儿童耐碳青霉烯类肠杆菌目细菌感染治疗药物研究进展

周 冉，方玉婷，苏 丹，沈爱宗

(中国科学技术大学附属第一医院 安徽省立医院药剂科，安徽 合肥 230001)

2017年，世界卫生组织(WHO)首次公布了对人类健康威胁最大、急需新型抗菌药物的耐药菌名单，其中耐碳青霉烯类肠杆菌目细菌(carbapenem-resistant Enterobacterales，CRE)、耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌 (carbapenem-resistantAcinetobacterbaumannii，CRAB) 、耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌 (carbapenem-resistantPseudomonasaeruginosa，CRPA) 被列为优先级名单[1]。据统计[2]，全球每年约有150万～450万例患者因CRE感染导致住院，严重威胁公众健康。

儿童是CRE感染的易感人群。近年来，CRE在儿童中的检出率逐年增加，且与临床不良结局密切相关[3-4]。然而由于儿童其特殊的的药代动力学(pharmacokinetic，PK)和药效动力学(pharmacodynamic，PD)特点及儿童CRE感染治疗的临床数据缺乏，使得其治疗成为儿科医生面临的巨大挑战。为此，本文收集近来年儿童CRE感染的相关知识，深入了解其流行病学特点、耐药机制及治疗策略进展，尤其关注近年来新上市的抗菌药物，旨在为儿童CRE的治疗提供参考和依据。

1 CRE的耐药机制

CRE是指对碳青霉烯类抗生素不敏感(中介或耐药)的肠杆菌目细菌，即对亚胺培南、美罗培南的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration，MIC)≥4 μg/mL或对厄他培南的MIC≥2 μg/mL。儿童CRE感染常见的细菌包括肠杆菌属细菌、肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌等。目前认为肠杆菌目细菌对碳青霉烯类抗生素的耐药机制主要有以下3种：(1)产碳青霉烯酶。根据Ambler分类法，将碳青霉烯酶分为A、B、D三类，A类为丝氨酸蛋白酶，其中KPC最为常见；B类为金属酶，包括IMP、VIM、NDM；D类则主要包括OXA-23和OXA-48等。(2)外膜蛋白突变或表达下降，减少抗菌药物进入细菌细胞内，进而产生耐药，涉及的膜孔蛋白主要有OmpC、OmpF、OmpK 35、OmpK 36等。(3)由于细菌细胞膜上的外排泵高表达，将细胞内的抗菌药物大量泵出，降低细胞内抗菌药物浓度从而产生耐药。CRE的外排泵，主要是指AcrAB-TolC。

2 CRE感染的流行病学特点

自1996年美国北卡罗来纳州分离出第1株耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌(KPC-1)开始，CRE在全球范围内迅速传播。据报道[5-6]，美国、欧洲住院患者CRE感染率已达2.93/100 000、1.3/10 000。2018年一项多中心研究[7]结果显示，中国出院患者CRE感染率为4/10 000，不同地区疾病负担差异显著，江苏最高，青海最低；其中，89%CRE产碳青霉烯酶，KPC和NDM分型分别占50%、33.5%。

儿童CRE感染的流行病学研究数据有限，但世界范围内KPC和NDM依然是感染儿童菌株中最常见的碳青霉烯酶[8]。我国儿童感染菌株中最常见的碳青霉烯酶为NDM-1，其次为KPC-2。然而近年来，上海、山东等地区出现多次关于感染儿童产VIM、IMP分离株的报道[9-11]，甚至出现相关的暴发流行。因此，应重视和预防儿童群体中耐药菌和携带耐药基因菌株的传播。

3 儿童CRE感染的治疗策略

3.1 碳青霉烯类抗生素

3.1.1 增加给药剂量和延长输注时间 当游离碳青霉烯类抗生素的%T>MIC，即% fT> MIC，当T高于MIC的时间超过40%，其临床疗效最佳[12]。在健康儿童中进行药代动力学研究[13]发现，当MIC>8 μg/mL时，延长美罗培南输注时间至3 h可达到PK/PD目标。一项危重症患儿(1～9岁)的研究[14]结果显示，由于全身炎症反应综合征(SIRS)和败血症导致表观分布容积的改变，当美罗培南MIC≤2 μg/mL时，即使给予美罗培南20～40 mg/kg，q8h亦无法达到理想的PD目标；延长输注时间至3～4 h或24 h的连续输注，可达到40%fT>MIC；如需达到80%fT>MIC，则至少需要每日120～160 mg/kg，持续输注。有研究[15]表明，患儿病死率在碳青霉烯类抗生素对感染菌MIC>8 μg/mL时，高于MIC≤8 μg/mL时(100% VS 45.5%，P=0.014)。

