劉 敏，劉秀芬，于 慧 綜述,王占黎,△審校

1.內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014040；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)疾病相關(guān)生物標(biāo)志物重點實驗室，內(nèi)蒙古包頭 014030

喹諾酮類抗菌藥物具有廣譜活性和多種臨床適應(yīng)證，口服吸收和組織滲透良好，在人體中的藥代動力學(xué)參數(shù)優(yōu)良，在治療多種感染中具有較高的臨床效力，成為了世界上應(yīng)用最廣泛的抗菌藥物之一。隨著喹諾酮類藥物在臨床上大范圍、不規(guī)范地使用，金黃色葡萄球菌(以下簡稱“金葡菌”)耐藥問題越來越嚴(yán)重。為有效解決這一問題，本文從金葡菌的耐藥現(xiàn)狀、耐藥機制及應(yīng)對措施等方面進行綜述和展望。

1 耐藥現(xiàn)狀

金葡菌是臨床最常見的革蘭陽性菌，具有多種毒力因子，并具有對大多數(shù)抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性的能力。近年來，由于抗菌藥物的濫用，導(dǎo)致金葡菌耐藥情況嚴(yán)峻，有研究發(fā)現(xiàn)耐甲氧西林金葡菌(MRSA)不僅對β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物耐藥，而且對喹諾酮類同樣具有耐藥性[1-2]。據(jù)中國細菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)(CHINET)2018年對全國44所三級甲等醫(yī)院監(jiān)測結(jié)果顯示，MRSA對喹諾酮類藥物中的環(huán)丙沙星耐藥率為36.7%，對左氧氟沙星耐藥率高達41.3%，MRSA平均檢出率為34.0%，同時監(jiān)測結(jié)果顯示MRSA對喹諾酮類抗菌藥物耐藥程度遠遠高于甲氧西林敏感金葡菌(MSSA)。統(tǒng)計調(diào)查顯示[3-4]，孟加拉國2004年至2018年期間金葡菌對環(huán)丙沙星的耐藥率高達41.4%～68.3%。埃塞俄比亞2015-2018年金葡菌對環(huán)丙沙星耐藥率為13.5%～23.7%。

2 藥物發(fā)展史及作用機制

喹諾酮類抗菌藥物的開發(fā)歷史源于1962年科學(xué)家開發(fā)的萘啶酸(NA)，由此誕生第1代喹諾酮類藥物，但由于其僅具有對革蘭陰性菌的適度活性且口服吸收率低，所以僅用于治療單純性尿路感染[5]。此后直至20世紀(jì)70年代，一系列第2代喹諾酮類藥物相繼被開發(fā)問世，最具代表的是吡哌酸(PPA)，PPA將哌嗪基團引入作為喹諾酮核的C7位的堿性部分。與第1代相比，藥物的活性譜范圍廣得多，藥代動力學(xué)得到改善，改善了對革蘭陰性菌的活性，使抗菌譜擴大并包括銅綠假單胞菌。此外，PPA基本的哌嗪環(huán)，可以與C3位的羧酸形成兩性離子，增加藥物滲透細菌細胞的能力，從而提高對革蘭陽性菌的活性。20世紀(jì)80年代初，通過支架藥物設(shè)計和基本側(cè)鏈突破的第一個氟喹諾酮類藥物諾氟沙星(NFLX)成為第3代喹諾酮類藥物的代表，NFLX是一種六氟化喹諾酮，在C7位具有哌嗪基，與以往喹諾酮類藥物有顯著的差異，其抗菌譜更廣且具有更強的殺菌及細胞穿透能力[6]，在治療多種感染方面具有很高的臨床療效。20世紀(jì)90年代至今，以莫西沙星、氨氟沙星等為代表的第4代喹諾酮類藥物在原有基礎(chǔ)上，提高了抗厭氧菌活性以及對光的耐受性，其抗菌效果及抗菌譜均有所增加。目前，奧澤沙星、非那沙星等新開發(fā)的喹諾酮類藥物被證實在pH值降低的環(huán)境下對包括耐喹諾酮類藥物的MRSA在內(nèi)的7類菌株具有較強的抗菌活性[7]。

