【摘要】 目的 合理使用抗菌藥，減少耐藥性的產(chǎn)生，阻滯耐藥性感染的傳播。方法 從耐藥性產(chǎn)生及蔓延的規(guī)律研究制定遏制耐藥性的方法。 結果 耐藥性的產(chǎn)生，醫(yī)院是重要環(huán)節(jié)，醫(yī)院應該遏制和控制多重耐藥性微生物的高發(fā)比例，建立良好的微生物實驗室，不要為了預防感染而使用抗菌藥，加強PK/PD的研究,關閉或縮小MSW。結論抗菌藥耐藥性是一種自然的生物學現(xiàn)象，是細菌等微生物受到抗菌藥物使用的選擇性壓力的反應。因此，遏制耐藥性發(fā)生的根本方法是減少抗菌藥物不必要、不適當或不合理的使用。
【關鍵詞】 抗菌藥；耐藥性的產(chǎn)生；抗菌藥的PK/PD
耐藥性(resistance)是微生物對抗菌藥物的相對抗性，是微生物進化過程的自然界規(guī)律，也是微生物耐藥基因長期進化的必然結果。由于抗菌藥物殺死了敏感菌群，而對耐藥菌的存活和繁殖無效，所以耐藥性是過度使用和濫用抗菌藥的必然后果。
當前，耐藥菌的產(chǎn)生和蔓延已經(jīng)成為世界性問題。如肺炎、結核病和瘧疾等，由于其微生物對許多現(xiàn)有藥物產(chǎn)生了耐藥性而變得越來越難以治療。耐藥性是如何形成和發(fā)展的？如何遏制這一威脅？已經(jīng)成為全球關注的熱點問題。
1 耐藥性的類型
耐藥性分為：天然耐藥性、獲得耐藥性、多重耐藥性以及交叉耐藥性［1］。
天然耐藥性，又稱原發(fā)性耐藥性，遺傳性耐藥性,內(nèi)源性耐藥性,它決定抗菌譜。如全部腸桿菌科細菌對大環(huán)內(nèi)酯類、克林霉素、利萘唑酮、奎奴普丁和莫匹羅星；鮑曼不動桿菌對氨芐西林、阿莫西林和第一代頭孢菌素；銅綠假單胞菌對氨芐西林、阿莫西林、阿莫西林/克拉維酸、第一、二代頭孢菌素、頭孢噻肟、頭孢曲松、萘啶酸和甲氧嘧啶；肺炎鏈球菌對甲氧嘧啶和氨基糖苷類；嗜麥芽窄食單孢菌對亞胺培南；沙雷菌屬對氨芐西林、阿莫西林、阿莫西林/克 拉維酸、第一代頭孢菌素、頭孢呋辛和多黏菌素E均屬天然耐藥。天然耐藥性是某種細菌固有的特點，其原因可能是此類細菌具有天然屏障，藥物無法進入細菌體內(nèi)或由于細菌缺少對藥物敏感的靶位所至。
獲得性耐藥性是在微生物接觸抗菌藥物后,由于遺傳基因的變化、生存代謝途徑的改變而產(chǎn)生的耐藥性。獲得性耐藥性可分為相對耐藥性(又稱中間耐藥性)和絕對耐藥性(又稱高度耐藥性),前者是在一定時間內(nèi)MIC逐漸升高,后者即使高濃度也沒有抗菌活性,如耐慶大霉素的銅綠假單胞菌［2，3］。
獲得性耐藥性又有社會獲得性耐藥性和醫(yī)院獲得性耐藥性之分。常見的醫(yī)院獲得性耐藥菌株為耐甲氧西林金葡菌（MRSA）和凝固酶陰性葡萄球菌、耐萬古霉素腸球菌（VRE），多重耐藥菌有克雷伯桿菌屬、腸桿菌屬以及假單孢菌。常見的社會獲得性耐藥菌株有產(chǎn)β內(nèi)酰胺酶的大腸桿菌屬、耐阿莫西林的卡他莫拉菌，耐藥肺炎球菌，多重耐藥結核桿菌、沙門菌屬、志賀菌屬、彎曲菌屬以及耐青霉素淋病奈瑟菌屬。醫(yī)院獲得性感染，僅在美國一年就有40，000病例死亡，幾乎都是由耐藥菌所致；國內(nèi)對2000～ 2001年從13家醫(yī)院分離的805株革蘭陽性菌進行耐藥監(jiān)測。結果,MRSA檢出率為37.4%,其中醫(yī)院獲得性耐藥菌株的檢出率為89.2%，社會獲得性耐藥菌株為30.2%;MRSE為33.8%,耐青霉素肺炎球菌（PRSP）為26.6%,屎腸球菌(AREF)對氨芐青霉素耐藥率為73.8%。大腸桿菌對各種喹諾酮類呈交叉耐藥,耐藥率高達60%。
