第二节　细菌耐药性及其变迁

随着抗菌药物在临床上广泛使用产生的选择性压力，细菌耐药性也随之产生。细菌耐药性是由位于染色体或染色体外DNA片段上的耐药基因所编码，并可通过转移接合、转导、转座和转化等方式在细菌间传播，其中以转移接合为最重要。在耐药性传播的过程中，耐药基因又可与新的耐药基因重新组合而产生对多种不同抗菌药耐药的多重耐药菌株，致使细菌耐药性问题日趋严重，成为临床治疗的棘手问题。目前细菌耐药性在国内外临床普遍存在，对危重感染患者和医院感染患者构成威胁。

一、细菌的耐药性

细菌耐药性是细菌抵御抗菌药物杀菌或抑菌作用的防御功能，也是一种生物学表型。细菌耐药性可以通过基因突变成为细菌的耐药特征传给子代，或通过耐药基因的转移，导致耐药基因扩散。耐药基因编码多种耐药机制抵制抗菌药物的作用。抗菌药物杀灭敏感菌后存留的耐药菌得以生长繁殖。抗菌药物的广泛使用导致选择性压力增加，促使耐药菌大量繁殖或发生感染。

细菌耐药性也可为某种细菌所固有，即细菌的天然或固有耐药性。其原因可能由于细菌缺少药物作用的靶位，或细菌具有天然屏障致药物无法进入细菌体内。例如，万古霉素不能穿透革兰阴性杆菌的外膜进入菌体，致革兰阴性细菌对万古霉素天然耐药。肠球菌属的青霉素结合蛋白不易与头孢菌素类结合，造成肠球菌属对头孢菌素类天然耐药。细菌也可获得耐药基因，使原来敏感的细菌变为耐药，即细菌的获得耐药性。获得性耐药是目前临床最主要的耐药问题。

二、细菌耐药性的遗传学基础

这里所述的耐药性均指获得性耐药。

1.染色体介导或突变产生的耐药性　主要为遗传基因DNA发生变化的结果，发生率很低（10^-5～10^-9），通常只对一种或两种抗菌药物耐药，且较稳定，其产生和消失与药物接触无关，耐药性可随细菌分裂而传至后代。由突变产生的耐药菌生长和细胞分裂变慢，竞争能力也变弱，因此在自然界的耐药菌中不占重要地位。

2.质粒介导的耐药性　一种染色体外的遗传物质。其DNA分子呈双股、环状、超螺旋结构存在，独立于染色体外而自我复制。质粒具有多种功能包括毒力、代谢能力等。如其DNA分子上带有耐药基因的质粒称为耐药质粒。常用“R”表示。耐药质粒广泛存在于革兰阳性和阴性细菌中，几乎所有病原菌均可具有耐药质粒。因此，通过耐药质粒传递的耐药现象在自然界发生的细菌耐药现象中最为主要，也最多见。耐药质粒有接合型质粒（conjugative plasmid）和非接合型质粒（nonconjugative plasmid）两种类型。

耐药质粒在细菌间的转移方式有：①转化：耐药菌溶解后释放DNA进入敏感菌，与后者体内同种基因重新组合，使敏感菌耐药，转化过程限于革兰阳性细菌。②转导：耐药菌通过噬菌体将耐药基因转移给敏感菌，转导是金葡菌耐药性转移的主要方式。③接合：通过耐药菌和敏感菌的直接接触，由耐药菌将耐药基因转移给敏感菌。接合转移是革兰阴性杆菌耐药性转移的主要方式，一次可完成对多种抗生素的耐药性转移。④转座：耐药基因及其两侧相连的插入顺序组成转座子，可从一个质粒转移到另一个质粒，自质粒到染色体或从质粒到噬菌体等。这种方式可使耐药基因增多，易于传递播散，造成医院内或医院外感染流行。⑤整合子：在对细菌耐药基因转移的研究中，常发现有一种特殊的基因片段位于转座子和接合性质粒上。由于该基因片段的存在及位点特异的基因重组，对耐药基因的重组和扩散起了重要的作用，并被称为整合子。近来的研究发现几乎近60%的肠杆菌科细菌携带有整合子。

