革兰阴性菌是医院感染的常见病原菌，近20年来，革兰阴性菌的耐药性日趋严重。碳青霉烯类抗菌药物曾被认为是治疗革兰阴性菌严重感染的最后一道防线，但随着碳青霉烯酶的出现，碳青霉烯类耐药革兰阴性菌的检出率在全球范围内呈增长趋势。此类病原菌通常为多重耐药或泛耐药菌株，可选药物极为有限，某些情况下甚至无药可用。该文着重介绍对碳青霉烯类耐药革兰阴性菌感染可能有效的抗菌药物及治疗策略，为此类细菌感染治疗药物的合理选择提供帮助。
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碳青霉烯类抗菌药物是抗菌谱最广、抗菌活性最强的非典型β-内酰胺类抗菌药物，能通过抑制细菌胞壁黏肽合成酶阻碍细胞壁黏肽合成，使细菌胞壁缺损、细胞质渗透压改变和细胞溶解而杀灭细菌。因其对超广谱β-内酰胺酶(Extended-spectrum β-lactamases，ESBLs)和头孢菌素酶(AmpC酶)具有高度稳定性，已成为治疗耐药菌严重感染最主要的抗菌药物之一。近年来，随着广谱抗菌药物的广泛使用，碳青霉烯类耐药革兰阴性菌(Carbapenem-resistant Gram-negative bacteria，CR-GNB)的检出率在全球范围内呈增长趋势，其中，非发酵菌中的鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)以及肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的大肠埃希菌(Escherichia coli)和肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)最常见，使临床抗感染治疗面临严重困境。
早在20世纪80年代，就有铜绿假单胞菌、沙雷菌等对碳青霉烯类药物耐药的报道[1]。1996年美国北卡罗莱纳州首次分离到一株产KPC-1的肺炎克雷伯菌[2]，之后产KPC型碳青霉烯酶的细菌在全球范围迅速传播。美国疾病控制中心(CDC)监测数据表明：碳青霉烯类非敏感肠杆菌科细菌从2001年的1.2%上升到2011年的4.2%，其中肺炎克雷伯菌的耐药性增加最明显(从1.6%上升到10.4%)[3]。一项来自英国的研究表明：碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)从2009—2010年的47.1%上升到2011—2012年的77.2%，碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(CRE)也从2.2%上升到11.5%，碳青霉烯类耐药铜绿假单胞菌(CRPA)在2009—2010年、2010—2011年、2011—2012年三个时间段的检出率分别为4.4%、5.8%和6.3%[4]。国内革兰阴性菌对碳青霉烯类耐药出现得比美国晚。2007年之前，肠杆菌科细菌对亚胺培南、美罗培南高度敏感，耐药率一般在1%以下。随着碳青霉烯类抗菌药物的广泛应用，近几年肺炎克雷伯菌对美罗培南的耐药率超过了10%。2014年中国CHINET细菌耐药性监测结果显示，临床分离菌株中，革兰阴性菌的检出率为72.4%，前四位分别为大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌，这四种菌对亚胺培南的耐药率分别为0.9%、10.5%、62.4%、26.6%，对美罗培南的耐药率分别为1.0%、13.4%、66.7%、24.3%[5]。CHINET网近十年的监测数据显示：大肠埃希菌对亚胺培南的耐药率维持在1%左右；肺炎克雷伯菌对亚胺培南的耐药率从2009年开始明显上升，目前耐药率为10%左右；CRAB的检出率从2008年的49.3%上升至2014年的66.7%，且60%以上菌株呈多重耐药模式；铜绿假单胞菌对碳青霉烯类耐药率较平稳，为20%～30%[6]。
