫应答过程。亚抑菌浓度的大环内酯类抗生素可抑制肺炎球菌溶血素(pneumolysin，Ply)产生，降低与C3逃逸有关重要毒力因子的表达[6]。某些大环内酯类抗生素如红霉素、阿奇霉素或克拉霉素可抑制Ply和肺炎球菌表面蛋白A合成，降低两种细菌蛋白组合的毒力累加效应，并有效抑制补体免疫激活。同时，大环内酯类抗生素也通过抑制中性粒细胞炎症和巨噬细胞活化，降低Th2细胞因子的水平，显示免疫调节作用，用于治疗慢性炎症性疾病。此外，抗真菌药物治疗烟曲霉引起的呼吸道感染过程中，急性期蛋白pentraxin-3表达明显增加，可进一步增强吞噬细胞的抗真菌活性[7]。因此，抗生素通过多种机制，包括急性期蛋白和补体介导的免疫识别，抑制免疫逃逸中涉及的细菌毒力因子，触发体液和细胞反应，增强对病原微生物的抑制或杀灭作用。

二、抗体联合抗生素提高宿主对呼吸道病原体的免疫反应

抗体以多种方式参与宿主免疫防御：抗体与细菌毒素结合并中和毒素，避免毒素继续作用于宿主细胞；包括细菌的抗体可被巨噬细胞和中性粒细胞识别、摄取并破坏(调理作用)；抗体与某些病原体的表面形成复合物，抗体-病原体复合物直接触发补体经典途径的激活，进一步促进吞噬细胞的病原体调理作用。由于存在血清蛋白和宿主免疫应答反应，体内与体外条件下相比，抗体能以更复杂的机制发挥抗病原微生物的作用[8]。血清免疫球蛋白和补体成分可以提高β-内酰胺类抗生素的抗菌活性，血浆蛋白结合抗生素则降低血浆游离药物浓度，影响预期的抗菌效果。研究发现，肺炎球菌引起的呼吸道感染，经典途径是补体激活的重要通路。给予β-内酰胺类抗生素治疗时，补体经典途径激活显著增强，即使在亚抑菌浓度下，依赖于经典途径的激活也可改善补体介导的免疫反应。补体激活并经过一系列酶促反应，形成关键补体成分C3。β-内酰胺类和大环内酯类抗生素在特异性抗体存在时，急性期蛋白和补体对病原体的识别和吞噬作用增强，增加对病原微生物的清除。表明抗生素与抗体对病原微生物具有协同作用。对小鼠败血症感染模型研究表明，抗体存在时阿莫西林和头孢噻肟的保护剂量比不存在抗体时大约低8倍。抗体介导的协同效应可能与抗生素剂量减少无关，治疗由高水平最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration，MIC)临床分离株引起的侵袭性肺炎球菌疾病(invasive pneumococcal disease，IPD)，常规剂量抗生素即可临床获益。在抗体存在时，常规剂量的抗生素，可以覆盖具有更高耐药性水平的临床分离株[9]。

研究也发现，抗体和抗生素的协同作用仅限于β-内酰胺类和大环内酯类抗生素，若亚抑菌浓度的左氧氟沙星和特异性抗体存在时并未影响补体C3对肺炎球菌的调理作用。动物实验也发现，针对肺炎球菌免疫小鼠，亚抑菌浓度的左氧氟沙星治疗并未提高存活率。有学者研究了大环内酯类抗生素对宿主免疫应答的促进作用。肺炎球菌耐药菌株暴露于亚抑菌浓度大环内酯类抗生素可增加细菌表面的C3活化。在缺乏主要自溶性肺炎球菌酶时，无论是否存在调理性抗体和抗生素，酰胺酶LytA、C3沉积仍然出现改变，表明LytA在补体系统的识别中起关键作用。此外，当革兰氏阳性和阴性病原体分离株暴露于亚抑菌浓度的红霉素和阿奇霉素时，在单克隆抗体存在的条件下，大环内酯类抗生素对耐药大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性明显增加[10]。研究表明，抗体联合抗生素治疗，可提高宿主对呼吸道病原体的免疫反应，对于减轻抗生素耐药并控制呼吸道感染具有积极意义。