三、耐药性产生的机制

1.灭活酶或钝化酶的产生　（目前已分离出的品种）

（1）β-内酰胺酶（β-lactamase）：其分类见表1-2，由革兰阳性细菌产生者以金葡菌产生的青霉素酶最重要。由革兰阴性菌所产生者有染色体介导酶（包括头孢菌素酶和广谱酶等）和质粒介导酶，后者在革兰阴性杆菌耐药性的产生中亦占重要地位。近年来陆续分离的β-内酰胺酶已超过400多种，尤其20世纪90年代前后新一代头孢菌素和广谱β-内酰胺类广泛应用于临床后，一些革兰阴性杆菌可产生超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）、质粒介导Amp C酶以及碳青霉烯酶等，能使许多β-内酰胺类新品种被水解失活，造成治疗失败。

表1-2　β-内酰胺酶的分类

注：P＝质粒；C＝染色体。

（2）氯霉素乙酰转移酶：某些金葡菌、表葡菌、D群链球菌和肺炎链球菌、革兰阴性杆菌可产生此酶，使氯霉素转变为无抗菌活性的代谢物。此酶由质粒介导。

（3）氨基糖苷类钝化酶：多由质粒介导，主要有磷酸转移酶（APH）、乙酰转移酶（AAC）和核苷转移酶（ADD）三大类，通过对氨基糖苷类分子结构的不同活性基团进行修饰，使之失去抗菌活性。三类酶根据所作用氨基糖苷类品种不同和作用部位的不同，又可分为许多种，一种氨基糖苷类可为多种钝化酶所作用，同一种钝化酶又可作用于不同的氨基糖苷类。已发现的氨基糖苷类钝化酶在30种以上。

产生灭活酶是引起细菌耐药性的最重要机制。临床上应用青霉素可诱导金葡菌产酶株产生大量β-内酰胺酶，导致治疗失败。因此，凡产生β-内酰胺酶的金葡菌，不管其体外药敏试验结果如何，均应视为对青霉素耐药而改用其他抗菌药物。

2.抗生素的渗透障碍　由于细菌细胞壁或细胞膜通透性改变，抗生素无法进入细胞内而发挥抗菌作用。细菌可改变细胞壁的孔蛋白通道，使青霉素类、头孢菌素类和氨基糖苷类不能进入菌体；或改变细胞膜的能量供应，防止细菌摄入氨基糖苷类；或由于细胞膜上的药物主动外排系统，促使抗菌药物从菌体内排出。根据研究主动外排系统并非只存在于耐药菌，也存在于敏感细菌中，但在耐药菌中该系统被激活而导致细菌耐药。

3.药物作用靶位的改变　细菌可能改变其双氢叶酸合成酶的结构而使磺胺药不易与之结合，因而引起对磺胺类药物耐药。细菌还可改变青霉素结合蛋白（PBPs）的结构，复制或产生新的PBPs，减少其与β-内酰胺类抗生素的结合，因而对β-内酰胺类耐药。此种靶位结构的改变可受染色体或质粒控制。

4.其他　细菌尚可增加抗菌药物拮抗物的产量而导致耐药，如金葡菌耐磺胺药菌株的对氨苯甲酸（PABA）产量可为敏感菌的20倍。

近年来，有学者将细菌形成生物膜也视作是细菌耐药机制之一。原因是：①抗菌药物不易渗入细菌生物膜，使药物对包裹在菌膜内的细菌无法发挥抗菌作用；②细菌形成生物膜后，处于休眠期，其代谢减低，而多数抗菌药物仅对于生长期的细菌具有抗菌活性；③生物膜内的细菌具有一种独特的生物学特征，能抵御抗菌药物的作用。

无论质粒或染色体介导的耐药性，一般只发生于少数细菌中，难以与占压倒优势的敏感菌竞争，只有当敏感菌因抗菌药物的选择性作用被大量消灭后，耐药菌才得以大量繁殖并导致各种感染。因此，细菌耐药性的发生和发展是抗菌药物广泛应用、特别是无指征滥用的后果。