研究表明喹諾酮類藥物通過破壞細菌DNA合成過程中具有解旋作用的拓撲異構(gòu)酶Ⅱ型酶(即DNA促旋酶和拓撲異構(gòu)酶Ⅳ)的活性來阻斷DNA復(fù)制以達到抑菌的效果。前者有A、B兩個亞單位，A-亞單位在合成過程中切開染色體DNA一條后鏈從而形成切口，B-亞單位催化產(chǎn)生ATP使DNA前鏈后移，A-亞單位再將切口封閉形成負超螺旋結(jié)構(gòu)。喹諾酮類藥物通過非堿基配對的方式與A-亞單位結(jié)合，使DNA超螺旋結(jié)構(gòu)不能封口，單鏈暴露，細菌染色體出現(xiàn)不可逆損傷，進而致使細菌死亡[8]。后者為解鏈酶，是喹諾酮類藥物作用于金葡菌的主要細胞毒性靶標(biāo)，藥物與之結(jié)合形成喹諾酮類藥物-DNA-拓撲異構(gòu)酶三元復(fù)合物，阻斷細菌DNA復(fù)制，從而起到殺菌作用。

3 耐藥機制

3.1藥物靶酶及編碼基因的突變 兩種藥物靶酶分別由gyr A、gyr B和grl A、grl B基因編碼。通常由于靶酶中的gyr A和grl A基因局部結(jié)構(gòu)域中產(chǎn)生一種或兩種的抗性突變，致使藥物與酶-DNA復(fù)合物的結(jié)合能力降低，不能有效切斷金葡菌DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程，進而導(dǎo)致耐藥的產(chǎn)生。SANFILIPPO等[9]研究顯示突變主要位于酶的gyrA或grlA的氨基末端結(jié)構(gòu)域上。徐潔等[10]關(guān)于金葡菌對環(huán)丙沙星耐藥與gyr A、grl A基因突變相關(guān)性的研究顯示gyr A和grl A突變是金葡菌對環(huán)丙沙星耐藥的重要原因，同時研究表明當(dāng)gyr A和grl A同時發(fā)生多點突變時，則會導(dǎo)致菌株高水平耐藥。有研究顯示喹諾酮類藥物對金葡菌作用的首要靶酶是拓撲異構(gòu)酶Ⅳ[11]，其grl A基因最為常見的突變位點是Ser-80→Phe和Glu-84→Lys。也有研究發(fā)現(xiàn)一些對喹諾酮類藥物耐藥的金葡菌株中存在grl B和gyr B基因突變，但僅在gyr A和grl A發(fā)生突變的情況下出現(xiàn)[12]，故這些突變與菌株耐藥性的關(guān)系尚不明確。

3.2外排泵基因的過度表達 金葡菌無外膜及膜孔蛋白，其攝入喹諾酮類藥物的主要方式是脂質(zhì)膜的簡單擴散，因此有效的外向轉(zhuǎn)運蛋白是降低細胞藥物濃度的主要手段。研究顯示Nor A、Nor B和Nor C外排泵的過表達是導(dǎo)致藥物在菌體內(nèi)累積濃度過低的主要原因[13-14]。Nor A外排泵是由Nor A蛋白介導(dǎo)，其編碼基因nor A普遍存在于金葡菌染色體中，屬于內(nèi)源性結(jié)構(gòu)基因。研究顯示[13]當(dāng)細胞環(huán)境中喹諾酮類藥物長期反復(fù)存在時，可使nor A基因表達過度，進而致使Nor A蛋白表達明顯增強，外排功能增加，導(dǎo)致如諾氟沙星、環(huán)丙沙星等親水性喹諾酮類藥物在菌體內(nèi)蓄積量過少而產(chǎn)生耐藥性。Nor B外排泵是由nor B基因編碼的一個分子質(zhì)量約為49 ku的蛋白質(zhì)，當(dāng) Nor B過表達時可將諾氟沙星和環(huán)丙沙星泵出，除此之外，它還可以識別莫西沙星和司帕沙星導(dǎo)致這兩種抗菌藥物的最小抑菌濃度(MIC)值增加。Nor C外排泵與NorB具有基本同源性，其外排作用由Nor C蛋白介導(dǎo)。研究證實[14]nor C基因過度表達可使諾氟沙星和莫西沙星的MIC值增加四倍，環(huán)丙沙星和司帕沙星的MIC值增加兩倍，從而導(dǎo)致菌體對喹諾酮類藥物產(chǎn)生一定程度耐藥。