细菌对抗菌药物的耐药性分为天然耐药和获得性耐药。对碳青霉烯类药物天然耐药的革兰阴性菌有：嗜麦芽窄食单胞菌、气单胞菌属、黄杆菌属、高曼军团菌、蜡状杆菌、J-K群棒状杆菌及少数拟杆菌属等[1]。细菌可以通过产生灭活酶、改变抗菌药物作用靶位、降低外膜通透性或主动外排系统等多种机制产生耐药。革兰阴性菌对碳青霉烯类药物的耐药机制主要有：(1) 产生碳青霉烯酶：碳青霉烯酶能够水解碳青霉烯类及其他β-内酰胺类抗菌药物。临床常见的碳青霉烯酶包括Ambler A类(如KPC、GES)，Ambler B类(如NDM、IMP、VIM、SIM、GIM、SPM)和Ambler D类(如OXA-48、OXA-23、OXA-51、OXA-40、OXA-46、OXA-181、OXA-198)[7,8]。其中，A类酶以KPC最常见，多见于肺炎克雷伯菌，由质粒介导快速传播[9]；NDM金属酶是除KPC外另一类传播能力很强的碳青霉烯酶，多由肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌和不动杆菌属产生；最常见的OXA酶为OXA23与OXA51，主要存在于鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌中。(2)外膜通透性降低：膜孔蛋白缺失或表达降低，使抗菌药物经跨膜扩散途径受阻，导致耐药。大肠埃希菌中常见的与抗菌药物扩散相关的膜孔蛋白有OmpC和OmpF，肺炎克雷伯菌中相关膜孔蛋白有OmpK35、OmpK36、OmpK37[10]。CRAB相关膜孔蛋白有CarO蛋白、OprD蛋白和33～36 kDa蛋白[11]。OprD是目前报道铜绿假单胞菌对碳青霉烯类耐药的唯一膜孔蛋白[12]。(3) 青霉素结合蛋白(PBP)靶位改变：PBP的构型及数量改变，导致碳青霉烯类抗菌药物不能与之结合或结合力下降，继而出现耐药。PBP2和PBP3的低表达可能与铜绿假单胞菌对碳青霉烯类耐药相关[13]。
CR-GNB往往呈现多重耐药，常同时对喹诺酮类、氨基糖苷类等抗菌药物耐药，所致感染治疗难度大，可选药物有限。抗菌治疗应综合考虑本医院或本地区的耐药菌流行病学、细菌耐药类型、药敏结果、感染部位及严重程度、患者的病理生理状况和抗菌药物的药代动力学/药效动力学(PK/PD)特点，选择合适的抗菌药物，以达到疗效最大化及不良反应最小化。
多黏菌素是多肽类抗菌药物，可竞争性取代钙镁离子通道引起外膜通透性改变导致细菌死亡，临床主要为多黏菌素B硫酸盐(Polymixin B)和多黏菌素E甲磺酸盐(Colistimethate sodium, CMS)。虽然革兰阴性菌对多黏菌素的耐药率在一些国家呈上升趋势，且近期美国已发现一株对多黏菌素耐药的尿源性大肠埃希菌，但多黏菌素仍被认为是治疗CR-GNB最有效的抗菌药物[14]，对于CR-GNB引起的下呼吸道感染、尿路感染、腹腔感染、导管相关感染、血流感染等具有较好疗效。由于多黏菌素具有肾毒性、神经毒性等不良反应，使用受到一定限制。近期研究报道：采用多黏菌素E治疗的患者肾毒性的发生率仅为8%～18%，根据肾功能调整多黏菌素给药方案、密切监测肾功能、避免与其他肾损伤药物联合使用可减少肾毒性的发生。多黏菌素对CR-GNB具有良好的体外抗菌活性，但存在异质性耐药现象，影响体内疗效。