異質性萬古黴素中介金黃色葡萄球菌:困擾我們的難題

2020-12-04 醫脈通

文章作者:劉亞麗 徐英春


萬古黴素是治療甲氧西林耐藥金葡菌(MRSA)感染的有效藥物,也是治療該菌感染的最後選擇,目前該藥巳在臨床上廣泛使用。雖然萬古黴素耐藥金葡菌(VRSA)在全球的檢出率很低,但萬古黴素低水平耐藥的金葡菌,包括異質性萬古黴素中介金葡菌(hVISA)和萬古黴素中介金葡菌(VISA)卻在多個國家和地區廣泛流行。


以改良菌群譜型分析-曲線下面積法(PAP-AUC)作為檢測hVISA的金標準,美國hVISA的檢出率為0.3%〜15.0%,澳大利亞25.0%〜37.6%,日本10.0%,中國9.5%〜13.1%,加拿大5.3%,愛爾蘭2.3%等。


目前研究表明,與萬古黴素敏感金葡菌(VSSA)相比,hVISA導致萬古黴素治療失敗的概率是前者的2.37倍(95%CI,1.53〜3.67),且住院時間明顯延長,住院費用增加。現就hVISA的流行病學特點、檢測方法、異質性耐藥機制及其導致感染的治療進行簡要介紹,為臨床醫師及微生物工作者提供參考。


一.hVISA的流行病學特點


2004年,Howe等對來自11個國家的101株hVISA/VISA的基因型進行分析,發現所有菌株均屬於agrI型或agrII型,且以agrI型為主(7/9VISA,57/92hVISA);同時,hVISA在CC5、CC8、CC22、CC30和CC45的5個克隆複合體中均有發現,而VISA僅存在於CC5和CC82個克隆複合體中。


但近期美國的2項研究表明,hVISA/VISA主要存在於agrII型中;來自澳大利亞的數據顯示,46株hVISA均屬於ST239-MRSA-SCCmed克隆。


我國Sun等對26株hVISA臨床分離株的基因型分析發現,hVISA以agrI-SCCmecⅢ-ST239型為主,其次是agrII-SCCmecII-ST5;陳宏斌等分離的30株hVISA中,agrII-SCCmecII最多,其次是agrI-SCCmecⅢ。


這些數據表明,並非所有的MRSA均可能發展成hVISA。hVISA的流行可能與其遺傳背景以及不同地域的流行病學特點相關,如該地MRSA的分離率、耐藥譜型、流行克隆株的基因型特點等。


此外,hVISA也可存在於甲氧西林敏感金葡菌(MSSA)中,法國(hVISA,7/2300)和美國(hVISA,3/121)均有報導。這說明在常規檢測中,不能僅依靠體外藥敏和菌株特點,還要結合臨床信息來判斷,如患者是否存在嚴重基礎疾病、人住ICU、萬古黴素低劑量治療、糖肽類治療無效等情況,當上述情況存在時,即使體外藥敏試驗結果是敏感的,也應高度關注hVISA的存在。


二、hVISA的檢測


由於hVISA體外藥敏常顯示敏感(MIC<2mg/L),僅在子代(10^-5〜10^-6)中含有少量對萬古黴素中介的(MIC>4mg/L)的亞群,故給常規檢測帶來很大困難。


研究表明,在萬古黴素體外敏感的狀態下,隨著MIC值的增加,hVISA的檢出率也逐漸上升,並在萬古黴素MIC值為2mg/L時,hVISA的分離率最高。


vanHal等利用微量肉湯稀釋法,對分離的46株hVISA的萬古黴素MIC值分布進行分析,發現MIC值<0.5、1.0、1.5、2.0、4mg/L時,上述hVISA所佔比率分別為2.2%、8.7%、6.5%、82.6%和0。


這表明,對MIC值處於敏感臨界的菌株應給予高度關注,尤其是患者存在嚴重的基礎疾病、人住ICU、MRSA定植或反覆感染、萬古黴素劑量偏低、糖肽類治療無效,應高度懷疑存在hVISA。


目前,檢測hVISA的方法有多種,PAP-AUC是檢測hVISA的金標準,該方法以Mu3作為參考菌株,利用GraphpadPrism軟體,繪製菌落數對數值對萬古黴素濃度的曲線,計算曲線下面積(AUC),並將AUCm菌株挪3介於0.9〜1.3判定為hVISA。


由於該方法費時費力、且需要特殊儀器螺旋塗布儀,故很難在常規實驗室進行。宏量E試驗(MacromethodE-test,MET)法,與標準E試驗法不同的是,需配製2.0麥氏濁度單位的菌懸液,取200uL菌懸液均勻塗布於腦心浸液(BHI)瓊脂平皿上,5°C孵育48h後觀察結果。


如萬古黴素和替考拉寧的MIC均>8mg/L或替考拉寧MIC>12mg/L則可判斷為hVISA。國外數據顯示,ME丁法的靈敏度和特異度分別為44.0%〜98.5%和89%〜98%;我國數據顯示,MET法的靈敏度和特異度分別為48.1%〜70.4%和48%〜85%,稍低於國外數據。


