230中国感染与化疗杂志2010年5月20日第10卷第3期ChinJInfectChemother,May.2010,V01.10,No・3・综述・肺炎链球菌对大环内酯类抗生素耐药的研究进展陈蓉,赵根明大环内酯类抗生素;耐药文献标志码:A文章编号:1009—7708(2010)03—0230—04关键词:肺炎链球菌;中图分类号:R378;R978.15ResearchprogressofmacrolideresistanceinSf,.epfococcHspneumoniaeCHENRong,ZHAOGenming.(DepartmentofEpidemiology,SchoolofPublicHealth,FudanU-niversity;KeyLaboratoryofPublicHealth,MinistryofHealth,Shanghai200032,China)肺炎链球菌是儿童社区获得性感染的主要病原菌。作为一种条件致病菌,它常定植于鼻咽部黏膜,3岁以内的婴幼儿携带率最高。随着机体免疫力下降,有致病力的肺炎链球菌乘机侵入,引起儿童中耳炎、肺炎、脑膜炎和菌血症等疾病。据估计,发展中国家每年约有814000名5岁以下的儿童死于肺炎链球菌感染L1]。20世纪90年代以来,由于肺炎链球菌对B内酰胺类抗生素,主要是青霉素的耐药逐年增加,再加上大环内酯类抗生素对非典型病原体也有效,因此大环内酯类抗生素被广泛应用于治疗肺炎链球菌感染的疾病托剖。近年来,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素耐药问题逐年加重,尤其是亚洲地区最为严重[4]。本文就肺炎链球菌对大环类酯类抗生素的耐药情况、耐药机制、传播途径以及临床意义作一简要综述,以期能更全面地了解大环内酯类抗生素在治疗肺炎链球菌感染方面的作用,有效地预防和控制耐药菌株的传播。一、肺炎链球菌对大环内酯类抗生素的耐药现状随着大环内酯类抗生素的广泛应用,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素的耐药呈逐年增加的趋势。Alexander项目显示美国及西欧14个中心分离的肺炎链球菌对红霉素的耐药率1992、1993年分别为8.3%、12.2%[5],1996、1997年的耐药率增加到基金项目:上海市公共卫生重点学科(08GWZX0201)。作者单位:复旦大学公共J三生学院,教育部公共卫生安全重点实验室,上海200032。作者简介:陈蓉(1982一),女,在读博士研究生,主要从事传染性疾病的流行病学研究。通信作者:赵根明.E-mail:gmzhao@shmu.edu.cn。16.5%、21.9蛤6。,到1998--2000年对红霉素耐药率为24.6%E73。PROTEKT(ProspectivetantResis—theOrganismTrackingandEpidemiologyforKetolideTelithromycin)(1999--2003年)∞o对全球39个国家和地区20750株肺炎链球菌耐药性分析显示对阿奇霉素的耐药率(MIC≥2rag/L)从31%上升到36.3%。2003年各国对阿奇霉素的耐药率分别为:意大利41.8%、法国54.2%、西班牙30.8%、南非52.2%、美国35.4%。亚洲地区耐药程度比欧美国家更为严重,PROTEKT研究显示韩国分离菌对阿奇霉素的耐药率为76.50A,日本为79.3%,中国为86.5%、地区为82.90A、地区更是高达91.2%。对亚洲8个国家感染社区获得性肺炎成人的监测结果显示,肺炎链球菌对红霉素的耐药率为56.1%[9]。我国分离的肺炎链球菌对大环内酯类抗生素的耐药情况更为严重。上海地区1996—1999年间不连续的监测资料表明肺炎链球菌对红霉素的耐药率为50%【10|。杨永弘等n¨对北京、上海、广州和西安等地上呼吸道感染儿童鼻咽部肺炎链球菌抗生素耐药监测(2000~2001年),对红霉素耐药率分别为87.9%、84%、78%和96.7%。2002--2003年我国多中心调查显示肺炎链球菌75%以上菌株对大环内酯类抗生素高水平耐药[1引。卫生部全国细菌耐药监测网(Mohnarin)2006--2007年对临床14岁以下感染患儿肺炎链球菌对红霉素的耐药率为94.2%[I3|。上述结果显示,虽然国内耐大环内酯类抗生素肺炎链球菌的分布情况有所差别,但是可以看出我国临床分离肺炎链球菌对大环内酯类抗生素的耐药逐年上升,且多为高水平耐药。万方数据中国感染与化疗杂志2010年5月20日第10卷第3期ChinJInfectChemother,May.2010,V01.10,No.3231二、肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药机制肺炎链球菌对大环内酯类抗生素耐药的机制主要为核糖体靶位改变、主动外排系统和核糖体蛋白突变3种。