一项系统回顾研究表明：多黏菌素单药治疗与以多黏菌素为基础的联合治疗方案相比，前者治疗产KPC革兰阴性菌感染的失败率更高(73% vs. 29%)[15]。相关的PK/PD研究表明，多黏菌素B与利福平、多黏菌素E与替加环素对产KPC酶细菌有较好的协同抗菌效应[16]。多黏菌素与亚胺培南对产VIM酶的肺炎克雷伯菌也有很好的协同作用。Lee等[17]使用多黏菌素单药治疗产碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌感染，约有67%的菌株最后发展为对多黏菌素耐药，而联合治疗组患者的菌株未显示对多黏菌素耐药。因此，多黏菌素联合治疗既能提高疗效，也可延缓耐药菌株的出现。CMS吸入能够在肺部达到较高的药物浓度，同时能使全身毒性反应最小化，可用于CR-GNB所致的呼吸机相关性肺炎，但迄今临床证据不足，不推荐常规用于CR-GNB呼吸机相关性肺炎，只有在多黏菌素全身用药不能耐受或以根除肺部细菌为目的时才酌情使用。
替加环素属于四环素类衍生物，主要通过抑制细菌蛋白质的翻译发挥抗菌作用，具有广谱抗微生物活性，已被美国食品药品管理局(FDA)批准用于治疗成人复杂性皮肤软组织感染、复杂性腹腔感染及社区获得性肺炎。随机对照研究表明：替加环素单药治疗CRE及CRAB所致的严重感染治愈率低，且具有较高的死亡风险[18]，但基于替加环素具有较高的体外敏感率，推荐与多黏菌素类、碳青霉烯类、头孢哌酮舒巴坦或氨基糖苷类等联合应用[19,20]。特别提醒，替加环素对铜绿假单胞菌等单胞菌属细菌和变形菌属细菌无抗菌活性[21]。
评价替加环素效能的指标为AUC24h/MIC，替加环素血浆蛋白结合率为80%时，fAUC/MIC分别≥0.90和0.35具有较高的临床应答率及微生物应答率[22]。MIC低于0.5 mg/L，常规剂量(50 mg，1次/12 h)可以达到fAUC/MIC≥0.90，但如果MIC为2 mg/L(FDA推荐的敏感折点)，fAUC/MIC则无法达标。替加环素药代动力学特点决定其血药浓度较低，低于其对大多数革兰阴性菌的MIC值，替加环素给药剂量与AUC和最大血药浓度(Cmax)呈线性关系，提高替加环素剂量能够增加其血药浓度。有研究分别使用高剂量替加环素(首剂150 mg，之后75 mg，1次/12 h；首剂200 mg，之后100 mg，1次/12 h)与亚胺培南对照治疗医院获得性肺炎，结果显示替加环素200 mg组的临床治愈率(17/20, 85.0%)高于替加环素150 mg组(16/23, 69.6%)及亚胺培南组(18/24, 75.0%)，且三组安全性相当[23]，但还需大样本临床试验数据支持。
CR-GNB对碳青霉烯类耐药，故本类药物不推荐常规选用，但是近年研究表明碳青霉烯类抗菌药物仍然可以用于CR-GNB感染治疗，特别是产KPC的肠杆菌科细菌所致感染[24]。碳青霉烯类对革兰阴性菌的MIC在1～8 mg/L时，大剂量或优化给药方式(延长静滴时间)可提高%fT>MIC的达标比，从而提高一定的临床疗效[25]。当美罗培南或亚胺培南对菌株的MIC≤8.0 mg/L时，含碳青霉烯类药物的联合方案比不含碳青霉烯类药物的联合方案具有更高的治疗成功率[24,26]。产KPC肠杆科细菌可水解碳青霉烯类，也有研究认为可将两种碳青霉烯类药物联合用于治疗产KPC的肠杆菌科细菌感染[27,28]，首先利用厄他培南与KPC酶的强亲和力，诱使其结合，再让另一种碳青霉烯类药物与细菌的青霉素结合蛋白结合，从而发挥抗菌作用[29]，但对于非碳青霉烯酶介导的CR-GNB耐药菌所致感染可能无效，两种碳青霉烯类药物联合或再联合第三种抗菌药物的治疗方案还需更多临床研究证据支持。
