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细菌耐药性已成为全球公共卫生威胁,其中耐碳青霉烯类肠杆菌目(CRE)细菌的感染是全球抗感染领域最引人注目的问题之一,原因是临床仅以碳青霉烯类抗菌药物已无法有效治疗此类细菌的感染[1],尤其是新德里金属β-内酰胺酶(NDM)的出现,给防控耐药菌株的传播敲响了警钟,到目前为止,临床可用于治疗产NDM型碳青霉烯酶菌株的药物仍寥寥无几[2-3]。2021年,我国肺炎克雷伯菌(CR-Kpn)对亚胺培南和美罗培南的耐药率分别为20.8%和21.9%,几乎是2005年的7倍(3.0% 和2.9%)。大肠埃希菌(CR-Eco)对亚胺培南和美罗培南的耐药率分别为1.8%和2.0%[4]。此外,研究表明,新冠肺炎可能会加速CRE通过病毒促进细菌附着和呼吸道定植,从而导致CRE在世界各地的传播率有所上升[5-6]。肠杆菌目不同属细菌的耐药性可能由多种机制单独或协同介导,不同菌株主要的耐药机制也不尽相同,对于特定菌株来讲,各个机制之间的协同作用也会大大提高其对碳青霉烯类抗生素的耐受性[7-8]。因此,为应对CRE带来的重大挑战,实验室需做好抗微生物药物敏感性试验,开展针对碳青霉烯类耐药革兰阴性杆菌的酶型检测,为临床的抗感染治疗提供尽其所能的协助。本研究旨在通过评价上海交通大学医学院附属仁济医院浦南分院(本院)CRE对常见临床抗菌药物体外敏感性药敏试验的结果,了解CRE最常见的基因型,以及比较碳青霉烯酶耐药表型和基因型两种不同检测方法,以期为CRE的临床治疗和医院感染控制提供流行病学依据。
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共分离到CR-Kpn及CR-Eco非重复分离株共400株,其中CR-Kpn 195株(48.75%),CR-Eco 205株(51.25%)。51株CRE中CR-Kpn 41株(80.39%)、CR-Eco 10株(19.61%)。CRE菌株大多来自呼吸道,血液和中段尿标本。其中,CR-Kpn来源的前3位标本分别为:痰标本、血标本、中段尿标本,CR-Eco来源的前3位标本分别为:中段尿标本、血标本、导管,具体见表1。此外,41株CR-Kpn主要分布在ICU 21株(51%)和老年科5株(12%);10株CR-Eco主要分布在普外科6株(60%)。
表 1 CRE来源的不同标本类型分布
标本类型 CR-Kpn(n=41) CR-Eco(n=10) 株数 构成比(%) 株数 构成比(%) 痰 17 41.46 0 0.00 血液 11 26.83 3 30.00 中段尿 8 19.51 6 60.00 肺泡灌洗液 2 4.88 0 0.00 导管 0 0.00 1 10.00 脓 1 2.44 0 0.00 胆汁 1 2.44 0 0.00 胸水 1 2.44 0 0.00 -
CR-Kpn对美罗培南耐药率为21.03%、对替加环素、多黏菌素B、阿米卡星耐药率为0.00%、4.10%、11.79%,对头孢吡肟、头孢他啶耐药率分别为48.21%、45.64%,对氨曲南、环丙沙星耐药率分别是50.26%、53.85%。CR-Eco对美罗培南耐药率为4.88%,对替加环素、多黏菌素B、阿米卡星耐药率分别为0.00%、0.49%、0.98%,对头孢吡肟、头孢他啶耐药率分别为30.24%、39.51%,对氨曲南、环丙沙星耐药率分别是41.95%、64.88%,见表2。
表 2 肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌体外药物敏感性试验结果(%)
抗菌药物 肺炎克雷伯菌菌(n=195) 大肠埃希菌(n=205) 耐药 敏感 耐药 敏感 美罗培南 21.03 78.97 4.88 95.12 头孢吡肟 48.21 43.59 39.51 48.78 头孢他啶 45.64 48.72 30.24 62.44 环丙沙星 53.85 41.54 64.88 22.44 替加环素 0.00 97.44 0.00 100.00 多黏菌素B 4.10 95.90 0.49 99.51 阿米卡星 11.79 88.21 0.98 99.02 氨曲南 50.26 47.69 41.95 48.78 注:替加环素折点参考FDA,多黏菌素折点参考杨启文等[11]专家共识,其余均参考CLSI。 -
对 CRE的体外抗菌活性最高的前2位抗菌药物分别为替加环素(0.00%)、多黏菌素B(7.84%)。此外,对CR-Eco体外抗菌活性较高的还包括阿米卡星(90%)和氨曲南(80%),见表3。
表 3 CRE菌株体外药物敏感性试验结果(%)
抗菌药物 肺炎克雷伯菌菌(n=41) 大肠埃希菌(n=10) 耐药 敏感 耐药 敏感 美罗培南 100.00 0.00 100.00 0.00 头孢吡肟 100.00 0.00 90.00 0.00 头孢他啶 100.00 0.00 100.00 0.00 环丙沙星 100.00 0.00 100.00 0.00 替加环素 2.56 97.44 0.00 100.00 多黏菌素B 10.26 89.74 0.00 100.00 阿米卡星 51.28 48.72 10.00 90.00 氨曲南 100.00 0.00 10.00 80.00 注:替加环素折点参考FDA,多黏菌素折点参考杨启文等[11]专家共识,其余均参考CLSI。 -