(一)erm基因介导的靶位点修饰erm基因编码的核糖体甲基化酶,可使位于肺炎链球菌核糖体的50S大亚基的23SrRNA的V区的A2058位点的腺嘌呤残基N-6位二甲基化,从而使大环内酯类抗生素与核糖体作用位点的亲和力显著下降而产生耐药。由于林可霉素(1incosamide,L)、链阳菌素复合物(streptograminB,SB)、大环内酯类(macroli—de,M)3类抗生素与细菌rRNA的结合位点存在较大的重叠区域且关键位点均为A2058,因此erm基因可以引起林可霉素一大环内酯类一链阳菌素复合物联合耐药,成为MLS。耐药表型[14|。erm基因介导的MLSH耐药表型分为结构型(constitutive,cMLS8)和诱导型(inducible,iMLSH)2种。结构型主要是由于翻译弱化系统的碱基发生改变,使errn基因的RNA有活性,经翻译合成结构性甲基化的核糖体而产生耐药。对14元环、15元环、16元环大环内酯类、林可霉素和链阳菌素B均耐药,属于高水平耐药(MIC≥64rag/L)。诱导型erm基因的mRNA无活性,表现为低水平耐药。当被14元环,15元环大环内酯类诱导激活后,大环内酯类抗生素与上游的转录衰减基因结合,导致mRNA的二级结构发生改变,暴露出核糖体的结合位点,翻译erm甲基化酶,从而表现为对大环内酯类抗生素的耐药[1“。内在型和诱导型耐药与erm基因的种类无关,而是由甲基化酶结构基因上游的调节区序列决定的‘1引。(二)主动外排机制大环内酯类抗生素需要在肺炎链球菌菌体内蓄积足够的浓度,才能结合足够的核糖体,达到抑制或杀灭细菌的作用。由reef基因及其编码的外排泵膜相关蛋白构成外排泵,可以将进入细胞内的大环内酯类抗生素泵出细胞外而产生耐药。因为只有14环、15元环大环内酯类抗生素可以激活外排泵,而16元环大环内酯类、林可酰胺类、链阳菌素类抗生素则不能激活外排泵。这种机制介导产生M型耐药,属于低水平耐药(红霉素MIC在1~32rag/L)c¨]。临床上可以通过增加大环内酯类抗生素的剂量来克服耐药。reef基因主要有mefa和mefE2个亚型,两者在核酸水平约有90%相同序列,在蛋白质水平也具有88%同源性。万方数据但是2个基因在定位、基因序列的相关结构等方面仍存在不少差异,而且有学者统计了mef基因的耐药水平,发现mefa介导的耐药水平明显高于mefE‘1引。(三)23SrRNA和(或)核糖体蛋白突变有些临床耐药株既不含erm基因,也没有mef基因,主要是由于23SrRNA突变或者编码核糖体蛋白L4、L22的基因突变。23SrRNA1I区和V区以下任何一个位点(752,2057,2058,2059,2062,2609和2611)发生突变,都会导致抗生素和核糖体结合能力下降,表现为MLsB耐药¨7。。核糖体蛋白L22和L4结合于23SrRNA的工区,参与维持23SrRNA的立体构象。L4核糖体蛋白发生改变导致大环内酯类抗生素的结合位点远离该通道而失效有2种方式:①关键区域3个氨基酸的突变使多肽通道变窄,明显降低甚至完全阻碍大环内酯类抗生素的通过而导致耐药,通常为MS。耐药。②L4核糖体蛋白基因序列有18个氨基酸插入,导致MKSa耐药(Ketolides,酮内酯类抗生素)。反之,L22核糖体蛋白通过点突变能扩大多肽通道,通过无效的方式结合大环内酯类抗生素而导致耐药【1引。研究发现,不同的耐药机制导致的耐药表型不同,而且存在明显的地区差异。北美的耐药菌株主要以meya基因介导的,而除德国的大部分欧洲国家耐药菌株ermB基因检出率高达80%以上。在中国、新加坡、泰国、马来西亚,以mefA基因介导的主动外排机制最为常见,而在中国、斯里兰卡、韩国、越南,由ermB基因介导的核糖体靶位改变和(或)mefA基因介导的主动外排机制是主要的耐药机制【19。。我国温州地区的研究显示74.4%耐药菌株只检测到ermB基因,5.1%检测到mefA基因,20.5%同时检测到ermB基因和mefA基因[20|。烟台地区研究发现75.6%耐药菌株检测到ermB基因,22.0%同时检测到ermB和mefE基因,2.4%只检测到mefE基因[213。上海地区ermB基因检出率高达88.1%[2引,这些均表明ermB基因介导的核糖体靶位改变是我国肺炎链球菌对大环内酯类抗生素耐药的主要机制。由核糖体突变导致耐药的肺炎链球菌约占临床耐药菌株的2%左右,在加拿大[23]、欧洲、北美f241等地均发现此类菌株。国内目前尚未见核糖体突变的报道。三、肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药传播在世界范围内,肺炎链球菌对大环内酯类抗生232中国感染与化疗杂志2010年5月20日第10卷第3期ChinJInfectChemother,May.2010,V01.10。No.3素的耐药形势日益严峻,控制耐药性增加的重要措施就是控制耐药基因的传播。肺炎链球菌对大环内酯类抗生素耐药性的主要传播方式有:①水平传播。耐药基因经转化、转导或接合转座子接合转移给敏感菌。耐药基因可来自耐药性肺炎链球菌或其他种属细菌,肺炎链球菌的耐药基因常由转座子携带。如Tn916—1545家族。