多重耐藥性是指同時對多種抗菌藥物發(fā)生的耐藥性。是外排膜泵基因突變和外膜滲透性的改變及產(chǎn)生超廣譜酶所致［4，5 ］。最多見的是耐多藥結核桿菌和耐甲氧西林金葡菌, 以及在ICU中出現(xiàn)的鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌,僅對青霉烯類敏感;嗜麥芽窄食單胞菌幾乎對復方新諾明以外的全部抗菌藥耐藥。
交叉耐藥性是指藥物間的耐藥性互相傳遞,主要發(fā)生在結構相似的抗菌藥物之間。如目前大腸桿菌對喹諾酮類的交叉耐藥率已超過60%。
2 耐藥性的產(chǎn)生及蔓延
細菌耐藥性可通過在某一核苷酸堿基對發(fā)生突變，導致抗菌藥物作用靶位的改變，或通過細菌DNA 的全部重排，包括倒位、復制、插入、中間缺失或細菌染色體DNA的大段序列的“轉座子”或插入順序來完成，也可由質粒或其他遺傳片段所攜帶的外來DNA 片段，導致細菌產(chǎn)生耐藥性［4］。
質粒是一種染色體外的DNA，耐藥質粒廣泛存在于革蘭陽性和陰性細菌中，幾乎所有致病菌都有耐藥質粒。因此通過耐藥質粒傳遞的耐藥現(xiàn)象最為主要，也最常見。耐藥質粒有兩種主要類型，即接合型質粒和非接合型質粒。接合型質粒的耐藥因子包括具有一個至數(shù)個耐藥基因，通過改變細菌細胞壁或細胞膜的通透性，或阻斷抗菌藥到達作用靶位等作用，使細菌對抗菌藥產(chǎn)生耐藥的決定因子，以及負責耐藥因子轉移時所需物質的制備和合成的耐藥轉移因子。非接合型質粒的耐藥因子僅有耐藥決定因子而無耐藥轉移因子，故不能通過細菌接合轉移。
抗菌藥有多種類型，但細菌在抵抗各個藥物的作用時，可通過一種或多種途徑對一種或多種不同類型的抗菌藥產(chǎn)生耐藥性。主要有：
（1）產(chǎn)生藥物失活酶或鈍化酶。如β內(nèi)酰胺酶(β-lactamase)使β內(nèi)酰胺類抗菌藥的酰胺鍵斷裂而失去抗菌活性［4，6］。目前最重要的β內(nèi)酰胺酶是超廣譜β內(nèi)酰胺酶(ESBLs)、染色體異型酶(AmpC)和OXA。ESBLs主要由質粒介導, 大約有160余種，分為TEM、SHV、OXA等類型。TEM 型由廣譜酶TEM-1 和TEM-2 的基因發(fā)生突變，造成1～4 個氨基酸改變形成的一系列酶蛋白，目前大約有70余種。SHV 型有30余種，由廣譜酶SHV-1 的基因發(fā)生突變，造成1～4 個氨基酸改變而形成。OXA 型有13 種，主要的水解底物是苯唑西林，故又命名為OXA，是來源于OXA-1、OXA-2和OXA-10三種基因發(fā)生突變所至。ESBLs 主要在肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌中發(fā)現(xiàn)，在腸桿菌屬、變形桿菌屬、沙雷菌屬等其他腸桿菌科及銅綠假單胞菌中也多有發(fā)現(xiàn)。