3.3質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥 質(zhì)粒介導(dǎo)的喹諾酮耐藥性(PMQR)發(fā)現(xiàn)相對較晚。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的PMQR機制有三種：第一種是喹諾酮抗性蛋白基因家族(qnr)。qnr基因編碼的Qnr蛋白可優(yōu)先結(jié)合到靶酶上，使藥物結(jié)合位點構(gòu)象改變從而不能有效地與之結(jié)合，保護細菌免受藥物的攻擊。同時還通過減少染色體靶酶數(shù)量來避免細菌被藥物抑制[15]。第二種是氨基糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶[aac(6′)-Ib-cr]。它是由Trp-102→Arg和Asp-179→Tyr突變產(chǎn)生的衍生物，對卡那霉素、妥布霉素等氨基糖苷有活性，同時也能夠在哌嗪基環(huán)上用氨基氮將氟喹諾酮類藥物乙酰化[16]。第三種是質(zhì)粒介導(dǎo)外排泵(Qep A和Oqx AB)。QepA可降低親水性氟喹諾酮類藥物的易感性，特別是環(huán)丙沙星和諾氟沙星。OqxAB可介導(dǎo)低水平的喹諾酮耐藥，同時還可幫助細菌在低濃度的喹諾酮下存活，進而促進細菌向高水平耐藥發(fā)展[17]。據(jù)目前檢測報道顯示攜帶Oqx AB基因主要是腸桿菌科，尚未在革蘭陽性菌株中發(fā)現(xiàn)該基因。王麗華等[18]在動物源金葡菌中首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒介導(dǎo)的喹諾酮類耐藥基因qnrS1、qnrD、aac(6′)-Ib-cr和oqxA，同時說明耐藥基因可在不同菌種之間傳播，加大控制菌株耐藥傳播的難度。

4 應(yīng)對措施

喹諾酮類藥物作為繼頭孢菌素類藥物之后臨床使用最廣泛的抗菌藥物之一，在治療感染性疾病中發(fā)揮了巨大的作用。據(jù)統(tǒng)計，目前全球使用過喹諾酮療法的患者超10億人次。但過量使用抗菌藥物是耐藥性的主要驅(qū)動力，隨著喹諾酮類藥物的大量使用，金葡菌對喹諾酮類藥物的耐藥情況嚴(yán)重，因此尋求有效途徑控制細菌耐藥性是我們一直在解決的全球問題。

4.1合理使用抗菌藥物 合理使用抗菌藥物無疑是最根本的解決途徑，可通過制訂和落實抗菌藥物臨床管理規(guī)范及相關(guān)政策來控制抗菌藥物的使用量進而遏制細菌耐藥性的產(chǎn)生。2011年衛(wèi)生部在全國范圍內(nèi)發(fā)起合理使用抗菌藥物運動，并于2012年頒布實施了包括抗菌藥物選擇、采購、使用及監(jiān)測等在內(nèi)的綜合性法規(guī)《抗菌藥物臨床應(yīng)用管理辦法》，同時更新了公立醫(yī)院臨床實踐中抗菌藥物使用的國家指南，有效地降低了公立醫(yī)院的抗菌藥物使用量及患者的醫(yī)療負擔(dān)，但在基層醫(yī)療機構(gòu)和縣級醫(yī)院并未產(chǎn)生明確的效果。在對全國抗菌藥物管理行動的評估結(jié)果顯示65家公立醫(yī)院住院和門診患者的抗菌藥物處方率分別從62.9%和26.4%降低至35.3%和12.9%[19]，抗菌藥物的使用密度從76.6 DDD/100床日降低至35.9 DDD/100床日，患者的抗菌藥物費用顯著降低。此外有研究顯示[20]我國某三級醫(yī)院總抗菌藥物使用密度由2014年的50.66 DDD/100床下降到2018年的44.28 DDD/100床，同時表明抗菌藥物使用率與耐藥性存在正相關(guān)關(guān)系。

