于源（朝阳市第二人民医院呼吸科辽宁朝阳122000）
【中图分类号】R978.1【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2012）17-0057-02
细菌耐药性分为固有耐药（intrinsicresistance）与获得耐药（acquiredresistance）。固有耐药是由细菌染色体决定，代代相传的耐药性。获得性耐药是指细菌在接触抗生素后，改变代谢途径，自身对抗生素或抗菌药物具有不被杀灭的抵抗力。这种获得性耐药大多由质粒介导，少数由染色体介导[1]。β—内酰胺酶可由质粒介导或染色体介导而产生，分别称之为质粒介导酶（plamid-mediatedβ-lactamase）和染色体介导酶（chromosome-mediatedβlactamase）。超广酶β-内酰胺酶（ectended-spectrumβ-lactamases,ESBLs）是能水解第三代头孢菌素如头孢他啶、头孢噻肟及单氨类抗生素如氨曲南并介导细菌对这些抗生素耐药的β-内酰胺酶[2]。目前临床分离产ESBLs菌不断增加，医院感染暴发流行也时有报道[3、4]，其难治性愈来愈引起临床医生重视。所以，弄清产ESBLs细菌的种类、生物特性、了解产ESBLs细菌在医院内的易感因素及流行概况，对选择适当抗生素进行治疗以及探索新药研制途径均有重要意义。
1β-内酰胺类抗生素的发展概况与β-内酰胺酶
自1929年发现青霉素，1940年将其研制成功并用于临床至今，β-内酰胺类抗生素经历了半个多世纪的发展（见表1），为治疗人类感染性疾病起了重要作用。目前，用于临床的各类抗生素近200种，其中仅β-内酰胺类抗生素就达130多种。然而随着抗生素的应用，细菌的耐药性随之产生，细菌产生耐药性的原因很多，如产生各种各样的酶，水解、钝化相应抗生素；细胞壁通透性下降或排泄力提高；抗生素作用的靶位发生改变等等[1]，但是β-内酰胺酶仍是细菌对抗生素耐药的主要原因[5]。β-内酰胺酶分类主要有Richmond&Sykes分类、Bush分类和分子分类三种[6、7]。（1）Richmond&Sykes分类：1973年Richmond&Sykes对来源于革兰阴性菌β-内酰胺酶进行了分类。根据β-内酰胺酶对青霉素或头孢菌素的活性，以及是否被酶抑制剂抑制等特点而将β-内酰胺酶分为五类(ClassＩ－Ｖ),ClassIV中的K1酶属于ESBLs[8]。（2）分子分类：由Ambler等建立和扩充，根据氨基酸序列不同将β-内酰胺酶分为四类（ClassA_D），ESBLs归于A类中。（3）Bush分类：1989年Bush根据β-内酰胺酶的底物性质、生化特性、是否被抑制剂所抑制及分子类别等特点，将β-内酰胺酶分为四类，ESBLs属于Group2b’。1995年Bush等在原有基础上重新整理，将2群分为2a、2b、2be、2br、2c、2e、2f等7个亚群，ESBLs归属于Group2be群。ESBLs属于质粒介导的β-内酰胺酶，包括TEM-3、TEM-5、TEM-7、TEM-10、SHV-2、SHV-3、SHV-4、SHV-5、MJ1、RHH1、CEP2、ROB-1、TLE-2和LXA-1[9]。此外，质粒介导的β-内酰胺酶还包括:(1)TEM型(TEM-1、TEM-2、SHV-2、HHS-1)；(2)OXA型(OXA-1、OXA-2、OXA-3)；(3)PSE型(PSE-1、PSE-2、PSE-3、PSE-4)[10]。
2ESBLs的基本特性
2.1ESBLs产生机理β-内酰胺酶的作用机制是通过水解抗生素β-内酰胺环使其失效[11]，其中，水解青霉素类药物的β-内酰胺类酶称A型酶，该酶的TEM型及SHV型基因较容易转移，多由质粒介导并在许多革兰阴性杆菌之间传播。最初的A型酶耐药性是针对青霉素底物水解的，很难水解头孢类药物，但近20年来第三代头孢类抗生素品种不断增加并长期使用后，A型酶基因的部分碱基发生变异，对抗菌谱较广的第三代头孢类药物也可水解，这种底物特异性扩大了的A型酶的变异菌株称为ESBLs株。国外文献报道ESBLs对头孢他啶和氨曲南中度或重度耐药（如TEM-3、4、20、21、25），对头孢噻肟低度耐药（如TEM-16、26）[16、17]。而国内文献报道：大多数产ESBLs菌株对头孢他啶敏感，对头孢噻肟高度耐药[18]。各型ESBLs酶活性（对抗生素水解能力）各不相同，其衍生型的产生、演变规律均与抗生素压力有直接关系。
2.2ESBLs的底物轮廓底物轮廓是指β-内酰胺酶的水解范围，用以描述β-内酰胺酶的特性，是β-内酰胺酶功能分类的重要依据。根据等电点，Mitsuhash和Inone将酶分为青霉素酶、头孢菌素以及广普酶三类[8]。能水解超广谱β-内酰胺抗生素的酶称为ESBLs，其水解范围除前3种酶的底物外，还包括以往认为对β内酰胺酶稳定的抗生素，如甲氧亚氨基类抗生素和单氨类抗生素。研究底物轮廓，理想的参数应是酶对底物的亲和力（Km）及底物的水解速率（Vmax），然而在实际研究中通常以单一底物高浓度时的相对水解速率来表示，并将青霉素或头孢噻肟的水解率定为100%。ESBLs对头孢噻肟、头孢他啶的水解率相对较高。如ESBLs分型中的TEM3、4、20、21、25对头孢噻肟的水解率显著高于头孢他啶，而TEM16、26对头孢他啶的水解率相对较高。碳青霉烯（亚胺培南）和头霉素（头孢西丁）对ESBLs高度稳定。