51株CRE中检测到碳青霉烯酶49株(96.08%)。耐药表型检测中产NDM型碳青霉烯酶共13株(25.49%)、产KPC型碳青霉烯酶共34株(66.67%)、产OXA酶共2株(3.92%),见表4。耐药基因检测中以产blaKPC为主共34株(66.67%)、以产blaNDM共13株(25.49%)、以产blaOXA-48为主共2株(3.92%),见表5,图1、图2和图3。
表 4 CRE中检测到的碳青霉烯酶耐药表型分布
耐药表型 CR-Kpn(n=41) CR-Eco(n=10) KPC酶 32(78.05) 2(20.00) NDM酶 5(12.20) 8(80.00) OXA酶 2(4.88) 0 阴性结果a 2(4.88) 0 注:a表示未检测到任何目标碳青霉烯酶。 表 5 CRE中检测到的碳青霉烯酶耐药基因分布
耐药基因 CR-Kpn(n=41) CR-Eco(n=10) blaKPC 32(78.05) 2(20.00) blaNDM 5(12.20) 8(80.00) blaOXA-48 2(4.88) 0 阴性结果a 2(4.88) 0 注:a表示未检测到任何目标碳青霉烯酶。
Analysis of resistance situation and resistance genes of clinical isolates of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli
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摘要:
目的 分析住院患者临床分离的耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌(CR-Kpn)及大肠埃希菌(CR-Eco)耐药现状、耐药类型并检测其相关耐药基因,为临床治疗耐碳青霉烯类肠杆菌目细菌(CRE)感染,合理使用抗菌药物提供参考。 方法 收集上海交通大学附属仁济医院浦南分院2022年1月至12月患者临床标本分离的CR-Kpn、CR-Eco非重复分离株共400株,使用肉汤微量稀释法检测分离株对临床常用的抗菌药物的最低抑菌浓度,并通过耐药表型检测、聚合酶链反应(PCR)对 CRE的碳青霉烯酶及其相关耐药基因进行检测。 结果 400株菌株中,检出CRE 51株(12.75%),CRE对替加环素、多黏菌素B的敏感率>95%。51株CRE中有49株产碳青霉烯酶,其中携带blaKPC 34株(66.67%)、携带blaNDM 13株(25.49%)、携带blaOXA-48 2株(3.92%)。 结论 和其他临床常用抗菌药物相比,替加环素和多黏菌素B对产碳青霉烯酶的CR-Kpn及CR-Eco具有较好的体外抗菌活性。此外,耐药表型检测和基因型检测有较好的符合性,临床微生物实验室可持续跟踪检测CRE耐药表型和基因型,根据实际情况制订用药方案。 Abstract:Objective To analyze the current status of anti-bacterial activity of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli clinically isolated from hospitalized patients, detect their related resistance genes, and provide reference for the clinical treatment of carbapenem resistant Enterobacteria (CRE) infections and the rational use of antibiotics. Methods A total of 400 non-repetitive isolates of Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli isolated from clinical specimens of Punan Branch of Renji Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine from January 2022 to December were collected. The minimum inhibitory concentrations of these strains against commonly used antibiotics were determined by the broth microdilution method. The carbapenemase and related resistance genes of CRE were detected by drug resistance