4.2研發(fā)新藥 研發(fā)新型藥物亦是控制金葡菌的有效途徑之一。近年來，大批新型喹諾酮類藥物相繼問世，如德拉沙星作為新型氟喹諾酮類藥物對金葡菌具有較強的抗菌活性，已于2017年6月批準(zhǔn)上市[21]；蘋果酸奈諾沙星是TaiGen生物技術(shù)公司研發(fā)的新型不含氟的喹諾酮類藥物，研究顯示對金葡菌具有抗菌活性，已于2016年6月批準(zhǔn)上市[22]；新型非氟化喹諾酮類藥物奧澤沙星被證實對耐那地沙星或左氧氟沙星的MRSA保持有效的抗菌活性，于2017年12月獲得美國FDA批準(zhǔn)上市。除此之外，中藥治療由于安全性高、成本低成為對抗耐藥菌株的新思路，復(fù)方黃連制劑對耐藥金葡菌的gyr A基因突變具有回復(fù)突變作用。實驗證明黃芩提取物、香青蘭乙酸乙酯提取物對多重耐藥金葡菌具有良好的抑菌作用[23-24]。REUVEN等[25]證實金縷梅和綠茶提取物具有抗金葡菌的作用，且二者組合可增強其抗菌作用。

4.3聯(lián)合用藥 使用兩種或兩種以上抗菌藥物可以利用多種抗菌機制的相加或協(xié)同作用有效抑制細菌對喹諾酮類藥物產(chǎn)生耐藥性。同時，帶有輔助劑的抗菌藥物也可以有效抑制耐藥菌株，因為輔助劑可以增加抗菌藥物對目標(biāo)物的接觸[26]。NASTARAN等[27]經(jīng)實驗證明Fe3O4@Ag納米復(fù)合材料可以作為一種有效的藥物耐藥抑制劑。Fe3O4@Ag納米復(fù)合材料與抗菌藥物在降低MIC方面具有協(xié)同作用，同時在該納米復(fù)合材料存在的情況下，norA和norB基因的表達較對照降低了兩倍以上。PEDRO等[28]研究發(fā)現(xiàn)噻唑(NJ)16和NJ17聯(lián)合諾氟沙星能夠完全恢復(fù)諾氟沙星對耐藥金葡菌的抗菌活性。ABD EL-BAKY等[29]研究發(fā)現(xiàn)酮康唑?qū)鹌暇鸁o抑菌作用，但與左氧氟沙星聯(lián)用可通過體外抑制外排泵和生物膜的形成來抑制norA基因表達，進而增強氟喹諾酮類藥物對多重耐藥金葡菌的抗菌活性。研究顯示菘藍、黃芩與環(huán)丙沙星聯(lián)合使用可產(chǎn)生協(xié)同作用有效對抗金葡菌，莧菜提取物具有抑制耐喹諾酮類藥物的金葡菌norA外排泵過表達的作用，可作諾氟沙星的活性增強劑用于對抗耐氟喹諾酮金葡菌引起的感染[30]。

5 展 望

抗菌藥物的非理性使用致使金葡菌對喹諾酮類藥物耐藥形勢嚴(yán)峻。近年來，隨著衛(wèi)生系統(tǒng)改革的不斷深入，我國抗菌藥物管理工作取得一定成效，有效地降低了公立醫(yī)院抗菌藥物的使用率，但對于基層醫(yī)療機構(gòu)和縣級醫(yī)院效果甚微，仍應(yīng)進一步規(guī)范抗菌藥物的臨床使用。此外，探索新型抗菌藥物同樣至關(guān)重要，越來越多的草本植物被證實具有抗菌作用，但對其作用機制尚未明確不能有效地應(yīng)用于臨床，因此，仍需進一步深入研究和探索。