铜绿假单胞菌耐药性与抗菌药物使用强度相关性分析

张新颖，韩颖，王雅妹，杜凤芹，张晋，曹松云

(1.河北大学附属医院 感染控制办公室，河北 保定 071000；2.保定市第一中医院 药物临床试验机构办公室，河北 保定 071000)

铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)是一种需氧的革兰氏阴性杆菌，在自然环境中分布广泛，正常人皮肤和呼吸道都有该菌存在，是临床上较常见的机会致病菌之一.随着各种侵入性操作技术广泛开展及抗菌药物的广泛应用，铜绿假单胞菌临床分离率、耐药率每年以一定幅度增长，使临床抗感染治疗的难度增大[1-3].耐药菌感染增加了患者病死率和医疗费用，降低了医疗质量[4-5].抗生素的广泛使用是诱发铜绿假单胞菌耐药的主要原因[6].为了解铜绿假单胞菌耐药情况以及与抗生素使用的关系，本研究回顾性分析了2016年1月1日至2019年12月31日河北大学附属医院临床科室抗生素使用强度与铜绿假单胞菌耐药率的相关性，为临床抗感染治疗提供可靠参考.

1 材料与方法

1.1 菌株来源

采用回顾性分析的方法，用杏林院感系统调取河北大学附属医院2016年1月1日至2019年12月31日临床分离的入院前未接受过抗生素治疗患者的医院获得性感染铜绿假单胞菌，标本来自于感染患者的血液、痰液、分泌物、尿液、灌洗液等，医院感染标准判定参照文献[7]执行.同一患者重复采集样本选取其第1次分离的菌株.

1.2 病原菌培养方法

由检验科细菌室医务人员根据《全国临床检验操作规程》，使用美国BD PhoenixTM100全自动细菌鉴定分析仪以及配套细菌鉴定试条(ID32GN)进行菌种的鉴定，各项操作标准和流程依照美国临床实验室标准化研究所(clinical laboratory standardization institute ，CLSI)颁布的标准[8]严格执行.

1.3 药敏试验方法

采用Kirby-Bauer法(K-B法)，取纯菌落标本，应用德国西门子公司WALWWAY96全自动微生物鉴定仪进行体外药敏试验，结果依据2012版CLSI标准进行.药敏质控参照CLSL规定的质控标准进行，药敏质控菌株为铜绿假单胞菌株ATCC27853.

1.4 抗菌药物使用强度

根据WHO官方网站(http://www.whocc.no/atc_ddd_index)公布的最新数据明确各抗菌药物的限定日剂量(defined daily dose，DDD)，计算用药频度(defined daily dosesystem，DDDs)：DDDs= 抗菌药物年消耗量/DDD 值.根据抗菌药物使用强度(antibiotics use density，AUD)定义，AUD =抗菌药物DDDs×100/[同期出院患者数×同期患者平均住院时间(d)].对铜绿假单胞菌有抗菌活性的抗菌药物(排除局部用药和植入用药)的使用数据信息(包括药名、剂型、规格、数量等)均由河北大学附属医院药学部提供.

1.5 统计学分析

应用SPSS 19.0做数据统计及分析，利用时间序列分析中的线性回归分析和评估细菌耐药性的变化趋向；用Spearman相关性分析法评价细菌耐药性及抗菌药物使用情况的相关性，r>0表示二者正相关，r<0表示二者负相关，P<0.05为差异有统计学意义.

2 结果

2.1 样本构成

临床分离得到铜绿假单胞菌143株，其中，重症监护室样本数量最多，为21株，构成比为14.69%；其次是神经外科监护室、呼吸内科、神经内科重症监护病房、神经外科和结核科，构成比均大于5%；中西医结合科、贵宾科、骨科及急诊监护室构成比均小于5%；其他科室样本数量共37株，构成比为25.87%(表1).

表1 铜绿假单胞菌样本科室分布情况

2.2 铜绿假单胞菌耐药情况

铜绿假单胞菌对哌拉西林/他唑巴坦、庆大霉素、头孢哌酮/舒巴坦、头孢哌酮、头孢吡肟、亚胺培南西司他丁、氨曲南、阿米卡星、奈替米星和左氧氟沙星的耐药率均呈下降趋势，其中庆大霉素、阿米卡星的耐药率下降幅度较大. 季节方面，铜绿假单胞菌对亚胺培南西司他丁和氨曲南的耐药率为每年的夏季较高；哌拉西林/他唑巴坦、头孢吡肟、头孢哌酮/舒巴坦、头孢哌酮、奈替米星、庆大霉素和阿米卡星为2016年夏季和2017—2019年春季较高；左氧氟沙星为2016年秋季、2017年春季、2018和2019年夏季较高(表2).

表2 铜绿假单胞菌对抗菌药物耐药率的季节变化趋势

续表2

2.3 AUD变化情况

碳青霉烯类和三代头孢的用量逐年上升；头孢吡肟和大环内酯类用量中间出现波动但整体呈下降趋势，哌拉西林/他唑巴坦、氨基糖苷、喹诺酮类、单环β内酰胺类用量差异无显著变化(表3).