Tnl545的作用机制是通过Tnl545携带红霉素耐药基因(ermB)、四环素耐药基因(tetM)、氯霉素耐药基因(Catpcl94)以及卡那霉素耐药基因(aph37一Ⅲ)等,通过切除整合机制,在无质粒带动下直接在同种或不同种的细菌间进行接合转移并整合到受体染色体或质粒的不同位点上,使抗生素的耐药得以传播[2引。Montanari等1261发现在红霉素和四环素多重耐药的临床肺炎链球菌中,同时携带intTn、tetM和ermB的菌株占MI。S。耐药表型菌株的85%以上,说明耐药基因可以在菌株间传播而导致耐药。同时有报道显示7i。②克隆传播。通过旅游、接触等途径,一些高耐药克隆株在不同国家和地区播散,形成世界范围内对大环内酯类抗生素耐药的传播。西班牙克隆株(血清型区的19F、23F菌株,同时对青霉素、红霉素、头孢菌sequencetype,MLST)方法发9|。四、临床意义目前评价抗生素对病原体的疗效的方法常用体mg/L,而阿奇霉素mg/L为耐mg/L为敏感,而阿奇霉素或地红霉素对肺炎mg/L为敏感。大部分大环内aboveMIC,T>MIC)。万方数据为获得最理想的疗效,其血药浓度必须超过病原菌MIC的维持时间应为给药间隔时间的40%~50%[143。但是新一代的大环内酯类抗生素如阿奇霉素,血清浓度较低,组织和体液中的浓度很高,因此AUC/MIC更适合用来评价其疗效。虽然大环内酯类抗生素耐药率很高,但是很多国家仍然把大环内酯类抗生素作为经验性治疗药物心8|。有些研究也表明其仍然有良好的疗效。1997--2003年的研究表明克拉霉素治疗呼吸道感染有很好的疗效,临床治愈率高达80%~97%,细菌清除率达71%~98%[29|。日本最近的研究也显示阿奇霉素对于耐大环内酯类抗生素的肺炎链球菌引起的社区获得性肺炎也有着很好的疗效L3引。但也有大环内酯类抗生素进行经验性治疗失败的报道r3¨,影响临床疗效还有以下因素:患者的全身状况、年龄、基础状况以及优势耐药基因等。因此如何正确评价体外药敏试验与临床疗效的关系尚需进一步研究。大环内酯类抗生素一直被广泛的应用于肺炎链球菌感染的经验治疗,但是随着肺炎链球菌对大环内酯类抗生素的耐药逐年增加,已经引起世界范围的广泛关注。各国均在密切监测其流行病学情况,深入研究其耐药机制。目前已知的大环内酯类抗生素的耐药机制包括核糖体甲基化作用、外排机制、rRNA和(或)核糖体蛋白突变等。由于不同的耐药机制导致的耐药表型不同,而且存在明显的地区差异,因此临床上应用大环内酯类抗生素治疗肺炎链步研究。虽然目前大环内酯类抗生素治疗肺炎链球菌感染仍可能取得良好疗效,但是控制危险因素、严1]ScottJA.Thepreventableburdenofpneumococcaldiseaseinthedevelopingworld[J].Vaccine,2007:25(13):2398—2405.2]NuermbergerE。BishaiWR.Theclinicalsignificanceofmac—rolide-resistantStreptococcuspneumoniae:it’Sallrelative[J].ClinInfectDis2004:38(1):99—103.3]WierzbowskiAK,HobanDJ。HisanagaT.eta1.TheuseofmacrolidesinTreatmentofUpperRespiratoryTractInfec—tions口].CurrInfectDisRep.2005。7(3):175—184.4]AdamD.GlobaIantibioticresistanceinStreptococcuspneu一reef基因在肺炎链球菌中也是可以转移的『223F)对氯霉素、四环素耐药,且75%菌株对大环内酯类抗生素耐药。在北美、欧洲、亚洲、拉丁美洲和南非均有发现[2引。ANSORP调查显示我国地素耐药。有50株来自韩国、我国和、越南、马来西亚属于血清型19F或19A。通过多位点序列分型(muhiloeus球菌导致的感染应参考当地的流行病学监测资料选择药物。大环内酯类抗生素的临床疗效与多种因素有关,体外药敏试验与临床疗效的关系还需要进一格掌握抗生素应用指征、选择高效价的抗生素(如克拉霉素)对于控制和预防耐药菌株的产生和传播非常重要。参考文献:rL现与来自我国的菌株19F一14克隆非常相似。耐药株克隆传播可能为亚洲地区红霉素耐药率迅速增加的主要原因之一[1外细菌药敏试验。判断标准通常以CLSI颁布的敏感、耐药折点为依据,以MIC表示。目前CLSI的最新肺炎链球菌耐药及敏感标准是:红霉素或克拉霉素对肺炎链球菌的MIC≥1或地红霉素对肺炎链球菌的MIC≥2药。红霉素或克拉霉素对肺炎链球菌的MIC≤0.25rLrL链球菌的MIC≤0。5酯类抗生素为时间依赖型抗生素,预测其细菌学疗效的参数为血药浓度超过MIC的维持时间占给药间隔和时间的比值(timerL中国感染与化疗杂志2010年5月20日第10卷第3期ChinJInfectChemother。