综述器官移植中耐碳青霉烯类肺炎克雷

刘伟旺王晓李传昶

摘要

肺炎克雷伯菌（KP）是一种常见的条件致病菌，也是引起免疫功能低下患者感染常见的病原菌之一，其感染率呈逐年递增的趋势。碳青霉烯类抗生素是控制KP感染的有效药物，但随着碳青酶烯类抗生素的广泛使用，耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌（CRKP）出现并逐年增长。器官移植受者由于免疫系统受抑制，是CRKP感染的高危人群，一旦发生耐药菌感染，往往难以控制，导致移植器官存活率降低，给临床治疗带来巨大的挑战。本文就器官移植中CRKP感染的现状、治疗进展作一综述。

随着器官移植手术方式的发展及免疫抑制剂的不断问世，实体器官移植已经成为终末期器官功能衰竭患者的首选治疗方式。目前供者器官数量远远小于受者的需求，移植器官短缺问题日趋严重。为解决这一问题，我国全面普及公民逝世后器官捐献，相较于传统的活体器官捐献，公民逝世后器官捐献供者大多经历严重创伤、气管插管、长期使用呼吸机、有创操作、手术治疗、长时程大剂量应用抗生素等，加之重症监护室（intensivecareunit，ICU）耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌（carbapenem-resistantKlebisellapneumoniae，CRKP）定植，供者CRKP感染风险急剧增加。供者CRKP感染后极易通过器官移植感染受者，受者一旦感染CRKP，易造成全身散播，导致移植肾或移植肝动脉破裂、移植器官切除，甚至导致受者死亡，给器官移植带来巨大挑战。CRKP感染形势在实体器官移植领域日趋严重，加强器官移植科医师对CRKP感染的认识、控制感染发生至关重要，但目前仍缺乏相关文献综述。本文对器官移植中CRKP感染的现状、治疗进展进行综述，以期为移植科医师提供参考。

1CRKP感染的现状

肺炎克雷伯菌（Klebsiellapneumoniae，KP）是人体常见的定植菌群，常引起呼吸道、消化道以及皮肤软组织感染，是一种重要的条件致病菌[1]。随着碳青霉烯类抗生素的广泛使用，CRKP感染越来越常见，抗生素研发的速度往往赶不上细菌耐药的速度，给临床治疗带来巨大的挑战。中国细菌耐药监测网（ChinaAntimicrobialSurveillanceNetwork，CHINET）监测结果表明，CRKP占KP菌株的比例从年的10.8%上升至年的17.9%[2]。CRKP菌株往往同时含有其他β-内酰胺酶，对头孢菌素类、喹诺酮类、碳青霉烯类等其他抗生素耐药，使感染难以控制[3]。年CHINET监测显示，KP对亚胺培南和美罗培南的耐药率分别由年的3.0%和2.9%，上升至年的20.9%和24.0%，KP耐药率大幅升高[4]。由于目前CRKP的检出率、耐药率不断增加，但缺乏有效的抗生素控制感染，因此CRKP感染患者的病死率居高不下。一项囊括例KP感染患者的荟萃分析显示，CRKP感染患者的病死率高达42.14%，而对碳青霉烯类抗生素敏感的KP感染患者病死率仅为21.16%[5]。供者大多有长期入住ICU、有创操作等病史，而受者术后需要终生服用免疫抑制剂，处于免疫抑制状态，因此供、受者均有CRKP感染的高危因素，一旦感染CRKP往往难以控制，患者病死率极高[6-7]。

每年，全球有超过个实体器官用于移植，心脏死亡器官捐献（donationaftercardiacdeath，DCD）是重要的器官来源[8-9]。大部分DCD供者在ICU频繁使用广谱碳青霉烯类抗生素，使得KP的耐药率呈明显上升趋势。年一项多中心回顾性病例对照研究显示，在ICU分离的株KP菌株中，有株对碳青霉烯类抗生素耐药，耐药率为48.1%[10]。Procaccio等[11]对例入住ICU的供者研究发现，ICU住院时间3d是CRKP感染与定植的高危因素。DCD供者在一定程度上缓解了器官短缺的问题，但是供者来源性感染（donor-derivedinfection，DDI）不断增加。Benamu等[12]对例DCD供者支气管肺泡灌洗液行细菌培养发现，有50例供者培养出多耐药、泛耐药革兰阴性菌。我国一项回顾性队列研究显示，在对份肾脏保存液标本的检测中发现KP的检出率为4.1%[13]。DDI往往难以控制，进而导致移植物血管动脉瘤或者破裂出血、移植物切除，甚至受者死亡。美国器官获取和移植网络（OrganProcurementandTransplantationNetwork，OPTN）发布实体器官移植的DDI发生率为0.13%~0.20%，并且DDI受者病死率较高（25%~33%）[14-15]。一项包括例患者的荟萃分析结果表明，感染CRKP的实体器官移植受者其病死率高达43.13%[5]。遗憾的是，目前我国还未有DDI的发生率与病死率的权威数据。