与对肠杆菌科细菌不同，碳青霉烯类抗菌药物对碳青霉烯耐药非发酵糖菌的MIC值一般较高(>32 mg/L)，可能是因为水解能力更强的碳青霉烯酶存在或兼有其他耐药机制[30]。对于碳青霉烯类耐药铜绿假单胞菌或鲍曼不动杆菌引起的感染，使用碳青霉烯类药物治疗效果有限，但若碳青霉烯类药物与多黏菌素或氨基糖苷类联用，仍有协同杀菌作用，并能延缓耐药菌株的出现[31]。
磷霉素属广谱抗菌药物，通过与催化肽聚糖合成的磷酸烯醇丙酮酸转移酶结合，抑制该酶活性，影响细胞壁早期合成而发挥杀菌作用。磷霉素对产ESBL和碳青霉烯酶肠杆菌科细菌及铜绿假单胞菌具有抗菌活性，但鲍曼不动杆菌对其天然耐药。目前国内有静脉制剂(磷霉素钠盐)与口服(磷霉素氨丁三醇、磷霉素钙盐)两种剂型。磷霉素氨丁三醇只用于治疗非复杂性及复杂性尿路感染[32]。磷霉素几乎不与血浆蛋白结合，静脉给药具有较高的血药浓度，广泛分布于组织和体液，包括脑脊液和肺，每天给药20～24 g(分3～4次给药)耐受性好，但临床资料有限，给药方案还需进一步研究优化[32]。磷霉素静脉制剂可与多黏菌素、替加环素、碳青霉烯类、氨基糖苷类联合治疗CRE及CRPA所致感染[33]。磷霉素在治疗期间容易出现耐药，特别是铜绿假单胞菌[34]，与其他抗菌药物联合使用能延缓或预防耐药发生[35]，但还需要进一步研究预防细菌对磷霉素耐药的策略。
主要用于治疗革兰阴性菌感染的氨基糖苷类包括庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星及异帕米星。氨基糖苷类药物属浓度依赖性药物，并具有较长的抗菌药物后效应。当Cmax/MIC为8～10时具有较好的临床疗效，但使用AUC/MIC可能对于肠杆菌科细菌能更好地评估其杀菌效果[36]。本类药品治疗剂量与中毒剂量接近，且个体差异大，建议开展血药浓度监测指导个体化用药。体外药敏提示敏感的CR-GNB感染使用氨基糖苷类单药治疗时，即使优化给药方案，体内疗效仍然有限，而不论在MIC范围内或低于MIC浓度时，氨基糖苷类与其他药物联用都能起到协同杀菌作用[37]。因此，推荐氨基糖苷类与替加环素、多黏菌素、碳青霉烯类等联合使用治疗CR-GNB感染。另外，不同氨基糖苷类药物可能对不同革兰阴性菌抗菌活性存在差异，研究显示妥布霉素更适用于铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌等非发酵糖菌所致感染[36]，阿米卡星用于治疗肠杆菌科细菌感染时比妥布霉素和庆大霉素更不易诱发耐药。新的氨基糖苷类药物Plazomicin(ACHN-490)有望和其他药物联用治疗CR-GNB所致感染[38,39]。
利福平为利福霉素类半合成广谱抗菌药，对革兰阳性菌及革兰阴性菌均具有良好的抗菌作用。利福平具有较高的血浆蛋白结合率，Cmax/MIC是否达标与抗菌活性直接相关。大剂量利福平(600 mg，1次/8 h)安全性还需进一步评估，不推荐常规使用。因利福平在体内外易继发高水平耐药，且与其他药物联合治疗具有协同杀菌作用，故不推荐单药使用。利福平联合多黏菌素可用于治疗CR-GNB，尤其是CRAB所致感染[40]。