因此，当分离株MIC≤2 μg/mL时，可考虑给予美罗培南40 mg/kg，q8h，持续输注3 h (最大剂量不超过2 000 mg)；当MIC≥4 μg/mL时，则应考虑选用其他抗CRE药物，以获得更好的临床结局。

3.1.2 双碳联合疗法(double carbapenem therapy，DCT) 2011年Bulik和Nicolau首次提出了DCT，即使用美罗培南或多利培南(延长输注3～4 h)联合厄他培南(输注时间30～60 min)进行治疗[16]。假说认为由于厄他培南对KPC具有高度亲和力而首先被水解，进而发挥牺牲作用，保证另一碳青霉烯类高浓度的抑菌作用。Mashni等[17]回顾了DCT治疗产碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌(carbapenemase-producingKlebsiellapneumoniae，CRKP)感染患者的临床数据，涉及8 个病例报告和 6 项临床研究(共171例患者)，70%的患者临床和微生物学治疗成功，病死率为24%，远低于单药治疗的病死率(22% VS 72%)，证实DCT 是治疗CPKP重症感染的一种有效、安全的策略。然而，目前DCT研究主要针对产A类碳青霉烯酶(如KPC)的肺炎克雷伯菌，对NDM和OXA的活性有待进一步探究。

3.2 多粘菌素 多粘菌素是多肽类抗菌药物，包括多粘菌素E(粘菌素)和多粘菌素B。多粘菌素E是以前体药物粘菌素甲磺酸盐(colistin methanesulfonate，CMS)存在，需在体内转化为活性成分才可发挥作用，其过程缓慢且不稳定，个体差异较大。多粘菌素B则直接以活性形式给药，可更快的达到目标血药浓度；由于其不通过肾排泄，肾功能不全患者不必调整剂量。在多粘菌素治疗儿童CRE感染的系列研究中，其临床治愈率可达70%，但较之联合用药，单药治疗病死率更高，不良反应更多[18-19]。Vardakas等[20]评价了多粘菌素E和多粘菌素B治疗多重耐药菌感染患者的临床疗效，结果显示，二者临床结局无统计学差异，但多粘菌素B引起的肾毒性明显较低。

鉴于此，对于产MBL分离株的CRE感染患儿，可考虑使用多粘菌素B进行治疗，推荐给予负荷剂量并联合用药(负荷剂量25 000 U/kg，维持剂量15 000 U/kg，q12h，最大剂量不超过2 000 000 U/d)[21]。

3.3 替加环素 替加环素是甘氨酰环素，体外试验对CRE敏感率可达89%。因给药后迅速分布到组织器官中，标准剂量下难以达到有效血药浓度。治疗成人CRE时被证实高剂量替加环素(100 mg，q12h)与患者临床结局改善呈正相关[22]。Purdy等[23]对8～11岁儿童进行的Ⅱ期临床试验获得相似结论：分别给予患儿替加环素0.75、1、1.25 mg/kg，q12h，结果发现，当剂量为1.25 mg/kg，q12h时，82%的患儿可达到PK/PD目标。另一项危重患儿的研究[24]发现，当替加环素与其他抗菌药物(粘菌素或者氨基糖苷类)联合使用，负荷剂量4 mg/kg，维持剂量2～3.2 mg/kg，q12h，患儿耐受性较好，尤其在非菌血症患儿中临床疗效显著(菌血症与非菌血症病死率之比为86% VS 24%，P=0.009)。

因此，替加环素用于治疗CRE患儿时，通常建议联合用药，推荐给予较高的负荷剂量和维持剂量(2～3.2 mg/kg，q12h)。此外，替加环素应谨慎用于8岁以下儿童，避免出现牙齿变色和牙釉质发育不全等不良反应。

3.4 抗CRE新药

3.4.1 头孢他啶/阿维巴坦(ceftazidime-avibactam，CAZ/AVI) CAZ/AVI是一种新的β-内酰胺/β-内酰胺酶抑制剂(β-lactam/β-lactamase inhibitors，βL-βLI)，AVI对KPC、AmpC、OXA-48活性较高，对MBL无活性。Tumbarello、van Duin等[25-26]报道了CAZ/AVI治疗成人CRE患者的临床研究，与其他药物(碳青霉烯类、多粘菌素、替加环素联合氨基糖苷类)相比，使用CAZ/AVI的感染患者病死率更低。随后，两项Ⅱ期试验陆续评价了CAZ/AVI在儿童CRE治疗中的有效性和安全性，结果与成人研究相似。2019年3月，CAZ/AVI被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于3个月以上儿童的复杂性腹腔感染和复杂性尿路感染[27-28]。Iosifidis等[29]评价了CAZ/AVI对8例<5 岁CRE感染患儿的疗效，给予剂量62.5 mg/kg，q8h，结果所有患儿均表现出良好的临床疗效且无明显不良反应。