ESBLs導致細菌對第三代頭孢菌素、氨曲南及第四代頭孢菌素耐藥。AmpC既可由染色體介導,也可由質粒介導,因對頭孢菌素水解率高于青霉素類,故又稱為頭孢菌素酶,迄今已達30余種，已報道［7～9］的質粒介導AmpC 型酶有MIR-1、 ACT-1、 CMY-2、 LAT-1、 LAT-2 等;OXA是 ESBLs酶的一種，又稱金屬β內(nèi)酰胺酶或碳青霉烯水解酶，能滅活青霉素、頭孢菌素和碳青霉烯類抗菌藥,甚至能滅活酶抑制劑,包括克拉維酸、舒巴坦和他唑巴坦等。
氨基苷類鈍化酶是細菌對氨基苷類產(chǎn)生耐藥性的最常見也是重要的機制。許多革蘭陰性桿菌、金葡菌和腸球菌屬等均可產(chǎn)生鈍化酶，對氨基苷類分子結構中的氨基糖分子的活性基因進行修飾而使之失去抗菌作用。目前已知有乙酰轉移酶(AAC)、磷酸轉移酶(APH)和核苷轉移酶(AAD 或ANT)3類鈍化酶。不同的氨基苷類可為同一種酶所鈍化，而同一抗菌藥又可為多種鈍化酶所鈍化。這是因為一種抗菌藥的分子結構中可能存在多個結合點所致。例如妥布霉素可為6 種酶所鈍化，慶大霉素可為5 種酶所鈍化，而阿米卡星則主要為一種AAC所鈍化。
（2）靶部位發(fā)生改變。細菌可改變抗菌藥與核糖體的結合部位而導致大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素類和氨基苷類等藥物不能與其作用靶位結合，也可阻斷抗菌藥抑制細菌合成蛋白質的能力。細菌對大環(huán)內(nèi)酯類的耐藥主要是因為核糖體50S的腺嘌呤殘基轉錄后甲基化，使藥物不能與核糖體結合而抑制了蛋白質的合成。細菌核糖體30S 亞單位的S12 蛋白可發(fā)生突變，使鏈霉素不能與核糖體結合而導致耐藥。革蘭陽性菌可由于其青霉素結合蛋白(PBPs)的改變，使其與β內(nèi)酰胺類抗菌藥的親和力降低，導致細菌耐藥。例如肺炎鏈球菌可以從耐青霉素鏈球菌屬中獲得耐藥基因片段與自身基因組合成鑲嵌式耐藥基因，使之成為耐青霉素肺炎鏈球菌。金葡菌與屎腸球菌中的一些菌株可誘導產(chǎn)生新的PBPs，與β內(nèi)酰胺類的親和力明顯降低，造成細菌耐藥。在淋病奈瑟球菌和流感嗜血桿菌等革蘭陰性菌的某些菌株中也存在與β內(nèi)酰胺類親和力降低的PBPs 而導致細菌耐藥［3］。
（3）膜泵外排。細菌普遍存在著主動外排系統(tǒng)，它們能將進入細胞內(nèi)的多種抗菌藥物主動泵出細胞外，導致細菌耐藥。目前已知有5個家族、20多種外排泵。主動外排系統(tǒng)首先是在大腸埃希菌對四環(huán)素的耐藥機制研究中發(fā)現(xiàn)的。細菌中的主動外排系統(tǒng)可分為4類： MF 類、RND 類、Smr 類和ABC 類。在銅綠假單胞菌、淋病奈瑟球菌、肺炎克雷伯菌、包皮垢分支桿菌、金葡菌、大腸埃希菌、肺炎鏈球菌、化膿鏈球菌等細菌以及白念珠菌中均存在主動外排系統(tǒng)。氯霉素、紅霉素、氟喹諾酮類和β內(nèi)酰胺類等抗菌藥物均可由一種或數(shù)種主動外排系統(tǒng)泵出細胞外。