三、抗体联合抗生素治疗耐药呼吸道感染的实验研究

通过疫苗接种激发个体自行产生抗体的免疫过程，属于主动免疫。疫苗接种诱导特异性免疫反应并保护个体免受相同病原体感染。为减轻呼吸道病原体的抗生素耐药，将疫苗接种作为控制MDR菌株感染的一项有效干预措施。研究发现，肺炎球菌或乙型流感嗜血杆菌疫苗有助于减轻抗生素耐药，控制MDR菌株感染。接种针对肺炎球菌等呼吸道病原体疫苗后，诱导产生相应的特异性抗体，干扰病原微生物的生长和代谢，表明抗体介导免疫反应过程[11]。PCV7、PCV10及PCV13均为肺炎球菌疫苗，包含主要血清型荚膜多糖，可有效治疗抗生素耐药IPD。临床应用后，引起相应血清型IPD的发病率明显下降，减少抗生素非易感血清型的流行，改变了肺炎球菌感染的耐药模式。因此，PCV7和PCV13对成人肺炎球菌临床分离株的流行产生了明显影响，成人也间接从儿童肺炎球菌疫苗接种中获益。先前接种过肺炎球菌疫苗的肺炎患者，由于宿主免疫应答增强，体内抗体与β-内酰胺类或大环内酯类抗生素协同，可增加对肺炎球菌的清除。同时，疫苗接种也降低了达到治疗效果所需的抗生素药效学指数[12]。

采用血液纯化或生化合成抗体，用于对抗病原微生物感染，称为被动免疫。根据抗原决定簇种类不同，分为单克隆抗体和多克隆抗体。与疫苗接种不同，被动免疫是短期免疫，通过自然或人工免疫个体产生外源抗体，转移至非免疫个体以实现治疗目标。抗体给药可为感染暴露个体提供即时保护，成为对抗严重感染的有效方法。近年来，“ESKAPE”病原体耐药已成为导致临床患者发病及死亡的重要原因。“ESKAPE”指临床检测的肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍氏不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属六大病原微生物，对大多数抗生素产生明显的耐药性，也称为“超级细菌”[13]。为对抗包括ESKAPE病原体在内的MDR菌株感染，使用单克隆或多克隆抗体作为抗生素替代物，在不同的I～IV期临床试验测试发现，联合治疗具有协同作用并增强抗生素的抗菌活性[2]。例如：在铜绿假单胞菌引起的呼吸道感染中，靶向血清依赖性III型分泌系统毒力因子PcrV和胞外多糖持久性因子Psl的双特异性抗体，可显著增加不同抗生素对MDR菌株的抗微生物活性。这些抗体与环丙沙星、美罗培南、头孢他啶和妥布霉素具有协同作用，可减轻肺损伤，防止细菌从肺部向体循环播散[14]。

在耐药金黄色葡萄球菌引起的肺部感染患者中，不同毒素和毒力因子的单克隆抗体与多种抗生素联合具有协同作用。针对成孔毒素、α毒素的单克隆抗体与万古霉素或利奈唑胺联合，通过减少肺部炎症和肺损伤，可明显提高呼吸机相关性肺炎患者的临床治愈率。与单独使用利奈唑胺或万古霉素相比，联合治疗可产生更强的免疫应答，更快的控制病情并改善预后。通过互补作用机制，抗毒素抗体联合抗生素明显优于单独抗生素治疗[15]。有学者发现，使用针对不同葡萄球菌细胞毒素(包括α-溶血素和白细胞介素)的单克隆抗体观察到类似的结果，与利奈唑胺组合的协同作用可使多重耐药肺部感染患者的存活率显著提高。肠毒素B为一类葡萄球菌毒素，与单独使用单克隆抗体或万古霉素相比，肠毒素B单克隆抗体联合万古霉素可改变细胞因子反应，降低临床死亡率[16]。另外，炭疽芽孢杆菌是一种致命性病原微生物，原发性肺炭疽病多由吸入炭疽杆菌芽胞所致，可引起严重的菌血症和毒血症，临床死亡率极高。与单独抗生素相比，炭疽毒素保护性抗原的单克隆抗体与左氧氟沙星或多西环素组合，可提高临床存活率，在疾病的晚期也能提供针对症状性炭疽病的有效治疗[17]。

综上所述，一些抗生素具有免疫调节作用，通过药物触发的免疫反应过程，影响抗生素治疗效果。采取疫苗接种的主动免疫，以及针对不同细菌毒素抗体的被动免疫，与抗生素联合治疗具有协同作用，可降低抗生素耐药性并作为治疗MDR菌株引起呼吸道感染的有效策略。由于MDR菌株表达毒力因子的多样性和复杂性，被动免疫策略多为靶向多种抗原的阻断抗体混合物，基于靶向毒力因子的单克隆抗体将成为进一步研究的焦点。