因此，CAZ/AVI用于治疗CRE感染患儿时，年龄3～6个月，建议CAZ 40 mg/kg+AVI 10 mg/kg，q8h，持续输注2 h；年龄6个月～2岁，CAZ 50 mg/kg+AVI 12.5 mg/kg，q8h，持续输注2 h；年龄2～18岁，CAZ 50 mg/kg(最大剂量2 000 mg)+AVI 12 mg/kg(最大剂量500 mg)，q8h，持续输注2 h。值得注意的是，CAZ/AVI在临床治疗中已出现耐药性，尤其在产KPC-3的分离株中，发生率达10%，需引起临床重视[30]。

3.4.2 Meropenem/Vaborbactam(MER/VAB) MER/VAB是2017年FDA批准的一种新的βL/βLI组合，VAB是一种基于环硼酸的新型β-内酰胺酶抑制剂，对KPC具有较高活性，对MBL和OXA无效。TangoⅡ试验评价了MER/VAB与碳青霉烯类、氨基糖苷类、多粘菌素、替加环素等单药或联合CAZ/AVI的方案在治疗严重CRE感染时的疗效和安全性，结果表明，较之BAT，MER/VAB临床疗效更好(65.6% VS 33.3%，P=0.03)，肾毒性更低(31.3% VS 80.0%，P<0.001)[31]。MER/VAB在儿科领域的报道仅限于个案，1例4 岁患儿，血培养为产KPC的CRE，给予MER/VAB 40 mg/kg，q6h，持续输注3 h，14 d后患儿血培养成功转阴[32]。目前TANGOKIDS试验(NCT02687906)正在评估MER/VAB在儿童中应用的PK参数、最适剂量及安全性，期待尽快给出更多有价值的参考。

3.4.3 Imipenem/Relebactam(IMI/REL) REL作为一种新型β-内酰胺酶抑制药，属于二氮杂双环辛酮化合物(diazabicyclooctanes，DBOs)，对KPC具有高度活性，对MBL无活性，于2019年7月由FDA批准上市。Mostsch等[33]一项Ⅱ期临床试验评价了IMI/REL和亚胺培南+粘菌素对CRE引起的医院获得性肺炎、复杂性腹腔感染、复杂性尿路感染的临床疗效及安全性，结果显示71% IMI/REL组和70%的亚胺培南+粘菌素组观察到良好的总体反应(90%CI：-27.5，21.4)，不良反应发生率为16% VS 31%，肾毒性发生率为10% VS 56%，IMI/REL可能是治疗CRE感染的有效且耐受性良好的选择。目前针对IMI/REL在革兰阴性杆菌感染患儿中的PK研究(NCT03230916)及疗效、安全性评估研究(NCT03969901)正在进行，未来将提供更多儿科用药的可靠证据。

3.4.4 Eravacycline Eravacycline是一种新型的含氟四环素类衍生物，体外试验中对KPC、MBL和OXA-48活性较高，对CRE的活性是替加环素的2倍[34]。Ⅱ期临床试验显示，与厄他培南和美罗培南相比，其耐受性好，临床治愈率高，具有统计学意义的非劣效性[35]，2018年8月被FDA批准用于复杂性腹腔感染。值得注意的是，由于临床试验(NCT01978938 和 NCT03032510)未显示其对复杂性尿路感染的临床治愈或微生物学的有效性，Eravacycline并不适用于复杂性尿路感染。目前一项多中心临床试验(NCT03696550)正在进行，评价Eravacycline在儿童细菌性感染中PK目标和安全性，期待项目完成给出有价值的参考依据。

3.4.5 Plazomicin Plazomicin是新一代氨基糖苷类抗菌药物，对KPC和OXA-48活性较高，对MBL亦有一定活性。2018年6月获 FDA 批准，用于有限或无替代治疗的复杂性尿路感染，对于肾功能正常患者，推荐剂量为15 mg/kg，q24h[36]。CARE试验评价了Plazomicin与粘菌素联合治疗成人CRE血流感染或医院获得性肺炎的有效性和安全性：患者分别接受Plazomicin或粘菌素联合美罗培南/替加环素治疗，结果显示，较之粘菌素联合组，Plazomicin组患者28天死亡率更低(7.1% VS 40.0%)，严重不良反应发生率亦更低(50% VS 81%)[37]。

4 总结与展望

儿童CRE的治疗是复杂且困难的。近年来出现的新型抗CRE药物在儿童临床试验上有滞后性，常常导致超说明书用药的情况出现，希望未来临床试验更多的关注这一特殊群体给出更有价值的参考。目前对于儿童CRE的治疗，需要根据患儿的病理生理、当地CRE的检出情况、具体的药敏结果和抗菌药物PK/PD特征等综合考虑，多措并举，关注细节，才能降低CRE患儿不良临床结局，改善预后。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。