由於MET法操作簡單,靈敏度和特異度相對較高,可用於常規疑似菌株的初篩』但因價格昂貴,不適合大規模篩查。


E試驗GRD(glycopeptide resistance detection)是一種新的hVISA檢測方法。其與MET法的區別在於需要使用MHB配製0.5麥氏濁度的菌懸液,並將菌液均勻塗布於含5%羊血或馬血的MHA平皿上,使用兩端分別含有替考拉寧和萬古黴素的特製E試驗條,在24h和48h分別讀取結果。


判定標準為MIC替考拉寧≥8mg/L或MIC萬古黴素≥8mg/L,同時標準E試驗MIC萬古黴素<4mg/L時,則判斷為hVISA。


研究數據顯示,24h讀取結果的敏感度和特異度分別為43%〜77%和98%〜100%,48h讀取結果的敏感度和特異度分別為57%〜100%和36%〜96%。瓊脂稀釋法是美國CDC與臨床和實驗室標準化協會推薦的篩選方法,配製0.5麥氏濁度的菌懸液,取10uL接種至含萬古黴素6mg/L的BHI瓊脂(BHIA6V)上,35C培養,24h和48h時各觀察1次,如有>2個菌落生長則判斷為陽性;此外,也可採用含5mg/L替考拉寧的BHI瓊脂(BHIA5T)或MHA(MHA5T)平皿進行篩選,該方法的敏感性較BHIA6V高,但特異性差』由於成本低、無需特殊儀器,故適合大規模初篩。


Sun等的研究結果顯示,BHIA5T和BHIA6V的敏感度分別為88.9%和3.7%,特異度分別為17.3%和98.8%。


除上述方法外,採用含4mg/L萬古黴素且加人16g/L酪蛋白的BHI瓊脂進行hVISA的篩選,48h後觀察結果發現,該方法的靈敏度和特異度分別為91%和94%;此外,vanHal等報導,利用微量肉湯稀釋法測定體外萬古黴素的MIC值,如將MIC>2mg/L作為判定折點篩選hVISA,其靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、準確度分別為82%、7%、7%、80%和95%。


這些數據說明,不同研究所得出的結果不同,由於方法不統一,很難進行比較和評價;但不同國家或地區以PAP-AUC作為金標準,可對不同方法的靈敏度、特異度、準確度、陽性預測值、陰性預測值進行分析比較,結合當地菌株的流行病學特點,選擇適當的檢測方法。


三、hVISA異質性耐藥的機制研究


目前,hVISA的耐藥機制仍不清楚。表型研究的結果提示,細胞壁增厚、肽聚糖交聯減少、青黴素結合蛋白改變、自溶活性降低、細胞壁翻轉率增加、毒力降低、生長率下降、革蘭染色變淺、脲酶活性增強等可能與對萬古黴素的敏感性下降有關。


利用基因組及轉錄組學方法,巳發現了多個與糖肽類耐藥相關的基因如pbpB、pbpD、ddh、teaA、msrA2、msrR、malR、lysC、graA、graB、graC、graD、graE、murZ、rsbU等,這些基因表達的增高或降低,可直接或間接地影響對萬古黴素的敏感度。


此外,在VSSA發展成hVISA、VISA的過程中,幾個重要調控元件發生了點突變[traS(I5N)、graR(N197S)、rpoB(H481Y)、rpoB(A621E)或缺失突變(waRK、0P),並通過基因敲除和回補技術等證實了其在萬古黴素耐藥中發揮的重要作用同時,其他一些重要的調控子,如Agr、SigB、SarA、Rot、MgrA等在金葡菌代謝、毒素分泌及萬古黴素耐藥中發揮重要的調控作用,它們可能形成複雜的調控網絡,調控多種基因的表達。


此外,利用蛋白質組學方法巳發現多個蛋白質與萬古黴素的異質性耐藥緊密相關,如肽聚糖水解酶(LytM)、轉糖基酶樣蛋白(SceD)等,但具體機制仍需更深人研究。


四、hVISA感染的治療


雖然,常規體外藥敏顯示大部分hVISA對多種抗菌藥物(包括萬古黴素)敏感,但臨床治療結果並不樂觀。多項研究已證實,糖肽類治療常會失敗,部分hVISA可對達託黴素的敏感性降低。


目前還沒有研究證實,其他抗菌藥物或替代方案的療效優於萬古黴素。故治療的藥物選擇仍是困擾臨床醫生的難題。


2011年1月美國感染病學會成人與兒童MRSA感染治療指南建議:對於萬古黴素MIC>2mg/L菌株引起的感染,應改用其他有效的藥物,如達託黴素、利奈唑胺、奎奴普丁-達福普汀、甲氧苄啶-磺胺甲嗯唑以及特拉萬星等。


對於萬古黴素治療失敗的持續性MRSA血流感染患者,應尋找並清除可能存在的其他感染灶,進行引流或清創;若達託黴素敏感,可給予大劑量達託黴素聯合其他藥物治療;如菌株對萬古黴素和達託黴素敏感性均降低,可選用奎奴普丁-達福普汀、甲氧苄啶-磺胺甲嗯唑、利奈唑胺或特拉萬星進行治療。


中國感染與化療雜誌2013年11月20日第13卷第6期

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