phenotype testing and PCR. Results Among the 400 strains, 51 strains were identified as CRE, accounting for 12.75%. Among these, 49 strains produced carbapenemases, with 41 strains (80.39%) being CR Klebsiella pneumoniae and 10 strains (19.61%) being CR Escherichia coli. Among the CRE strains, 34 strains (66.67%) carried blaKPC, 13 strains (25.49%) carried blaNDM, and 2 strains (3.92%) carried blaOXA-48. Conclusion Compared with other commonly used antibiotics, colistin and tigecycline exhibited good in vitro antibacterial activity against carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli. In addition, there was good concordance between drug resistance phenotype testing and genotyping. Clinical microbiology laboratories could continuously monitor the drug resistance phenotype and genotype of CRE and develop appropriate treatment plans based on actual conditions. -
表 1 CRE来源的不同标本类型分布
标本类型 CR-Kpn(n=41) CR-Eco(n=10) 株数 构成比(%) 株数 构成比(%) 痰 17 41.46 0 0.00 血液 11 26.83 3 30.00 中段尿 8 19.51 6 60.00 肺泡灌洗液 2 4.88 0 0.00 导管 0 0.00 1 10.00 脓 1 2.44 0 0.00 胆汁 1 2.44 0 0.00 胸水 1 2.44 0 0.00 表 2 肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌体外药物敏感性试验结果(%)
抗菌药物 肺炎克雷伯菌菌(n=195) 大肠埃希菌(n=205) 耐药 敏感 耐药 敏感 美罗培南 21.03 78.97 4.88 95.12 头孢吡肟 48.21 43.59 39.51 48.78 头孢他啶 45.64 48.72 30.24 62.44 环丙沙星 53.85 41.54 64.88 22.44 替加环素 0.00 97.44 0.00 100.00 多黏菌素B 4.10 95.90 0.49 99.51 阿米卡星 11.79 88.21 0.98 99.02 氨曲南 50.26 47.69 41.95 48.78 注:替加环素折点参考FDA,多黏菌素折点参考杨启文等[11]专家共识,其余均参考CLSI。 表 3 CRE菌株体外药物敏感性试验结果(%)
抗菌药物 肺炎克雷伯菌菌(n=41) 大肠埃希菌(n=10) 耐药 敏感 耐药 敏感 美罗培南 100.00 0.00 100.00 0.00 头孢吡肟 100.00 0.00 90.00 0.00 头孢他啶 100.00 0.00 100.00 0.00 环丙沙星 100.00 0.00 100.00 0.00 替加环素 2.56 97.44 0.00 100.00 多黏菌素B 10.26 89.74 0.00 100.00 阿米卡星 51.28 48.72 10.00 90.00 氨曲南 100.00 0.00 10.00 80.00 注:替加环素折点参考FDA,多黏菌素折点参考杨启文等[11]专家共识,其余均参考CLSI。 表 4 CRE中检测到的碳青霉烯酶耐药表型分布
耐药表型 CR-Kpn(n=41) CR-Eco(n=10) KPC酶 32(78.05) 2(20.00) NDM酶 5(12.20) 8(80.00) OXA酶 2(4.88) 0 阴性结果a 2(4.88) 0 注:a表示未检测到任何目标碳青霉烯酶。 表 5 CRE中检测到的碳青霉烯酶耐药基因分布
耐药基因 CR-Kpn(n=41) CR-Eco(n=10) blaKPC 32(78.05) 2(20.00) blaNDM 5(12.20) 8(80.00) blaOXA-48 2(4.88) 0 阴性结果a 2(4.88) 0 注:a表示未检测到任何目标碳青霉烯酶。 -
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