頭孢吡肟對質粒介導產AmpC β-內酰胺酶大腸埃希菌的接種效應研究

【摘要】  目的 本實驗研究了臨床分離的質粒介導AmpC β內酰胺酶大腸埃希菌，在兩種接種濃度下(標準濃度105CFU/ml和高濃度107CFU/ml)測定頭孢吡肟、頭孢噻肟、頭孢他啶、頭孢呱酮/舒巴坦和亞胺培南的MIC值。方法 19株血培養的質粒介導的AmpC β內酰胺酶大腸埃希菌，其中10株單產ACT型，5株單產DHA型，4株產ACT+DHA型。采用瓊脂稀釋法測定頭孢吡肟等5種抗生素在兩種接種濃度下的MIC值。高接種濃度下測得的MIC值較標準接種濃度下的MIC值≥8倍時定義為有接種效應。結果在標準接種濃度下，亞胺培南的敏感率為100%，頭孢吡肟也有84.2%的高敏感率，頭孢呱酮/舒巴坦的敏感率為5.3%，頭孢噻肟和頭孢他啶的敏感率為0。在兩種接種濃度下，頭孢吡肟MIC值增加從32倍到100多倍不等，100%有接種效應，而亞胺培南幾乎沒有接種效應。結論頭孢吡肟有明顯的接種效應，盡管本文結果為實驗室的體外實驗結果，但仍建議：頭孢吡肟不推薦為臨床上治療由質粒介導AmpC β內酰胺酶大腸埃希菌引起的嚴重感染的藥物。

【關鍵詞】  質粒介導的AmpC β內酰胺酶； 接種效應； 頭孢吡肟

    ABSTRACT  Objectives  To investigate the activity of cefepime, cefotaxime, ceftazidime, cefoperzone/sulbactam and imipenem in standard (105 CFU/ml) and high (107 CFU/ml) inoculum MIC tests against clinical isolates.  Methods  A total of 19 Escherichia coli blood isolates producing plasmidmediated AmpCtype βlactamase were selected including 10 isolates of ACT, 5 isolates of DHA and 4 isolates of ACT and DHA. Antimicrobial susceptibilities were determined using broth microdilution MIC tests with standard and 100fold higher inocula. The inoculum effect was defined as an eightfold or greater MIC increase on testing with the higher inoculum compared with the stardard.  Results  Under the standard inoculum, antimicrobial susceptibility rates of imipenem, cefepime and sulperazon were 100%, 84% and 5.3% respectively, both cefotaxime and ceftazidime were 0. In tests with AmpC βlactamaseproducing E.coli isolates, the inoculum effect was most consistently detected with cefepime, cefotaxime, ceftazidime, sulperazon. However, the inoculum effect was least frequently detected with imipenem.  Conclusion  Although the inoculum effect is an in vitro laboratory phenomenon, these results suggest that cefepime may be an unreliable agent for therapy in cases of high inoculum infections caused by AmpC βlactamaseproducing Escherichia coli.

    KEY WORDS  Plasmidmediated AmpCtype βlactamase;  Inoculum effect,;  Cefepime

    革蘭陰性菌大多都具有容納外源性遺傳物質的特性，作為醫院感染的重要致病菌，繼超廣譜β內酰胺酶(ESBLs)後，又出現質粒介導的AmpC酶［1］，且質粒介導者因其具有較快的傳播速度和較強的耐藥性，日益受到人們的重視。據文獻報道［2，3］，第四代頭孢菌素頭孢吡肟可以作為治療質粒介導產AmpC酶細菌的有效藥物，僅次於碳青黴烯類藥物。在表型篩選中，第四代頭孢菌素是否敏感或有無擴大的抑菌圈常作為區分產AmpC酶和ESBLs的判定方法。但是對於確定的質粒介導的AmpC β內酰胺酶的革蘭陰性菌，即使頭孢吡肟體外敏感，臨床上的治療也常常不盡人意［4］。本實驗研究了19株臨床分離的血培養質粒介導的AmpC β內酰胺酶的大腸埃希菌，在不同的接種濃度下頭孢吡肟及其它幾種頭孢類藥物的接種效應。