由于器官移植术后受者需要常规使用免疫抑制剂来抑制排斥反应，而免疫抑制剂在抑制受者机体T、B细胞增殖与免疫应答功能的同时增加了机会性感染的风险，医院环境中耐药细菌接触时，容易罹患严重的感染性疾病[9,16]。另一方面，随着扩大标准供者（extendedcriteriadonor，ECD）器官（此类器官在移植前普遍经历了较长时间的缺血、缺氧损伤）的使用日益增加，移植物功能延迟恢复（delayedgraftfunction，DGF）、排斥反应发生率较高，各个移植中心倾向于采用大剂量、长疗程的免疫抑制方案应对可能发生的排斥反应、减少DGF的发生[17]，但受者免疫系统被过度抑制也使得移植后CRKP感染风险急剧增加。

2CRKP感染的治疗进展

控制器官移植术后CRKP感染是一个十分棘手的问题，目前尚无明确的治疗方案，只能根据药敏结果选择合适的抗菌药物。药敏结果表明，CRKP对β-内酰胺类、喹诺酮类等常见抗生素耐药，部分菌株对替加环素、黏菌素、氨基苷类、磷霉素敏感[18]。目前，多药联合抗感染治疗较单药治疗效果更显著，新型酶抑制剂、抗菌药物、生物制剂的问世也为控制器官移植术后CRKP感染带来曙光。

2.1多药联合抗感染治疗

黏菌素可用于治疗CRKP引发的严重感染，但其本身具有肾毒性，且主要经肾脏排泄，易造成肾功能不全患者体内蓄积，加重肾毒性。对于肾移植术后肾功能不全受者，黏菌素的使用受到限制。此外，随着黏菌素广泛用于治疗KP感染，对其耐药的菌株也越来越多，黏菌素单药治疗失败率增加[19-20]。在体外24h杀菌实验中发现，黏菌素与利福平联合使用可以有效杀灭CRKP，优于单药治疗效果[21]。一项单中心前瞻性对照研究表明，在治疗CRKP医院获得性肺炎与呼吸机相关性肺炎时，黏菌素与美罗培南联合使用具有良好的协同作用，可降低患者病死率，治疗效果优于单用高剂量黏菌素[22]。黏菌素对CRKP抑制作用较强，但广泛使用容易产生耐药性，联合使用碳青霉烯类、利福平等抗生素有较好协同作用，同时减少了耐药性的产生。

替加环素是一种广谱抗菌药物，临床应用广泛，曾被认为是控制CRKP感染最后的手段之一。但替加环素在血液、尿液中浓度低，对于CRKP感染造成的血流感染、复杂尿路感染效果不佳。此外，在替加环素的选择性压力下，对替加环素耐药的KP菌株分离率不断增加[23]，替加环素治疗CRKP感染失败的情况时有发生[24]。磷霉素是一种低分子量的亲水性药物，具有优良的组织渗透性，在炎症组织与脓肿液中也有较高浓度，可渗透到肺、骨、软组织等组织和器官中，并维持较高杀菌浓度[25-27]。同时，磷霉素能破坏细菌细胞壁的完整性，有助于其他抗生素进入细菌。因此，磷霉素与组织渗透性相对较差的抗生素（如替加环素）联用，或许可显著提升杀菌能力。体内、外实验均证实，对于CRKP引发的感染，磷霉素与替加环素联合、磷霉素与黏菌素联合、磷霉素与阿米卡星联合均有协同作用，抗感染效果均优于单药治疗效果[28-29]。Tumbarello等[30]对例CRKP血流感染患者进行死亡危险因素分析发现，相较于单药治疗方案，美罗培南、替加环素、黏菌素组成的3联抗感染方案，能显著降低患者30d病死率。一项包括33项临床研究的荟萃分析显示，多黏菌素（黏菌素或多黏菌素B）、替加环素、氨基苷类或碳青霉烯类3联抗感染治疗方案能有效控制CRKP引发的感染[31]。目前，二联或三联抗CRKP感染治疗取得较好的临床疗效，但只是针对特定的几种菌株，并未覆盖所有CRKP菌株，因此在选择联合治疗方案时，还需根据药敏结果、临床实践经验综合考量，选取最优抗感染方案。

