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鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)是一种广泛存在的革兰阴性条件致病菌,可引起多种感染性疾病,已成为全球范围内医院感染的重要病原体之一[1-2]。随着抗菌药物在临床的广泛应用,鲍曼不动杆菌的耐药性日益严重,尤其对碳青霉烯类药物的耐药率迅速上升,在部分医院ICU甚至高达94.0%[3-6]。2024年,世界卫生组织将耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌(CRAB)列为一级“危急”耐药菌,亟需开发新型抗菌药物并制定有效的防控策略以应对其传播与感染。
目前,黏菌素(COL)和替加环素(TGC)被视为治疗CRAB感染的主要药物,但单药治疗存在疗效有限、高剂量使用时毒副作用显著等问题,且单药耐药菌株的不断出现进一步限制了临床抗菌药物的选择[7-8]。研究表明,多药联合治疗不仅可延缓耐药进程,还能延长现有抗菌药物的临床使用周期[9]。部分联合用药方案在体外药敏试验中表现出协同或相加作用,为改善CRAB感染预后提供了更多可能[10-11]。
本研究采用棋盘稀释法,评估以COL和TGC为基础,分别与亚胺培南(IPM)、阿米卡星(AMK)、头孢哌酮-舒巴坦(CSL)联合使用,评估其对临床分离CRAB菌株的体外抗菌效果,并结合部分抑菌浓度指数(FICI)分析药物间的相互作用,旨在筛选具有协同潜力的联合方案,为临床CRAB感染的精准治疗提供循证医学证据。
1 材料与方法
1.1 材料
回顾性收集2023年6—12月南京医科大学附属淮安第一医院临床样本分离的非重复CRAB菌株(患者初次分离株)。
本研究已通过南京医科大学附属淮安第一医院伦理委员会审批(审批号:KY-2024-367-01),并豁免患者知情同意。
1.2 方法
1.2.1 菌种鉴定
采用VITEK基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪(MALDI-TOF MS)对所有菌株进行鲍曼不动杆菌鉴定。
1.2.2 体外抗菌药物敏感性试验
采用VITEK 2 compact全自动微生物鉴定及药敏分析仪(法国 Bio-Merieux)及对应的革兰阴性菌药敏检测卡(AST-N335)进行菌株复核鉴定及最低抑菌浓度(MIC)测定。药敏结果依据美国临床和实验室标准协会(CLSI)M100-S34(2024版)标准[12]进行判读。
对CLSI未提供折点的药物,参照仪器说明书进行判读。其中,TGC的敏感性判读采用美国食品药品监督管理局(FDA)及国家药品监督管理局(NMPA)的推荐标准:MIC≤2 mg/L为敏感,=4 mg/L为中介,≥8 mg/L为耐药。鉴于自动化系统对TGC药敏结果可能存在偏差,本研究依据国内专家共识,对敏感结果予以采纳,对中介或耐药结果采用浓度梯度扩散法(Etest法)进行复核验证[13]。
1.2.3 棋盘稀释法体外联合药敏试验
采用微量肉汤棋盘稀释法进行体外联合药敏试验。自行设计联合药敏板版型,以COL和TGC为基础药物,分别与IPM、AMK和CSL进行联合。药物浓度范围分别为TGC(0.03~32 mg/L)、COL(0.03~32 mg/L)、IPM(0.06~16 mg/L)、AMK(0.12~32 mg/L)、CSL(0.25~64 mg/L)。所有浓度均覆盖并超出其各自的临床耐药折点,以确保准确计算FICI。
1.2.4 联合效果评估
准确记录两种药物单用时的MIC(记为 MICa单药和MICb单药)以及在联合用药条件下两种药物的MIC(记为 MICa联合和MICb联合)。根据棋盘稀释板中未见细菌生长的最低药物浓度,计算每行列FICI,以评估药物联合效果。若药物的MIC值低于检测范围下限,则以其下限值进行计算;若高于检测范围上限,则以其上限值进行计算。FICI的计算公式:FICI=(MICa联合/MICa单药)+(MICb联合/MICb单药),取FICI最小值所对应的药物浓度作为联合MIC值。联合效果评估标准:FICI≤0.5为协同作用,0.5<FICI≤1为相加作用,1<FICI≤2为无关作用,FICI>2为拮抗作用[14]。
1.3 统计学处理
采用 Excel和SPSS 27.0 软件进行统计学分析。分类变量以频数或百分数表示,组间比较采用χ2检验或 Fisher 精确概率法。双侧检验, 以P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 菌株耐药情况
经MALDI-TOF MS鉴定,本院连续分离的48株CRAB菌株均为鲍曼不动杆菌菌株,置信度均为99.9%,即鉴定种水平可信。药敏试验结果显示,所有菌株对常用抗菌药物呈现高水平耐药,未发现对COL耐药的菌株(表1)。
表1 48株耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌的药物敏感性分析
2.2 黏菌素和替加环素的单药MIC分布
48株CRAB菌株均对COL敏感,对TGC的耐药率为29.2%(14/48),该药敏结果与表1中的单药药敏结果基本一致(图1)。
图1 黏菌素(A)和替加环素(B)的单药MIC分布