    1  實驗材料

    1.1  實驗用菌株

    2004年9月～2006年8月，太原地區兩家教學醫院臨床血培養分離的無重複大腸埃希菌216株，經過頭孢西丁三維試驗、質粒接合傳遞實驗及質粒AmpC酶的基因克隆，獲得單產質粒介導AmpC酶大腸埃希菌19株。質控菌株大腸埃希菌ATCC25922和肺炎克雷伯菌ATCC700603作為對照。

    1.2  培養基和抗生素紙片

    MH(MuellerHinton)瓊脂、胰酶消化大豆肉湯及抗生素紙片均為英國Oxoid公司產品。

    2  實驗方法

    2.1  產質粒介導AmpC酶大腸埃希菌的篩選及基因型分型

    216株血培養陽性的大腸埃希菌，經表型篩選實驗、頭孢西丁三維試驗、質粒接合傳遞實驗及質粒AmpC酶的基因克隆。

    2.2  藥物敏感實驗

    采用紙片擴散法(KirbyBauer)進行藥物敏感性試驗。

    2.3  最低抑菌濃度(MIC)的測定

    按CLSI推薦的肉湯二倍稀釋法測定在標準接種濃度105CFU/ml及100倍高濃度107CFU/ml的MIC值。

    根據CLSI/NCCLS 2004年標準，接種濃度為105CFU/ml，實驗用5種抗菌藥物對大腸埃希菌標準菌株的MIC值的判定標準見表1。當高的接種濃度下MIC≥8倍的標準濃度下的MIC定義為具有接種效果［5］。

    3.1  基因型

    19株質粒介導的AmpC β內酰胺酶大腸埃希菌血培養標本，基因分型為：10株單產ACT型，5株單產DHA型，4株產ACT+DHA型。

    3.2  藥敏分析

    5種藥物對19株質粒介導產AmpC酶大腸埃希菌在標準接種濃度的耐藥情況見表2。表2結果顯示，質粒介導產AmpC酶大腸埃希菌對亞胺培南的敏感率為100%，對頭孢吡肟也有84.2%的高敏感率，但對第三代頭孢菌素頭孢他啶、頭孢噻肟和頭孢呱酮/舒巴坦的敏感性都非常低。

    3.3  2種濃度下的MIC值表1    大腸埃希菌標準菌株對5種抗菌藥物的 MIC值判定標準表2  5種抗菌藥物對19株大腸埃希菌的耐藥分析5種藥物對19株質粒介導產AmpC酶的大腸埃希菌在105和107CFU/ml接種濃度下的MIC值見表3。根據Thomson等［5］對接種效應的定義，頭孢吡肟具有強的接種效應，在105CFU/ml標準接種濃度和107CFU/ml接種濃度下頭孢吡肟的MIC值增加幾十倍到上百倍；頭孢他啶、頭孢噻肟、頭孢呱酮/舒巴坦在兩種接種濃度下的MIC都已經處在耐藥範圍，對質粒介導產AmpC酶的細菌用此類藥物治療已沒有了臨床意義。表3結果顯示亞胺培南幾乎沒有接種效應。

    4  討論

    根據CLSI推薦的MIC測定以及判讀標準，第四代頭孢菌素(如頭孢吡肟)對單產質粒介導產AmpC酶大腸埃希菌有高的敏感率，因此很多文獻推薦第四代頭孢菌素作為臨床上治療質粒介導產AmpC酶大腸埃希菌的有效的藥物［2，6，7］。

    本研究中，在標準的接種濃度105CFU/ml下，頭孢吡肟的MIC值較低，按照CLSI的判定標準，頭孢吡肟的敏感率達到84.2%；細菌接種濃度由標準接種濃度105CFU/ml提高至107CFU/ml(提高了100倍)時，亞胺培南仍有高的敏感性，而頭孢吡肟的敏感性大幅度降低至0。在兩種接種濃度下，19株質粒介導的AmpC β內酰胺酶大腸埃希菌對頭孢吡肟的MIC值升高幾十倍到幾百倍，因此，頭孢吡肟有強的接種效應，而亞胺培南幾乎沒有接種效應。在這種情況下，由質粒介導的AmpC β內酰胺酶大腸埃希菌引起的嚴重感染，感染部位的濃度很可能高於標準濃度105 CFU/ml，達到107CFU/ml，這就使原本敏感的頭孢吡表35種藥物對19株質粒介導的大腸埃希菌在105和107CFU/ml接種濃度下的MIC值 CAZ：頭孢他啶；  CTX：頭孢噻肟；  CPE：頭孢吡肟；  IMP：亞胺培南；  CPZ/SB：頭孢呱酮/舒巴坦。