器官移植受者属于特殊人群，机体免疫功能受到抑制、肝肾功能相对不全，对于受者感染CRKP应选择敏感且肝肾毒性较小的药物，目前在治疗上大多借鉴成人多药联合治疗方案。Dan等[32]报道，长疗程、大剂量的替加环素和黏菌素联用，成功治疗了1例肝移植受者CRKP感染。磷霉素由于其高组织渗透性，常作为受者CRKP感染的基础用药。研究报道，以磷霉素为基础的多联抗感染治疗方案成功治疗了肝移植受者CRKP播散性感染[33]。最近的研究报道显示，采用替加环素、美罗培南和磷霉素联合治疗肝移植受者CRKP感染，感染未得到控制，最终导致移植肝动脉破裂、移植物切除[34]。目前，针对器官移植受者CRKP感染还没有出台规范、权威的抗感染方案，只能根据药敏结果、受者肝肾功能选择合理可行的多联抗感染方案，及时下调免疫抑制剂剂量、监测药物的不良反应，以获得最佳治疗效果。尽管多联抗CRKP感染治疗在器官移植受者中有一定疗效，但多黏菌素B、黏菌素和氨基苷类等药物具有一定的肝肾毒性，对于器官移植受者，尤其是肝肾功能不佳的肝、肾移植受者应用受限，因此迫切需要抗菌能力强、不良反应小的抗CRKP感染新药。

2.2新型酶抑制剂

目前，临床上常用的β-内酰胺酶抑制剂主要有克拉维酸、舒巴坦与他唑巴坦，但都对碳青霉烯酶无活性。阿维巴坦（avibactam，AVI）是一种独特的非β-内酰胺结构的β-内酰胺酶抑制剂，可抑制A类[包括超广谱β-内酰胺酶（extended-spectrumbeta-lactamase，ESBL）及KP碳青霉烯酶（KPcarbapenemase，KPC）]、C类（主要是AmpC酶）和部分D类[如苯唑西林酶（oxacilllinase，OXA）-48]β-内酰胺酶，抑酶谱广且具有长效抑酶作用[35]。AVI与头孢类、碳青霉烯类抗生素联用，具有广谱抗菌活性，尤其对于抗CRKP活性显著。目前，AVI的复方制剂主要有头孢他啶（ceftazidime，CAZ）-AVI、氨曲南-AVI、头孢洛林酯-AVI[36]。

CAZ-AVI是由第3代头孢菌素CAZ与新型β-内酰胺酶抑制剂AVI组成的复合制剂，AVI抑制酶对CAZ水解，显著提升CAZ对敏感菌的抑菌活性。目前，CAZ-AVI已于年5月21日获得我国国家药品监督管理局批准，用于治疗敏感革兰阴性菌引起的复杂性腹腔内感染（联合甲硝唑）、复杂性尿路感染、医院获得性肺炎和呼吸机相关性肺炎。希腊一项多中心临床研究总共分离出株CRKP菌株，发现CAZ-AVI可抑制99.6%的产KPC菌株和%的产OXA-48菌株[37]。同期，美国的临床研究也证实，CAZ-AVI对于CRKP菌株的体外敏感性为98.7%[38]。根据国外体外实验数据，CAZ-AVI对于目前绝大多数CRKP菌株敏感，可作为控制CRKP感染的新一代治疗药物。Tumbarello等[39]对例一线药物治疗失败的CRKP菌血症患者分析时发现，以CAZ-AVI为补救治疗措施的患者30d病死率显著低于其他治疗方案，且接受CAZ-AVI治疗是预测CRKP菌血症患者生存率的独立预测因素。一项包括例患者的临床荟萃研究显示，CAZ-AVI降低了耐碳青霉烯类肠杆菌（carbapenem-resistantenterobacteriaceae，CRE）感染患者的病死率，提高了菌血症的临床治愈率，且不良反应少，对于CRE感染患者安全有效[40]。近年来，美国一项CAZ-AVI治疗CRE菌血症和肺炎的成本-效益分析研究显示，与其他常规治疗方法相比，CAZ-AVI治疗CRE菌血症和肺炎花费更少，所获得治疗效益更高[41]。CAZ-AVI在治疗成人CRKP感染方面疗效显著，且不良反应小、安全有效、更经济实惠，逐渐引起移植科医师的重视。