（4）其他。如建立靶旁路系統(tǒng)，使金葡菌產(chǎn)生青霉素結合蛋白PBP2a，取代了固有的青霉素結合蛋白PBPs，與β內(nèi)酰胺類抗生素的親和力減低，致甲氧西林對金葡菌耐藥； 改變代謝途徑, 使抗菌藥物與細菌生長所必須物質如葉酸結合,影響其生長繁殖;降低細胞膜(或壁)的通透性，導致細菌膜蛋白變性、膜孔蛋白缺損或形成生物膜，使亞胺培南對銅綠假單孢菌耐藥等［9］。
通常情況下，由染色體介導的耐藥性，耐藥基因是由染色體編碼介導,即DNA或RNA突變所致，耐藥菌往往有一定缺陷，其特點是發(fā)生率較低(1/105)。但質粒(又稱R-質粒)介導產(chǎn)生的耐藥菌則與敏感菌一樣，特點是通過轉化、轉導、結合及易位等方式,其發(fā)生率高，通常表現(xiàn)在產(chǎn)生失活酶或修飾酶而耐藥。可迅速生長繁殖，并可在正常人和體弱者中引起感染。無論質粒或染色體介導的耐藥性，一般只發(fā)生于少數(shù)細菌中，難于與占壓倒優(yōu)勢的敏感菌競爭，故其危害性不大。只有當敏感菌因抗菌藥物的選擇性作用而被大量殺滅后，耐藥菌才得以大量繁殖而成為優(yōu)勢菌，并導致各種感染的發(fā)生。因此，細菌耐藥性的發(fā)生和發(fā)展是抗菌藥物廣泛應用，特別是無指征的過度使用和濫用的后果。
耐藥基因和耐藥菌株在人與人或人與畜之間均能夠傳播與蔓延。當一個病人感染耐藥菌株，就可以成為重要的傳播源。在醫(yī)院，一個感染了MRSA的病人，往往成為其他許多人感染或帶菌的來源。因此，在采取行動遏制耐藥性時，除了應該考慮耐藥性的出現(xiàn)，也必須考慮耐藥菌株的傳播。
單一微生物細胞能夠攜帶耐藥基因對付整個系列的、完全不相關的抗菌藥物。例如引起痢疾的志賀菌，它的基因鏈的每一個耐藥性編碼都能對抗一種不同的抗菌藥，所以它對任何一種抗菌藥可產(chǎn)生耐藥性。而且這一基因鏈能夠從一個細菌細胞傳遞到另一個細胞。因此，一種以往敏感的志賀菌，在一次攻擊過程中，就可以獲取5個或6個耐藥基因。一個細菌在24h內(nèi)可將耐藥基因留下1,677,722個后代，還橫向傳給其他細菌［3，9］。
抗菌藥物本身并不產(chǎn)生耐藥性，只是在抗菌藥物被不合理使用時才加劇這一過程。當抗菌藥物自然選擇有利于產(chǎn)生耐藥性基因的細菌生存時，耐藥性便產(chǎn)生了。所有抗菌藥物的使用，無論適宜與否，都對細菌群有一種選擇性的壓力，而且抗菌藥物使用越多，壓力越大。所以，不適當?shù)厥褂茫ㄋ幤返腻e誤選擇、劑量不正確或不良的治療順應性等都能造成耐藥菌的產(chǎn)生。如肺炎，及時用青霉素治療，肺炎鏈球菌就會被殺死，感染在耐藥性出現(xiàn)之前得到治愈。然而，若藥物劑量或給藥間隔時間不準確，青霉素對肺炎鏈球菌的耐受突變株就有時間產(chǎn)生、繁殖、并替代對青霉素易感的菌群，不僅治療結果不好，而且使急性感染中的肺炎鏈球菌也就成了許多第一線藥品的耐藥菌。