四、细菌耐药性变迁及其防治

自从青霉素应用于临床后的2～3年内，75%的金葡菌即对其产生了耐药性。目前葡萄球菌中的产酶菌株约在95%左右，对青霉素均耐药。20世纪60年代欧洲首先报道耐甲氧西林金葡菌（MRSA）医院感染。到80年代耐甲氧西林的金葡菌（MRSA）已经遍布全球。在我国耐甲氧西林（或苯唑西林）金葡菌同样是革兰阳性菌中的主要问题。MRSA的发生率可达60%以上。由于该类耐药菌株含有mecA基因，编码产生PBP2a，后者对所有的β-内酰胺类抗菌药物包括青霉素类、头孢菌素类及其他β-内酰胺类抗生素的亲和力低，因此该菌对β-内酰胺类抗菌药物均呈耐药；即使有时体外药敏可呈现敏感，但临床疗效差。此外带有mecA基因的菌株由于其所在的转座子常带有对其他抗生素的耐药基因，使MRSA菌株常可对红霉素、克林霉素、四环素类、庆大霉素等氨基苷类及氟喹诺酮类同时耐药，但上述抗生素的耐药机制则各不相同。过去MRSA对万古霉素均呈敏感，但国外新近已出现个别菌株（hVISA、VISA、VRSA）对万古霉素耐药。自1997年日本报道第1例hetero-VISA（Mu3）至2006年世界上已报道的VISA和VRSA菌株的国家有美国、法国、英国、德国、巴西、约旦和印度。我国还尚未见有关报道。早在1982年国外已有社区发生MRSA感染暴发流行的报道。这些患者既没有住院史，也没有MRSA感染的危险因素。多数患者临床表现为皮肤软组织感染，但也有少数严重侵袭性感染的报道。该类菌株除对β-内酰胺类和大环内酯类耐药外，对其他抗菌药物均敏感；且携带有SCCmecⅣ型染色体盒和PVL毒力基因，有别于从以往医院感染患者中分离获得的MRSA，这种菌株称为CA-MRSA（community-associated MRSA）。关于CA-MRSA感染在许多国家地区已有逐渐增多的报道。美国CDC在2003年公布的CA-MRSA的定义为：①在门诊或入院后48小时内分离的菌株；②在过去1年内无住院、外科手术、透析、入住家庭病房、使用护理设施等；③无留置导管或人工医疗装置。

20世纪80年代后，肠球菌属引起的感染显著增加，尤易发生在长期使用第三代头孢菌素后。粪肠球菌感染约占85%，屎肠球菌为5%～10%。据上海地区细菌耐药性资料2006年两者检出率分别占肠球菌属细菌的60.2%和32.0%，显示屎肠球菌感染呈上升趋势。大部分粪肠球菌属对青霉素和氨苄西林仍呈中度敏感，对所有头孢菌素耐药，屎肠球菌则对之多数耐药。近年来肠球菌属对链霉素和庆大霉素的耐药株亦显著增多，但通常对万古霉素敏感。粪肠球菌和屎肠球菌中高水平氨基糖苷类耐药菌株（high-leval aminoglycoside resistant enterococcus，HLARE）的检出率分别为55.6%和77.8%，提示上述菌株采用庆大霉素联合氨苄西林无协同抗菌作用。国内亦已有VRE的个别报道。

近20年来世界各地包括在亚洲地区已有许多国家都有关于耐青霉素肺炎链球菌的报道，其检出率正在逐年上升。我国目前儿童株中青霉素不敏感株（PISP和PRSP）的检出率已达80%，并出现了对第三代头孢菌素耐药的菌株；同时对红霉素的耐药率亦高达90%以上，应引起临床重视。化脓性链球菌和无乳链球菌等溶血链球菌对青霉素仍高度敏感，但各群溶血性链球菌对红霉素和克林霉素耐药率均高。