目前，国内外共报道了16例在实体器官移植中使用CAZ-AVI治疗CRKP感染的案例，包括14例肾移植、1例肾胰联合移植、1例小肠移植，大部分受者CRKP感染得以控制，但仍有2例受者因感染未得到控制而死亡[6,42-45]。CAZ-AVI在器官移植术后CRKP感染控制方面疗效显著，但从年上市应用至今，其问题逐渐显现。首先，尽管CAZ-AVI的抗菌活性谱很广，但AVI对大部分D类β-内酰胺酶、B类金属β-内酰胺酶（classBmetallo-β-lactamase，MBL）如亚胺培南酶类β-内酰胺酶（imipenemaseβ-lactamase，IMP）、维罗纳整合子金属β-内酰胺酶（Verona-integronmetalloβ-lactamase，VIM）、新德里金属β-内酰胺酶（NewDelhimetalloβ-lactamase，NDM）-1无抑制活性[35]。氨曲南是一种单酰胺环类的β-内酰胺类抗生素，对于MBL有抑制活性，但容易被A类β-内酰胺酶水解而失活。因此，CAZ-AVI与氨曲南联合使用，AVI可抑制A类β-内酰胺酶活性，使得氨曲南不被水解失活，同时氨曲南可抑制MBL活性，使得CAZ可发挥广谱抑菌作用，或许可用于治疗产MBL的CRKP感染。Biagi等[46]体外实验证实，CAZ-AVI与氨曲南联合使用可恢复对CRKP菌株（产MBL并对CAZ-AVI与氨曲南均耐药的菌株）的敏感性。器官移植术后受者CRKP感染进展迅速，常规细菌培养并鉴定酶型耗时较长，难以早期指导CAZ-AVI联合抗生素的使用。年《AmericanJournalofTransplantation》报道，肾移植术后受者感染产MBL肠杆菌，三联抗感染治疗无效导致移植肾动脉破裂、肾切除[47]。而CepheidXpertCarba-R检测技术（48min快速检测并鉴别临床样本中病原体碳青霉烯酶KPC、IMP、VIM、NDM-1、OXA-48等类别）可快速检测出产MBL肠杆菌（NDM-1型），快速予以CAZ-AVI与氨曲南联合抗感染治疗，受者感染得到很好控制。然而，从年5月CAZ-AVI在中国上市至9月，短短4个月已产生对CAZ-AVI耐药的CRKP菌株。我国研究者收集了株CRKP菌株，发现3.7%的CRKP菌株对CAZ-AVI耐药，且耐药菌株中有53.1%是产MBL的菌株，剩下的是由于耐药基因突变、高表达碳青霉烯酶而导致CAZ-AVI耐药[48]。希腊研究者调查了年至年ICU中例CRKP菌血症患者发现，由于广泛使用CAZ-AVI，在抗生素选择压力下产MBL的CRKP菌株由原来的12%上升到现在的51%[49]。由于氨曲南对MBL有抑制活性，以及产MBL的CRKP菌株均达到半数以上的流行病学特征，对于CRKP感染患者经验性推荐CAZ-AVI联合氨曲南进行抗感染治疗。此外，Mikhail等[50]研究表明，CAZ-AVI联合美罗培南、阿米卡星、氨曲南、黏菌素或磷霉素对CRKP菌株的敏感性远远高于单药使用CAZ-AVI，且联合用药对CAZ-AVI耐药菌株抑菌活性显著。因此，针对CAZ-AVI耐药的CRKP菌株感染受者，可使用CepheidXpertCarba-R技术快速检测出病原体β-内酰胺酶类型，选择针对该酶的抗生素与CAZ-AVI联合使用，或许是控制对CAZ-AVI耐药的CRKP菌株感染的有效途径。

2.3噬菌体制剂

噬菌体感染细菌后能引起宿主菌裂解死亡。在青霉素还未问世的年代，许多细菌感染往往是致命的，噬菌体制剂曾广泛用于治疗细菌感染，挽救了大量生命。但随着广谱抗生素的出现，噬菌体制剂由于存在免疫原性、细菌容易发生耐噬菌体突变等潜在风险，逐渐被抗生素取代，但噬菌体制剂抗感染的研究从未终止[51]。抗生素的广泛使用导致耐药细菌的出现，对于泛耐药、全耐药的“超级细菌”，患者一旦感染，将面临着无药可用的境地。在耐药细菌大量出现、抗生素更新速度显著延后于细菌耐药的大背景下，各国开始重新审视噬菌体抗耐药细菌疗法。