據(jù)WHO最新估計，發(fā)達國家醫(yī)院抗菌藥物的使用率為30%，美國是20%、英國是22%。而我國抗菌藥物的使用率為60%～70%，過度使用和濫用的情況已很突出，細菌耐藥問題也十分突出［10，11］。葡萄球菌中耐甲氧西林的菌株已占金葡萄菌株的64%，占凝固酶陰性葡萄球菌的77%。這些細菌對青霉素類、頭孢菌素類、紅霉素、慶大霉素等常用抗菌藥多數(shù)耐藥。在我國目前用于MRSA治療的藥物主要用糖肽類、萬古霉素、替考拉寧、鏈陽霉素和利奈唑烷。腸球菌的主要耐藥問題是耐萬古霉素的腸球菌（VRE）和高耐氨基糖苷類的高耐藥菌株（HLAR）。全國26家醫(yī)院，HLAR占耐慶大霉素菌株的60%～80%，糞腸球菌與對萬古霉素和替考拉寧的耐藥率分別為2.95%、0.83%，屎腸球菌則為5%和3%。大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌是易產(chǎn)超廣譜β內(nèi)酰胺酶（ESBLs）的主要菌株［9］，在我國1994年ESBLs分別為10%和12%，2000年分別為25%和30%，2001年分別為35.3%和32.7%。由于產(chǎn)ESBLs菌常對青霉素類、頭孢菌素類和單酰胺類藥物治療不佳，使病死率升高。
另據(jù)國家細菌耐藥性監(jiān)測中心2002年的報告(60余家醫(yī)院)［12，13］。MRSA的平均耐藥率，1988年為34.8%，1999年為33.8%，2000年為29.7%。MRSA對慶大霉素的耐藥率為65.7%，氯霉素為44%，環(huán)丙沙星為73.7%,紅霉素為89.1%,復方新諾明為67%,四環(huán)素為61%。
我國結核病人耐藥率已達到28.1%～41.1%，其中一部分病人對目前常用的抗結核藥物已無效，成為長期細菌的感染源和結核控制中的一大難題。
3 耐藥性的預防和遏制
抗菌藥耐藥性是一種自然的生物學現(xiàn)象，是細菌等微生物受到抗菌物藥使用的選擇性壓力的反應。最主要的辦法是預防感染，其后才是遏制問題。自從抗菌藥使用以來，它就促使了耐藥性的產(chǎn)生，因此，任何遏制戰(zhàn)略都應該歸結于盡量減少抗菌藥物不必要、不適當或者不合理的使用。
對于藥耐藥性的產(chǎn)生，醫(yī)院是一重要環(huán)節(jié)，因為高度易感染病人常常需要延長抗菌藥治療，并出現(xiàn)交叉感染的問題。每家醫(yī)院都應該遏制和控制多重耐藥菌的高發(fā)比例，有效的控制醫(yī)院感染，具體的做法是：
（1）建立良好的微生物實驗室，并發(fā)揮其診斷服務的重要作用。（2）加強抗菌藥物處方的管理，限制抗菌藥臨床適應證范圍。（3）預防多重耐藥菌在院內(nèi)的傳播，加強院內(nèi)感染的控制。（4）提高患者正確使用抗菌藥的認識，即抗菌藥不能隨便用。用抗菌藥來對付感冒，基本上是沒有用的。（5）抗菌藥使用的原則是能用窄譜的就不用廣譜的，能用低級的就不用高級的，用一種能解決問題的就不要幾種聯(lián)合用。（6）一般情況下，不要為了預防而使用抗菌藥，特別是廣譜抗菌藥。還要避免外用青霉素類、頭孢菌素類及氨基糖苷類抗生素，不要把這些抗菌藥配成液體沖洗傷口，避免誘發(fā)耐藥細菌的產(chǎn)生。（7）嚴格控制抗生素的預防使用和非醫(yī)療中農(nóng)、林、牧、副、漁以及飼料的抗生素使用。（8）采取限用策略，如輪作制，即將某些抗菌藥停用一段時期后再用，以恢復細菌對藥物的敏感性。（9）根據(jù)藥效學/藥動學（PK/PD）特征制訂方案等［14～16］。