May.2010,V01.10,No.3233moniae[J].JAntimicrobChemother,2002,50Suppl:1-5.[5]GoldsteinFW,AcarJF,theAlexanderProjectCollaborativeGroup.AntimierobialresistanceamonglowerrespiratorytractisolatesofStreptococcuspneumoniae:resultsofa1992—1993westernEuropeanUSAcollaborativesurveillancestudyEJ].JAntimicrobChemother,1996,38SupplA:71—84.[6]FelminghamD,GrunebergandRN.TheAlexanderProject1996-1997:latestsusceptibilitydatafromthisinternationalstudyofbacterialpathogensfromcommunity—acquiredlowerrespiratorytractinfections[J].JAntimicrobChemother,2000,45(2):191—203.[7]JacobsMR,FelminghamD.AppelbaumPC。eta1.TheAI—exanderProject1998—2000:susceptibilityofpathogensiso-latedfromcommunity-acquiredrespiratorytractinfectiontocommonlyusedantimicrobialagentsl-J].JAntimicrobChe—mother,2003,52(2):229—246.[8]SehitoGC,FelminghamD.SusceptibilityofStreptococcuspneumoniaetopenicillin,azithromycinandtelithromycin(PROTEKT1999—2003)[J].IntJAntimicrobAgents,2005.26(6):479—485.[9]SongJH,OhWS,KangCI,eta1.Epidemiologyandclinicaloutcomesofcommunity-acquiredpneumoniainadultpatientsinAsiancountries:aprospectivestudybytheAsiannetworkforsurveillanceofresistantpathogensEJ].IntJAntimicrobAgents・2008,31(2):107—114.ElO]杨帆,张婴元,LesleyMcGee,等.肺炎链球菌呼吸道感染分离株的耐药性[J].中国抗感染化疗杂志.2001。1(1):13-16.[“]杨永弘,陆权,邓力,等.四地儿童肺炎链球菌、流感嗜血杆菌抗生素敏感性监测(2000—2001年)EJ-I.中华儿科杂志,2002,40(8):461-466.[12]王辉,俞云松,刘勇,等.2002~2003年中国社区呼吸道感染常见病原菌的耐药性监测l-J].中华结核和呼吸杂志,2004,27(3):155-160.[13]李湘燕,肖永红.Mohnarin2006~2007年度报告:14岁以下人群细菌耐药监测EJ-I.中国抗生素杂志,2008,33(10):579—585.[14]ZhanelGG.DueckM,HobanDJ,eta1.Reviewofmacroli—desandketolides:focusonrespiratorytractinfections[J].Drugs,2001・61(4):443—498.[15]王明贵.细菌对大环内酯类抗生素耐药机制的研究进展[J].国外医药抗生素分册,2000,21(1):13-15.[16]AmezagaMR,CarterPE,CashP,eta1.Molecularepidemi—ologyoferythromycinresistanceinStreptococcusprwnmoniaceisolatesfrombloodandnoninvasivesitesEJ].JClinMicrobi—ol。2002,40(9):3313—3318.[17]FranceschiF,Kanyoz,ShererEC,eta1.Macrolideresist‘ancefromtheribosomeperspective[J].CurrDrugTargetsInfectDisord,2004,4(3):177—191.[18]GabashviliIS,GregoryST,ValleM,eta1.ThepolypeptidetunnelsystemintheribosomeanditsgatinginerythromycinresistancemutantsofLAandL22口].MolCell,2001,8(1):181—188.