    肟變成耐藥，造成治療失敗。此時，微生物實驗室的藥敏報告仍然可能為敏感，因為微生物實驗室的操作都是在標準濃度下得到的實驗結果。

    一般來講，廣譜抗生素不推薦治療產ESBLs細菌感染，因為體外實驗在敏感範圍內，體內卻常常不敏感，從而提出了“接種效應”的說法。體外實驗研究表明，頭孢吡肟和其它頭孢類抗生素對產ESBLs的肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌具有強的接種效應，造成臨床治療失敗［5］；在此基礎上，有人研究了頭孢吡肟對質粒介導的AmpC β內酰胺酶肺炎克雷伯菌的接種效應［8］，同樣，頭孢吡肟具有接種效應，若菌株同時產ESBLs，其接種效應更強，值得重視。

    本實驗發現亞胺培南對質粒介導產AmpC β內酰胺酶的大腸埃希菌幾乎沒有接種效應，提示臨床上應慎用該類藥，因為一旦對它耐藥，將無藥可用。

體外實驗敏感，而臨床治療失敗，這是臨床和實驗室之間最大的不一致，如不及時溝通，會造成不必要的誤會和不信任。因此，建立快速、準確的監測產質粒介導AmpC β內酰胺酶的實驗室方法，加強對抗菌藥物的深入研究是非常必要的。盡管該研究為實驗室的實驗結果，但是我們仍然建議：質粒介導的AmpC β內酰胺酶的大腸埃希菌的嚴重感染中頭孢吡肟可能會導致治療失敗，頭孢吡肟不推薦為臨床治療由質粒介導的AmpC β內酰胺酶大腸埃希菌引起的嚴重感染的藥物。

 

作者：段金菊 劉卓拉《中國抗生素雜誌》

  ［1］ 宋瑋，唐英春. 質粒介導的AmpC β內酰胺酶［J］. 中國抗生素雜誌，2004，29(2)：72～78.

［2］ Yan J J, Ko W C, Jung Y C, et al. Emergence of Klebsiella pneumoniae isolates producing inducible DHA1 betalactamase in a university hospital in Taiwan ［J］. J Clin Microbiol,2002,40(9):3121～3126.

［3］ Coudron P E, Hanson N D, Climo M W. Occurrence of extendedspectrum and AmpC betalactamases in bloodstream isolates of Klebsiella pneumoniae: isolates harbor plasmidmediated FOX5 and ACT1 AmpC betalactamases ［J］. J Clin Microbiol,2003,41(2):772～777.

［4］ Livermore D M. betaLactamasemediated resistance and opportunities for its control ［J］. J Antimicrob Chemother,1998,41(Suppl D):25～41.

［5］ Thomson K S, Moland E S. Cefepime, piperacillintazobactam, and the inoculum effect in tests with extendedspectrum betalactamaseproducing Enterobacteriaceae ［J］. Antimicrob Agents Chemother,2001,45(2):3548～3554.

［6］ 宋瑋，唐英春，陸堅，等. 產質粒介導AmpC酶細菌的耐藥性及分子流行病學研究［J］. 中國抗感染化療雜誌，2004，4(2)：70～74.

［7］ Gomezdeleon P, Santons J I, Caballero J, et al. Genomic variability of Haemophilus influenzae isolated from Mexican children determined by using enterobacterial repetitive intergenic consensus sequences and PCR ［J］. J Clin Microbiol,2000,38(7):2504～2511.

［8］ Kang CheolIn, Pai Hyunjoo J. Cefepime and the inoculum effect in tests with Klebsiella pneumoniae producing plasmidmediated AmpCtype βlactamase ［J］. J Antimicrob Chemother,2004,54(6):1130～1133.