各种肠杆菌科细菌对亚胺培南和美罗培南仍十分敏感，除柠檬酸杆菌和沙雷菌属外，细菌耐药率均低于1%。肠杆菌科细菌对氨苄西林耐药率已高达64.4%～97.7%；对氨苄西林/舒巴坦的耐药率为10.3%～78.1%。对哌拉西林的耐药率为25.1%～78.7%，但对哌拉西林/他唑巴坦的耐药率为0.5%～23.8%。肠杆菌科细菌对头孢唑林（第一代头孢菌素）的耐药率为43.8%～61.5%，但肠杆菌属、摩根菌属、枸橼酸杆菌属、沙雷菌属的耐药率可高达75.3%～98.5%。肠杆菌科细菌对头孢呋辛（第二代头孢菌素）的耐药率为41.9%～58.9%，但肠杆菌属的耐药率可达53.9%～86.0%。肠杆菌科细菌对第三代头孢菌素如头孢噻肟，头孢他啶等的耐药率在25.5%～49.4%。大肠埃希菌对哌拉西林，庆大霉素，氟喹诺酮类（环丙沙星等）的耐药率可达50%～60%。

目前肠杆菌科细菌中：①大肠埃希菌、克雷伯菌属产超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）菌株的发生率日趋增多。有报道目前产ESBLs的大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌的检出率可达50%，导致细菌对第三代、第四代头孢菌素和氨曲南耐药；②肠杆菌属细菌耐药性迅速发展。除染色体介导的AmpC酶外，近年来在该类菌株中已检测出产质粒介导的AmpC酶，后者可通过质粒在肠杆菌科细菌中广泛传播；这些菌株还常同时产质粒介导的ESBLs，使细菌对第三代和第四代头孢菌素及氨曲南耐药，并对氨基糖苷类和氟喹诺酮类的耐药性增高。应引起临床注意。

志贺菌属细菌对氨苄西林、氯霉素和复方磺胺甲唑耐药率均＞70%，但对环丙沙星和头孢曲松较敏感（敏感率60%～82%）。伤寒和副伤寒甲沙门菌对氨苄西林、氯霉素和复方磺胺甲唑的耐药率（0%～25%）较其他沙门菌属菌株耐药率为低，对氨苄西林/舒巴坦、头孢曲松和环丙沙星均很敏感。

铜绿假单胞菌在糖非发酵菌中约占40.0%。该菌近年来对亚胺培南、美罗培南等碳青霉烯类抗菌药物的耐药率有较显著的增加，1995年该菌对亚胺培南的耐药率仅为7.7%，目前耐药率已超过20%。不动杆菌属细菌在非发酵菌中所占的比例约为30%，其中70%～80%为鲍曼不动杆菌。该菌对哌拉西林，第一、二、三、四代头孢菌素，庆大霉素，阿米卡星，氟喹诺酮类，氯霉素，四环素大多耐药，对碳青霉烯类仍极敏感。但近年来某些地区该菌对亚胺培南和美罗培南的耐药率已达15%～30%。该菌对舒巴坦有特殊的亲和性，因此头孢哌酮/舒巴坦和氨苄西林/舒巴坦对之具有良好的抗菌活性。据上海地区细菌耐药的监测资料显示，2006年该地区铜绿假单胞菌和不动杆菌属中分别已有3%～4%的泛耐药株（PDRS），即对半合成青霉素类、第三代和第四头孢菌素类、单环类、酶抑制剂复方制剂、碳青霉烯类、氨基糖苷类、氟喹诺酮类等均耐药（多黏菌素除外），且大多发生在重症监护病房、烧伤病房、神经外科等病房。

细菌耐药性的防治应注意：①合理使用抗菌药物，进行细菌耐药性监测，供临床选用抗菌药物的参考。用药前加强病原学检查，严格掌握用药的适应证；②医院中必须严格执行消毒隔离制度，防止耐药菌的交叉感染；③加强药政管理，规定抗菌药物必须凭处方供应，严格掌握新抗菌药物的审批，加强抗菌药物的质量监督及对于某些药物的控制使用等；④寻找和研制新的抗菌药物，以便有效地治疗和控制耐药菌感染。

（朱德妹）