舒巴坦对不动杆菌属具有内在抗菌作用，通过与革兰阴性菌的PBP2结合发挥抗菌作用。常见复合制剂为氨苄西林/舒巴坦、头孢哌酮/舒巴坦。临床研究表明，舒巴坦对CRAB感染较多黏菌素更好[41]。舒巴坦PK/PD指数为fT>MIC，虽然评估舒巴坦PK/PD的研究不多，但当舒巴坦fT>MIC与美罗培南相似时，具有与美罗培南相似的抗鲍曼不动杆菌活性[42]。最近研究表明延长舒巴坦输注时间(3～4 h/次，1次/8 h)对于舒巴坦非敏感菌株仍然有效[43]。当对不动杆菌的MIC≤4 mg/L时，应考虑联合舒巴坦治疗，当MIC为8 mg/L或16 mg/L时，仍然可以考虑使用，并推荐延长输注时间。
氨曲南属单环β-内酰胺类抗菌药物，对包括铜绿假单胞菌在内的大多数需氧革兰阴性菌具有高度抗菌活性，但对铜绿假单胞菌以外的假单胞菌属和不动杆菌属细菌的抗菌作用较差。氨曲南对Ambler B组金属酶稳定，但可被ESBLs、碳青霉烯酶和AmpC酶水解，故临床仅用于治疗产金属β-内酰胺酶且不表达其他ESBL酶的CR-GNB感染[44]。氨曲南还可与氨基糖苷类联合使用治疗CR-GNB感染[44]。氨曲南PK/PD研究较少，一项动物感染模型研究[45]，每6 h给氨曲南2 g，在氨曲南对CRE的MIC为≤4、8、16、32 mg/L时分别有100%、90%、65%、38%达标(fT>MIC)，因此，氨曲南可能可以用于某些非敏感菌株的治疗，尤其是与其他药物联用时。
头孢他啶/阿维巴坦为2015年2月FDA批准上市的新型β-内酰胺酶抑制剂复方制剂，目前批准的适应证为成人复杂性腹腔内感染及复杂性尿路感染。阿维巴坦对A类及C类β-内酰胺酶具有明显的抑制作用，对包括产KPC在内的多重耐药革兰阴性菌均具有良好的抗菌活性 [46]。头孢他啶/阿维巴坦安全性高，不良反应类似于头孢菌素和碳青霉烯类[47]。目前头孢他啶/阿维巴坦应用于CR- GNB感染治疗的研究数据有限，还需进一步积累。
CRE对各类抗菌药物的耐药性强，多呈广泛耐药。与其他碳青霉烯类耐药菌相比，CRE致病性强，病死率高。对CRE敏感率较高的抗菌药物多为多黏菌素和替加环素，常需与其他抗菌药物联合应用。常用两药联合方案包括多黏菌素＋碳青霉烯类、多黏菌素＋替加环素、多黏菌素＋磷霉素、替加环素＋碳青霉烯类、替加环素＋氨基糖苷类、替加环素＋磷霉素；磷霉素＋氨基糖苷类，三药联合主要为多黏菌素＋替加环素＋碳青霉烯类。
鲍曼不动杆菌对常用抗菌药物的耐药率达50%以上，仅对少数抗菌药物(多黏菌素、替加环素、舒巴坦和含舒巴坦的复合制剂)有较高的敏感率。常用两药联合方案包括舒巴坦或舒巴坦合剂＋多黏菌素、舒巴坦或舒巴坦合剂＋替加环素、舒巴坦或舒巴坦合剂＋碳青霉烯类，三药联合主要为舒巴坦或舒巴坦合剂＋替加环素＋碳青霉烯类、亚胺培南＋利福平＋多黏菌素或妥布霉素。
铜绿假单胞菌具有易定植、易变异和多重耐药特点，主要分离自结构性肺病、黏膜屏障破坏及免疫力低下感染患者。联合抗菌治疗效果优于单药治疗。常用两药联合方案包括多黏菌素＋抗铜绿假单胞菌β-内酰胺类、多黏菌素＋环丙沙星、多黏菌素＋磷霉素、抗铜绿假单胞菌β-内酰胺类＋氨基糖苷类、抗铜绿假单胞菌β-内酰胺类＋磷霉素、环丙沙星或左氧氟沙星＋氨基糖苷类，三药联合主要为多黏菌素＋抗铜绿假单胞菌β-内酰胺类＋环丙沙星、多黏菌素＋抗铜绿假单胞菌β-内酰胺类＋磷霉素。
总之，目前CR-GNB的快速增长使临床感染控制面临极大挑战，且可选药物有限，在缺乏更有效治疗方法的现状下，现有抗菌药物联合使用也许能够提高疗效、延缓耐药株的出现。但是，迄今尚无相关证据表明何种联合治疗方案疗效最佳，需要结合当地耐药菌流行病学特征、细菌药敏结果、感染部位及严重程度、抗菌药物的PK/PD特点和宿主因素综合考虑。另外，还需进一步研究CR-GNB耐药机制、抗菌药物PK/PD特点及宿主免疫学特征等，优化治疗方案，探讨新的治疗方法，以便更有效地防治CR-GNB感染。
利益冲突 无