万方数据[19]SongJH,ChangHH,SuhJV,eta1.MacrolideresistanceandgenotypiccharacterizationofStreptococcuspneumoniaeinAsiancountries:astudyoftheAsianNetworkforSurveil—lanceofResistantPathogens(ANSORP)[J].JAntimierobChemother,2004,53(3):457—463.[20]杨锦红。周义正,刘立雪,等.儿童肺炎链球菌红霉素、四环素相关耐药基因的研究EJ].中国卫生检验杂志,2008,18(5):866—869.[21]吴金英,李少君,徐新波,等.肺炎链球菌对大环内酯类抗菌药物耐药机制的研究[J].中华医院感染学杂志。2008,18(12):1681-1683.[22]吴文娟。张泓。蒋燕群。等.肺炎链球菌对大环内酯类抗生素耐药及传播机制研究[J].中国感染与化疗杂志,2006,6(2):85—88.[23]WierzbowskiAK,NicholK,LaingN,eta1.Macrolidere-sistancemechanismsamongStreptococcuspneumoniaeisola。tedover6yearsofCanadianRespiratoryOrganismSuseepti—bilityStudy(CROSS)(1998—2004)[J].JAntimicrobChe—mother,2007,60(4):733—740.[24]DoktorSZ,ShortridgeVD,BeyerJM。eta1.Epidemiologyofmacrolideand/orlincosamideresistantStreptococcuspneu—moniaeclinicalisolateswithribosomalmutations[J].DiagnMicrobiolInfectDis,2004,49(1):47-52.[25]SeralC,CastilloFJ。Rubio-CalvoMC,eta1.Distributionofresistancegenstet(M),aph37-Ⅲ,CatDcl94andtheintegrasegeneofTnl545inclinicalStreptococcuspneumoniaeharbou—ringerm(B)andmef(A)genesinSpain[J"].JAntimicrobChemother,2001,47(6):863—866.[26]MontanariMP,CoehettiI,MingoiaM,eta1.Phenotypicandmolecularcharacterizationoftetracycline-anderythromy—cin-resistantstrainsofStrepococcuspneumoniae[J].Antimi—crobAgentsChemother,2003,47(7):2236—2241.[27]DelGrossoM,IannelliF,MessinaC,eta1.Macrolideeffluxgenesmef(A)andreef(E)arecarriedbydifferentgeneticelementsinStreptococcuspneumoniaeFJ].JClinMicrobiol・2002,40(3):774-778.[28]FileTMJr,GarauJ,BlasiF,eta1.Guidelinesforempiricantimicrobialprescribingincommunity—acquiredpneumonia[J].Chest,2004,125:1888—1901.[29]HobanDJ,ZhanelGG.Clinicalimplicationsofmaerolidere-sistanceincommunity-acquiredrespiratorytractinfections口].ExpertRevAntiInfectTher。2006.4(6):973—980.[30]YanagiharaK,IzumikawaK。HigaF,eta1.Efficacyofaz—ithromycininthetreatmentofcommunity-acquiredpneumoni—a,includingpatientswithmacrolide-resistantStreptococcuspneumoniaeinfection[J].InternMed。2009,48(7):527—535.[31]DanemanN,McGeerA,GreenK,eta1.Macrolideresist—anceinbacteremicpneumococcaldisease:implicationsforpa—tientmanagement[J].ClinInfectDis,2006.43(4);432-438.收稿日期:2009—12-25