【摘要】 目的 合理使用抗菌藥，減少耐藥性的產生，阻滯耐藥性感染的傳播。方法 從耐藥性產生及蔓延的規律研究製定遏製耐藥性的方法。 結果 耐藥性的產生，醫院是重要環節，醫院應該遏製和控製多重耐藥性微生物的高發比例，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，遏製耐藥性發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律，也是微生物耐藥基因長期進化的必然結果。由於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後果。
當前，耐藥菌的產生和蔓延已經成為世界性問題。如肺炎、結核病和瘧疾等，由於其微生物對許多現有藥物產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展的？如何遏製這一威脅？已經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，又稱原發性耐藥性，遺傳性耐藥性,內源性耐藥性,它決定抗菌譜。如全部腸杆菌科細菌對大環內酯類、克林黴素、利萘唑酮、奎奴普丁和莫匹羅星；鮑曼不動杆菌對氨苄西林、阿莫西林和第一代頭孢菌素；銅綠假單胞菌對氨苄西林、阿莫西林、阿莫西林/克拉維酸、第一、二代頭孢菌素、頭孢噻肟、頭孢曲鬆、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；沙雷菌屬對氨苄西林、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或由於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後,由於遺傳基因的變化、生存代謝途徑的改變而產生的耐藥性。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MIC逐漸升高,後者即使高濃度也沒有抗菌活性,如耐慶大黴素的銅綠假單胞菌［2，3］。
獲得性耐藥性又有社會獲得性耐藥性和醫院獲得性耐藥性之分。常見的醫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、耐萬古黴素腸球菌（VRE），多重耐藥菌有克雷伯杆菌屬、腸杆菌屬以及假單孢菌。常見的社會獲得性耐藥菌株有產β內酰胺酶的大腸杆菌屬、耐阿莫西林的卡他莫拉菌，耐藥肺炎球菌，多重耐藥結核杆菌、沙門菌屬、誌賀菌屬、彎曲菌屬以及耐青黴素淋病奈瑟菌屬。醫院獲得性感染，僅在美國一年就有40，000病例死亡，幾乎都是由耐藥菌所致；國內對2000～ 2001年從13家醫院分離的805株革蘭陽性菌進行耐藥監測。結果,MRSA檢出率為37.4%,其中醫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%,耐青黴素肺炎球菌（PRSP）為26.6%,屎腸球菌(AREF)對氨苄青黴素耐藥率為73.8%。大腸杆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生超廣譜酶所致［4，5 ］。最多見的是耐多藥結核杆菌和耐甲氧西林金葡菌, 以及在ICU中出現的鮑曼不動杆菌和銅綠假單胞菌,僅對青黴烯類敏感;嗜麥芽窄食單胞菌幾乎對複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,主要發生在結構相似的抗菌藥物之間。如目前大腸杆菌對喹諾酮類的交叉耐藥率已超過60%。
2 耐藥性的產生及蔓延
細菌耐藥性可通過在某一核苷酸堿基對發生突變，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、複製、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，導致細菌產生耐藥性［4］。
質粒是一種染色體外的DNA，耐藥質粒廣泛存在於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，使細菌對抗菌藥產生耐藥的決定因子，以及負責耐藥因子轉移時所需物質的製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生耐藥性。主要有：
（1）產生藥物失活酶或鈍化酶。如β內酰胺酶(β-lactamase)使β內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內酰胺酶是超廣譜β內酰胺酶(ESBLs)、染色體異型酶(AmpC)和OXA。ESBLs主要由質粒介導, 大約有160餘種，分為TEM、SHV、OXA等類型。TEM 型由廣譜酶TEM-1 和TEM-2 的基因發生突變，造成1～4 個氨基酸改變形成的一係列酶蛋白，目前大約有70餘種。SHV 型有30餘種，由廣譜酶SHV-1 的基因發生突變，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，是來源於OXA-1、OXA-2和OXA-10三種基因發生突變所至。ESBLs 主要在肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌中發現，在腸杆菌屬、變形杆菌屬、沙雷菌屬等其他腸杆菌科及銅綠假單胞菌中也多有發現。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於青黴素類,故又稱為頭孢菌素酶,迄今已達30餘種，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內酰胺酶或碳青黴烯水解酶，能滅活青黴素、頭孢菌素和碳青黴烯類抗菌藥,甚至能滅活酶抑製劑,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生耐藥性的最常見也是重要的機製。許多革蘭陰性杆菌、金葡菌和腸球菌屬等均可產生鈍化酶，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。例如妥布黴素可為6 種酶所鈍化，慶大黴素可為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內酯類、林可黴素類和氨基苷類等藥物不能與其作用靶位結合，也可阻斷抗菌藥抑製細菌合成蛋白質的能力。細菌對大環內酯類的耐藥主要是因為核糖體50S的腺嘌呤殘基轉錄後甲基化，使藥物不能與核糖體結合而抑製了蛋白質的合成。細菌核糖體30S 亞單位的S12 蛋白可發生突變，使鏈黴素不能與核糖體結合而導致耐藥。