表3 AUD变化情况

2.4 AUD与铜绿假单胞菌耐药率相关性分析

对不同抗菌药物AUD与细菌耐药率进行相关性分析，结果显示碳青霉烯类和三代头孢的AUD与铜绿假单胞菌耐药率呈正相关(r=0.523、0.605，P<0.05)，哌拉西林/他唑巴坦、单环β内酰胺类、喹诺酮类、大环内酯类、氨基糖苷类、四代头孢的使用强度与铜绿假单胞菌耐药率无关(r=0.012～0.136，P>0.05)(表4).

表4 AUD与铜绿假单胞菌耐药率相关系数

3 讨论

铜绿假单胞菌感染是院内感染最严重的问题之一，铜绿假单胞菌广泛分布于医院环境中，其本身对多种抗菌药物表现为天然耐药或获得性耐药[9]，临床治疗十分困难[10].铜绿假单胞菌的耐药机制复杂[11-12]，目前一致认可的机制主要有：膜通透性障碍、产金属β内酰胺酶的产生、细胞外膜主动外排系统表达、生物膜形成等[13-16].抗菌药物的不合理应用会增加细菌环境压力，促进细菌抗药性突变，使铜绿假单胞菌通过不同耐药机制对抗生素产生耐药，导致其临床分离率、耐药率增高.抗菌药物使用强度与铜绿假单胞菌耐药明显相关[17]. Smith等[18]研究发现诱发多重耐药铜绿假单胞菌产生的主要危险因素是抗菌药物的使用.有相关研究也发现广谱抗菌药物的使用强度与耐美洛培南铜绿假单胞菌感染发生率明显相关[19].

本研究显示2016年1月至2019年12月河北大学附属医院铜绿假单胞菌对哌拉西林/他唑巴坦、庆大霉素、头孢哌酮/舒巴坦、头孢他啶、头孢吡肟、亚胺培南西司他丁、氨曲南、阿米卡星、环丙沙星和左氧氟沙星的耐药率均呈现下降趋势，但是仍然存在一定程度的耐药，其中庆大霉素、阿米卡星耐药率下降幅度较大，可能与产生氨基糖苷修饰酶等有关[20].但阿米卡星肾毒性较大，临床上应用需权衡利弊，并且在使用时应密切监测患者肾功能.有研究报道[21-23]，革兰氏阴性杆菌引起的血流感染易发生在夏季，耐药率较高多发生在夏季可能与此有关.进一步分析铜绿假单胞菌耐药抗生素的使用强度发现，2016年1月至2019年12月河北大学附属医院碳青霉烯类、三代头孢AUD增长明显，相关性分析显示与铜绿假单胞菌耐药率呈正相关；头孢吡肟、大环内酯类AUD下降明显，哌拉西林/他唑巴坦、氨基糖苷、喹诺酮类、单环β内酰胺类AUD无显著变化，相关性分析显示与耐药率无关，提示临床应密切关注碳青霉烯类和三代头孢抗生素的使用，谨防产生耐药菌株.由于碳青霉烯类药物的抗菌谱广，被认为是治疗革兰阴性菌最有效的药物，近年来临床的不合理应用使铜绿假单胞菌对其耐药率升高. Carmeli等[24]研究发现铜绿假单胞菌对碳青霉烯类药物耐药的机制为膜通道表达的减弱或缺失，亚胺培南对铜绿假单胞菌的抗菌活性较好主要是其通过特殊的孔蛋白通道OprD对铜绿假单胞菌扩散[25]，有报道认为孔蛋白通道OprD的缺失使亚胺培南在治疗过程中无法进入菌体，失去抗菌活性从而导致铜绿假单胞菌对其耐药[24,26-28].三代头孢的AUD与铜绿假单胞菌耐药率呈正相关，其原因可能是目前临床三代头孢抗生素使用相对泛滥，而铜绿假单胞菌作为人体主要机会致病菌之一，非必要使用的增加可以提高其对药物的耐受能力[29].有研究发现[30]，铜绿假单胞菌染色体携带的AmpC基因的表达与诱导剂(抗菌素)调节相关，抗菌素的使用可以促进AmapC酶的高表达.郭仲辉等[31]发现铜绿假单胞菌AmpC酶高表达会导致其对广谱头孢菌素(含酶抑制剂)的耐药性增加.所以临床应严格控制碳青霉烯类和三代头孢类药物的使用，适当调整用量，减少其对铜绿假单胞菌耐药诱导作用.同时提示临床医生对铜绿假单胞菌的感染治疗应根据细菌药敏试验选择抗菌活性较强的抗菌药物或者联合用药以增强临床疗效.

综上，2016年1月至2019年12月河北大学附属医院铜绿假单胞菌的耐药率控制较好，但仍有耐药现象存在，临床应重视对抗菌药物的管理，及时了解铜绿假单胞菌耐药性、抗菌药物使用变化趋势，适当调整规律轮流使用抗菌药物，以减少细菌耐药的产生及其对人类健康的威胁.