年我国启动了首个噬菌体临床试验，并在同年使用特异性噬菌体成功治疗多耐药CRKP感染引起的复杂尿路感染患者1例，患者尿路刺激症状得到显著改善，生活质量明显提高[52]。虽然噬菌体在控制耐药细菌感染方面有得天独厚的优势，但其在器官移植领域的使用还处于起步阶段，迄今为止只有年报道的5例。《NatureMedicine》上报道了1例15岁的肺囊性纤维化患者，双肺移植后合并播散性脓肿分枝杆菌感染，予以静脉注射3种噬菌体的鸡尾酒制剂，患者胸骨伤口闭合、肝功能改善、感染性皮肤结节消失，感染得到控制；同时利用基因组工程和正向遗传学技术，开发出高效杀灭脓肿分枝杆菌的裂解噬菌体衍生物[53]。第2例是1例26岁肺囊性纤维化患者，在等待肺移植期间患者肺部感染多耐药铜绿假单胞菌，多联抗生素治疗无效后，予静脉注射噬菌体制剂与多联抗生素抗感染治疗后，患者感染得到控制并成功进行了肺移植[54]。《AmericanJournalofTransplantation》报道了肺移植术后2例感染铜绿假单胞菌患者及1例感染杜氏伯克霍尔德菌患者，3例患者使用抗生素抗感染治疗无效、病情危重，予以噬菌体制剂联合抗生素治疗后，2例感染铜绿假单胞菌患者感染得到控制并好转出院；另1例患者，噬菌体制剂治疗后感染初步控制、撤除呼吸机，但其后感染复发，于住院期间死亡[55]。3例肺移植受者在噬菌体制剂治疗后，临床症状明显好转、无不良事件发生、患者耐受性好。因此，噬菌体制剂在控制器官移植受者多耐药细菌感染方面，安全有效，临床潜力大。

此外，大量研究显示，噬菌体不仅可以杀灭细菌，而且可以通过抑制T细胞的活化与增殖、抑制抗体产生来促进机体产生免疫耐受，且噬菌体可减少小鼠异体皮肤移植模型免疫细胞浸润，减轻排斥反应。器官移植术后受者发生严重感染后往往需要减少或者停用免疫抑制剂恢复机体部分免疫功能，但这种降低免疫抑制强度方案必定会增加移植器官排斥反应的风险。噬菌体不但可以杀灭耐药的“超级细菌”，也可以抑制机体免疫反应，诱导免疫耐受，从而减轻排斥反应，在器官移植感染控制方面较抗生素优势明显。但是，目前关于噬菌体免疫调节的机制及其在器官移植中的有效性还需进一步探讨。快速诊断病原体，靶向精准抗感染治疗对器官移植受者尤为重要。目前，病原菌的诊断耗时仍较长，受者感染后往往因错过最佳治疗时间而死亡。Peng等[56]利用噬菌体特异性结合宿主菌的特性，在模式噬菌体尾部结合金纳米粒子，当模式噬菌体与宿主菌特异结合后，噬菌体尾部预结合的金纳米粒子聚集并放大信号，可在1h内以高灵敏度、高特异度诊断病原菌。噬菌体由于对病原菌的特异杀菌作用，具有抑制机体免疫反应、减轻排斥反应的优势以及快速、特异性诊断病原菌的潜力，在控制器官移植耐药细菌感染方面具有巨大的临床价值。

3小结

从全球范围来看，器官移植中CRKP感染有迅速增多的趋势，受者一旦感染，常常难以控制，进而容易导致移植物丢失、全身感染死亡，其预防、治疗面临着空前的考验。一方面，我们应该在器官捐献的源头预防CRKP感染，对供者的血液、尿液、痰液、引流液、器官保存液等进行反复培养，当有感染症状，常规手段无法明确病原体时，可以考虑运用芯片、高通量测序等新技术快速明确病原学诊断，给予供、受者针对性抗感染治疗。新型酶抑制剂复合制剂CAZ-AVI在控制CRKP感染方面疗效显著。根据国内外流行病学数据显示，有半数以上的CRKP菌株产MBL，因此，对于CRKP感染患者经验性推荐CAZ-AVI联合氨曲南进行抗感染治疗。此外，噬菌体制剂对于器官移植中多耐药CRKP感染的控制拥有众多优势，且我国已经启动了首个噬菌体临床试验，噬菌体制剂或许是控制多耐药CRKP菌株感染最有效的途径。器官移植中CRKP感染，目前尚无明确的治疗方案，细菌耐药谱也在不断变化，应改进预防措施、开发新的抗生素、完善治疗策略，以面对器官移植中CRKP感染所带来的严峻挑战。

作者单位

408长沙，医院老年病科（刘伟旺、李传昶）；医院器官移植科（王晓）

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