革蘭陽性菌可由於其青黴素結合蛋白(PBPs)的改變，使其與β內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黴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，使之成為耐青黴素肺炎鏈球菌。金葡菌與屎腸球菌中的一些菌株可誘導產生新的PBPs，與β內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杆菌等革蘭陰性菌的某些菌株中也存在與β內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係統，它們能將進入細胞內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。主動外排係統首先是在大腸埃希菌對四環素的耐藥機製研究中發現的。細菌中的主動外排係統可分為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、包皮垢分支杆菌、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係統。氯黴素、紅黴素、氟喹諾酮類和β內酰胺類等抗菌藥物均可由一種或數種主動外排係統泵出細胞外。
（4）其他。如建立靶旁路係統，使金葡菌產生青黴素結合蛋白PBP2a，取代了固有的青黴素結合蛋白PBPs，與β內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，其特點是發生率較低(1/105)。但質粒(又稱R-質粒)介導產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,其發生率高，通常表現在產生失活酶或修飾酶而耐藥。可迅速生長繁殖，並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，一般隻發生於少數細菌中，難於與占壓倒優勢的敏感菌競爭，故其危害性不大。隻有當敏感菌因抗菌藥物的選擇性作用而被大量殺滅後，耐藥菌才得以大量繁殖而成為優勢菌，並導致各種感染的發生。因此，細菌耐藥性的發生和發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後果。
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，在采取行動遏製耐藥性時，除了應該考慮耐藥性的出現，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係列的、完全不相關的抗菌藥物。例如引起痢疾的誌賀菌，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，一種以往敏感的誌賀菌，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內可將耐藥基因留下1,677,722個後代，還橫向傳給其他細菌［3，9］。
抗菌藥物本身並不產生耐藥性，隻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於產生耐藥性基因的細菌生存時，耐藥性便產生了。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，不適當地使用，包括藥品的錯誤選擇、劑量不正確或不良的治療順應性等都能造成耐藥菌的產生。如肺炎，及時用青黴素治療，肺炎鏈球菌就會被殺死，感染在耐藥性出現之前得到治愈。然而，若藥物劑量或給藥間隔時間不準確，青黴素對肺炎鏈球菌的耐受突變株就有時間產生、繁殖、並替代對青黴素易感的菌群，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WHO最新估計，發達國家醫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%。這些細菌對青黴素類、頭孢菌素類、紅黴素、慶大黴素等常用抗菌藥多數耐藥。在我國目前用於MRSA治療的藥物主要用糖肽類、萬古黴素、替考拉寧、鏈陽黴素和利奈唑烷。腸球菌的主要耐藥問題是耐萬古黴素的腸球菌（VRE）和高耐氨基糖苷類的高耐藥菌株（HLAR）。全國26家醫院，HLAR占耐慶大黴素菌株的60%～80%，糞腸球菌與對萬古黴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超廣譜β內酰胺酶（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%。由於產ESBLs菌常對青黴素類、頭孢菌素類和單酰胺類藥物治療不佳，使病死率升高。
另據國家細菌耐藥性監測中心2002年的報告(60餘家醫院)［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對慶大黴素的耐藥率為65.7%，氯黴素為44%，環丙沙星為73.7%,紅黴素為89.1%,複方新諾明為67%,四環素為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製中的一大難題。
3 耐藥性的預防和遏製
抗菌藥耐藥性是一種自然的生物學現象，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，其後才是遏製問題。自從抗菌藥使用以來，它就促使了耐藥性的產生，因此，任何遏製戰略都應該歸結於盡量減少抗菌藥物不必要、不適當或者不合理的使用。
對於藥耐藥性的產生，醫院是一重要環節，因為高度易感染病人常常需要延長抗菌藥治療，並出現交叉感染的問題。每家醫院都應該遏製和控製多重耐藥菌的高發比例，有效的控製醫院感染，具體的做法是：
（1）建立良好的微生物實驗室，並發揮其診斷服務的重要作用。（2）加強抗菌藥物處方的管理，限製抗菌藥臨床適應證範圍。（3）預防多重耐藥菌在院內的傳播，加強院內感染的控製。（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。還要避免外用青黴素類、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衝洗傷口，避免誘發耐藥細菌的產生。（7）嚴格控製抗生素的預防使用和非醫療中農、林、牧、副、漁以及飼料的抗生素使用。（8）采取限用策略，如輪作製，即將某些抗菌藥停用一段時期後再用，以恢複細菌對藥物的敏感性。（9）根據藥效學/藥動學（PK/PD）特征製訂方案等［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PK/PD參數製訂給藥方案時，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、兩性黴素B和甲硝唑等。其藥效學參數是：24h藥物濃度時間曲線下麵積（AUC）/MIC，即AUIC>125～250時不但起效快,且能有效地殺滅細菌和抑製耐藥菌株產生,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，包括青黴素類、頭孢類和大環內酯類的多數品種。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於最低抑菌濃度（T>MIC），其持續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%,青黴素為50%。所以，時間依賴型抗菌藥需要每日多次給藥，或持續滴注，以維持MIC在間隔時間的50%～60%內，避免誘發耐藥細菌的產生。