MIC:同表1;绿色、黄色、红色分别代表敏感、中介、耐药
2.3 6种联合用药方案的体外抗菌效果
6种联合用药方案对48株CRAB菌株的MIC值(MIC范围、MIC50、MIC90)均较单用时降低(表2)。
表2 6种联合用药方案对48株耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌的体外抗菌效果
联合效应评价显示,以COL为基础的联合方案均表现出良好的协同或相加作用,其中COL+IPM组的协同作用率最高(83.3%),COL+AMK组和COL+CSL组主要表现为相加作用(相加作用率分别为66.7%和70.8%);以TGC为基础的联合方案则主要表现为相加或无关作用,其中TGC+CSL组的相加作用率最高(75.0%),TGC+AMK组的无关作用率最高(70.8%);6种联合方案均未观察到拮抗作用(表3)。
表3 6种联合用药方案对48株耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌的抗菌效果评价[n(%)]
进一步分析表明,COL+IPM组与其他联合方案的抗菌效果存在显著差异(χ2=110.064,P<0.001),其协同作用率显著高于其他5种联合方案的整体水平(83.3%比12.5%, P<0.001)以及以COL为基础的其他方案(83.3%比31.3%, P< 0.001),相加作用率显著低于其他5种联合方案组(16.7%比58.7%,P< 0.001)和以COL为基础的其他方案(16.7%比68.7%,P<0.001);此外,在所有以COL为基础的联合方案中均未发现无关作用(表4)。
表4 COL+IPM组与非COL+IPM组的抗菌效果比较[n(%)]
48株CRAB菌株对6种药物组合的单药MIC、联合MIC及相应的FICI值详见附表1。
3 讨论
CRAB的耐药机制复杂多样,现有研究将其核心机制归纳为以下六类:
1 碳青霉烯酶的产生;
2 外排系统活性上调;
3 膜通道蛋白表达减少或功能缺失;
4 药物靶点结构变异;
5 生物膜形成;
6 可移动遗传元件介导的耐药基因水平转移[6,15-17]。
本研究发现,纳入研究的48株CRAB菌株整体耐药情况严重,对头孢他啶、β-内酰胺酶抑制剂复合制剂及氨基糖苷类药物的耐药率均>80%,仅对米诺环素和TGC的耐药率较低(分别为6.3%和27.1%)。
作为治疗CRAB感染的重要药物之一,COL因其肾毒性及神经毒性等不良反应,在临床单药应用中受限[18]。然而,当COL与其他药物联合使用时,不仅可减少单药剂量,降低其毒性作用,还可通过协同或相加作用增强对COL异质性耐药鲍曼不动杆菌的抗菌活性[19]。目前,联合用药方案在疗效稳定性和耐药控制方面均优于单药。2024年美国感染病学会(IDSA)指南建议多黏菌素B或高剂量TGC与至少1种其他药物联合用于治疗中重度CRAB感染[20-21]。
本研究发现,以COL为基础的联合用药方案均表现出良好的协同或相加作用,这与多项体外联合药敏研究结果一致。国外研究报道,COL分别与CSL或碳青霉烯类药物联用,在体外及临床应用中均显示出显著的协同效应[22-23]。苏爱美等[24]亦发现,COL与CSL的协同作用率达92.0%,与IPM联合的协同作用率为64.0%。本研究显示,COL+IPM组的协同作用率最高(83.3%),且二者联用后MIC50和MIC90均显著降低,其协同效果优于其他组合,提示该联合方案尤其适用于本地区及具有相似耐药谱地区的CRAB感染治疗。其机制可能与COL作为脂肽类抗菌药物,可破坏细菌外膜脂多糖结构、增强其他抗菌药物渗透性有关[11,20,25],使原本难以进入菌体的药物更易到达作用靶点。此外,菌株的地域差异性也可能是导致联合效果不一致的原因之一[24,26]。
TGC作为米诺环素的衍生物,除可逆性结合30S核糖体亚基、抑制细菌蛋白质合成外,还能够有效规避四环素类药物的耐药机制(如外排泵及核糖体保护蛋白作用)[27]。既往研究表明,在对TGC敏感的CRAB菌株中,其与AMK联用的协同作用率可达47.7%[28]。胡永煜等[29]研究发现,TGC与CSL联用对CRAB的相加作用率高于协同作用率(49.0%比4.0%)。然而在本研究中,以TGC为基础的联合用药方案未观察到协同效应,多表现为相加作用(相加作用率为29.2%~75.0%)。分析原因可能与本研究纳入的CRAB菌株对TGC的基线MIC水平较高有关(MIC50和MIC90分别为2 mg/L和8 mg/L),较高的初始MIC值一定程度上限制了TGC与其他抗菌药物产生更强协同效应的潜力。
本研究仍存在以下局限性:(1)实验仅检测了体外药物联用表型,其结果不能完全等同于临床实际疗效;(2)当前评估的药物组合限于临床最常用抗菌药物类别,未能涵盖新型抗菌药物。未来研究应着重开展前瞻性临床试验,通过动物模型或临床病例对照研究验证COL与TGC联合方案在体内的有效性;同时,应进一步探索含新型抗菌药物或新靶点抑制剂的联合方案(如舒巴坦-度洛巴坦+COL、依拉环素+IPM、依拉环素+COL等)对CRAB的抗菌效果,并深入解析COL与IPM协同作用的具体分子机制。
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