2.3β-内酰胺酶抑制剂β-内酰胺酶抑制剂于1969年开始研制，目前用于临床的主要有克拉维酸(Clavuligerusacid)、舒巴坦(Sulbactam)和他唑巴坦（Tazobactam）三种。结果显示ESBLs对抗生素复合制剂的平均水解率由高到底依次为舒巴坦、克拉维酸、他唑巴坦,与国外文献报道基本一致。ESBLs的活性能被β内酰胺酶抑制剂抑制，他唑巴坦舒巴坦对TEM型酶的抑制作用同克拉维酸，而对SHV型ESBLs的抑制活动性较低根据ESBLs这一特性可检测细菌产酶情况。
3ESBLs的流行病学
70年代末、80年代早期，细菌对第三代头孢菌素的耐药率不过2%，人们将之称为“超广谱β-内酰胺类抗生素”。美国在1982年至1989年间，对三代头孢菌素的耐药率从7%增至24%，法国在1988年与1990年之间对三代头孢菌素耐药的肠杆菌从19%增至28%。1996年至1998年我院临床分离菌对头孢他啶、头孢噻肟的耐药率（见表1），其中99年临床分离的大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌产ESBLs率分别为14.2%和14.6%。
表1临床分离菌对头孢他定、头孢噻肟耐药率
ESBLs最早在欧洲的英国、德国、法国等地相继发生，进而扩展到世界各地，现至少发现57种，包括TEM族40种，SHV族5种，其它12种。1983年，Knothe等在德国发现了对头孢噻肟耐药的肺炎克雷伯杆菌和沙雷氏菌，通过对耐药基因的研究，证明此酶来源于SHV-1酶，是单个核苷酸点突变所致，被称为SHV-2；在法国出现的ESBLs是肺炎克雷伯菌所产生的CTX-1（TEM-3）和SHV，各国对抗生素使用时间、剂量、临床经验用药不同使ESBLs产生具有地区性差异，如美国以TEM-10、12、26为主要型，法国以SHV-3、SHV-4、TEM-30为主，韩国以TEM-52、SHV-12、2a为主。但也存在一致性，如最初在智利益发现的SHV-5先后出现在法国、希腊及德国和英国。
此外，产ESBLs菌也是医院内感染爆发的主要原因之一，其与染色体介导的β-内酰胺酶不同，ESBLs产生耐药性大多是在接触抗生素后获得的，并通过耐药基因转移而播散，也可通过基因表达而传至下代，它能通过整合作用在细菌中播散，因而易造成爆发感染。即使感染控制后，携带ESBLs基因的耐药质粒仍可以在很长一段时间内继续存在，成为再次爆发的危险因素。在院内获得性感染中，有44%的产酶菌是从ICU病房中分离得到的，也高于不产酶菌。1998年我院临床分离的肺炎克雷伯菌和大肠埃希氏菌总产β-内酰胺酶率为93.07%，其中肺炎克雷伯菌产酶率为90.3%，大肠埃希氏菌产酶率为93.1%，而二者总产ESBLs细菌率为13.5%，其中肺炎克雷伯杆菌为16.7%，大肠埃希氏菌为12.4%。ICU病房中分离所得产ESBLs菌所占比例，有待于进一步调查。
4ESBLs的预防与治疗
4.1易感因素感染前14天内病人接受三代头孢或氨曲南治疗是ESBLs阳性菌感染的重要因素；用皮质激素或免疫抑制剂治疗、气管切开或机械通气等都是ESBLs感染的高危因素，有严重营养不良及合并症或免疫力低下病人是ESBLs菌感染的易感宿主。此外，暴露于本地区流行时间的长短；与患者按触的频率，亦是ESBLs的易感因素之一。
4.2预防：（1）安全、有效、合理使用抗生素，避勉频繁更换抗菌素（2）根据药敏结果和疾病的发展规律调整、使用抗生素，但对确认的ESBLs菌株感染，即使药敏对第三代头孢菌素敏感，也不可使用。（3）不能无根据增加抗菌药物剂量，应根据血药浓度测定和药敏试验测定来确定给药量。（4）限制和减少不必要的局部应用抗生素，这样不仅易产生耐药性，而且还有可能使过敏反应发生的机率增加。
治疗：目前，所有文献报道碳青霉烯类抗生素（亚胺培南、美罗培南）对ESBLs最有效，可做为首选药物，其次头霉素类抗生素（头孢西丁、头孢美唑和头孢替坦）对ESBLs敏感性也达到90%以上。体外实验表明合用酶抑制剂如克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦能显著提高产酶菌对β-内酰胺抗生素的敏感性。相同底物浓度下，克拉维酸对ESBLs抑制作用最强，而舒巴坦的抑酶谱较广并且其对染色体介导的classI酶也有较强的抑制作用。但是有时受机体、感染因素,感染部位或细菌产酶量的影响而药物进入体内后发挥的治疗效应有很大区别，所以有些药物在体外虽然MIC值很低，显示良好的抗菌效能，但治疗效果却不一定理想，如Caron等用头胞曲松—舒巴坦治疗家兔肺炎克雷伯菌心内膜炎，尽管体外实验表明舒巴坦能显著提高产TEM3肺炎克雷伯菌对头胞曲松的敏感性，但体内用药却无效。
综上所述，随着β-内酰胺类抗生素的开发、应用，水解该类抗生素的酶也相继出现。因此，了解β-内酰胺类抗生素发展及其细菌耐药性产生，认识ESBLs特性及流行病学概况，对于帮助临床医师合理准确应用抗生素，并严格监控ESBLs的产生和流行，具有重要意义。
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