根據藥物的PK/PD參數製定給藥方案，以MIC為依據的抗菌治療策略，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、肺炎鏈球菌和結核杆菌等的研究中，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之間的範圍,即以MPC為上限，以MIC為下限的濃度範圍。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為可產生耐藥菌株的範圍，MSW越寬越可能篩選出耐藥菌株，MSW越窄，產生耐藥菌株的可能性就越小。如藥物濃度僅僅大於MIC,容易選擇耐藥菌株。為此,欲防止耐藥菌株產生,在選擇藥物時,應選擇藥物濃度既高於MIC,又高於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於MPC，不僅可以獲得成功的治療，而且不會出現耐藥突變。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，左氧氟沙星隻有3h［10，12］。
細菌耐藥性是細菌進化過程的自然界規律，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，必須製定和采取合理使用抗菌藥物的嚴格措施，包括研究開發新藥、製定管理法規和提高用藥水平等。避免人類被迫回到抗菌藥物前的年代。
作者：許景峰,徐琳
【參考文獻】
1 戴自英，劉裕昆，汪複.實用抗菌藥物學,第2版.上海：上海科學技術出版社，1998，29-42.
2 Global consensus conference on infection control issues related to antimicrobial resistance: final recommendations. American Journal of Infection Control, 1999,27:503-513.
3 National Committee for Clinical Laboratory Standards. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing,2003, 22(1):M100-S13
4 Finch R, Greenwood D, Norrby SR, et al. Antibiotic and chemotherapy, anti-infective agents and their use in therapy.8th ed.UK Churchill Livingstone,20003,48-58.
5 Gilbert DN, Moelering RC, Sande MA,et al. The sanford guide to antimicrobial therapy. 33 rd.antimicrobial therapy Inc, USA 2003, 57-59.
6 Domenech-Sanchez A ,Pascual A ,Suarez AI, et al. Activity of nine antimicrobial agentsa gainst clinical isolates of klebsiella paeumoniae producing extended-spectrum β-lactamases and deficient or not in porins.J Antimicrob Chemother,2000,46,858- 8593.
7 Dagan R, Klugman KP, Craig WA, et al. Evidence to support the rationale that bacterial eradication in respiratory tract infection is an important aim of antimicrobial therapy. J Antimicrob Chemother, 2001,47:129-140.
8 黃長武，李興祿，黃坤容，等.大腸埃希菌耐藥性分析.中國抗感染化療雜誌，2004，4（6）：356.
9 Bryskier A. Anti-anaerobic activity of antibacterial agents. Expert Opin Investig Drugs, 2001, 10(2):239-267.
10 趙香蘭. 臨床藥代動力學-基礎與應用. 鄭州：鄭州大學出版社, 2003，114-118.
11 申正義，孫自鍺，王洪波.湖北地區臨床分離菌耐藥性監測. 中國抗感染化療雜誌, 2004，4（5）：263.
12 曾繁典.基本藥物政策與臨床合理用藥.合理用藥國際網絡通訊.中國年鑒,2000-2001,p53.
13 第四屆全國抗菌藥物臨床藥理學術會議.關注耐藥性的危險信號.2003-3-11.
14 Zhanel GG. Influence of pharmacokinetic and pharmacodynamic principles on antibiotic selection. CurrentInfectious Disease Reports, 2004,3:29-34
15 許景峰.根據PK/PD參數使用抗生素即關閉或縮小MSW可有效遏製抗生素耐藥性的發生.中華醫學實踐雜誌,2006，5（9）：999-1001.
16 張菁, 胡瑾瑜, 鬱繼誠, 等. 去甲萬古黴素臨床藥代動力學及血藥濃度監測. 中國抗感染化療雜誌，2003,3(4): 202-205.
17 Burman WJ, Gallicano K, Peloquin C. Comparative pharmacokinetics and pharmacodynamics of the rifamycin antibacterials. Clin Pharmacokinet， 2001， 40(5):327-341.
上一篇：病原微生物分子分型技術研究進展
下一篇：以鹽水替代無菌水作為稀釋液用於食品黴菌檢測的探討