抗菌藥分為濃度依賴型和時間依賴型二種類型，所以在根據(jù)PK/PD參數(shù)制訂給藥方案時，也有較大的不同。濃度依賴型抗菌藥，濃度越高殺菌力越強，如喹諾酮類、氨基糖苷類、兩性霉素B和甲硝唑等。其藥效學參數(shù)是：24h藥物濃度時間曲線下面積（AUC）/MIC，即AUIC>125～250時不但起效快,且能有效地殺滅細菌和抑制耐藥菌株產(chǎn)生,臨床有效率可達>90%，故應該大劑量每日1次給藥。以及血清藥物峰濃度（Cmax）/MIC的比值>8～12。如氨基糖苷類為每日1次,喹諾酮類為每日1～2次為宜。研究表明，如果喹諾酮類的AUIC>100時，細菌即使未被清除，其對藥物的敏感率仍維持在90%以上；倘若AUIC<100，則耐藥菌會逐日增加，最終細菌幾乎全部耐藥。
時間依賴型抗菌藥，包括青霉素類、頭孢類和大環(huán)內(nèi)酯類的多數(shù)品種。其Cmax相對不重要，而藥物濃度維持在MIC以上的時間對預測殺菌力更為重要［8，15］。時間依賴型抗菌藥要求血清藥物濃度大于最低抑菌濃度（T>MIC），其持續(xù)時間應超過給藥間期的40%～50%。不同菌種要求給藥間隔時間的百分比不同。頭孢菌素類的最佳療效為T>MIC 60%～70%,青霉素為50%。所以，時間依賴型抗菌藥需要每日多次給藥，或持續(xù)滴注，以維持MIC在間隔時間的50%～60%內(nèi)，避免誘發(fā)耐藥細菌的產(chǎn)生。
根據(jù)藥物的PK/PD參數(shù)制定給藥方案，以MIC為依據(jù)的抗菌治療策略，除了有效地消除感染外，對阻止耐藥突變菌株被選擇而導致耐藥率上升有著重要作用。近年來在對金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌和結核桿菌等的研究中，提出了防“突變濃度”（MPC）、關閉或縮小“突變選擇窗”(MSW)，最大限度的延長MSW的新概念。所謂MSW就是MPC與MIC之間的范圍,即以MPC為上限，以MIC為下限的濃度范圍。MPC是防止耐藥突變菌株被選擇所需的最低抗菌藥物濃度，或是抗菌藥物的閾值濃度，即耐藥菌株突變折點［15，17］。
MSW為可產(chǎn)生耐藥菌株的范圍，MSW越寬越可能篩選出耐藥菌株，MSW越窄，產(chǎn)生耐藥菌株的可能性就越小。如藥物濃度僅僅大于MIC,容易選擇耐藥菌株。為此,欲防止耐藥菌株產(chǎn)生,在選擇藥物時,應選擇藥物濃度既高于MIC,又高于MPC的藥物,這樣就可關閉MSW,既能殺滅細菌,又能防止細菌耐藥。研究證實,氟喹諾酮類的MPC一般保持在MIC的7倍以上,就可避免選擇出耐藥菌。如莫西沙星的AUC/MIC之比是加替沙星的2倍,是左氧氟沙星的6倍。所以治療藥物濃度高于MPC，不僅可以獲得成功的治療，而且不會出現(xiàn)耐藥突變。凡是MPC低、MSW窄的藥物是最理想的抗菌藥物，或者藥物在MSW以上的時間越長越好，如莫西沙星在MSW以上的時間長達24h，吉米沙星為14h，加替沙星為6h，左氧氟沙星只有3h［10，12］。
細菌耐藥性是細菌進化過程的自然界規(guī)律，也是病原微生物與抗菌藥物之間永恒的矛盾。人類要想減少病原微生物對自身健康的威脅，必須制定和采取合理使用抗菌藥物的嚴格措施，包括研究開發(fā)新藥、制定管理法規(guī)和提高用藥水平等。避免人類被迫回到抗菌藥物前的年代。