
大腸埃希菌(Escherichia coli,E.coli)作為人體腸道正常菌群,屬于革蘭陰性桿菌,對(duì)人體健康具有重要生理功能。然而,隨著抗菌藥物的廣泛使用及基因水平轉(zhuǎn)移的發(fā)生,部分大腸埃希菌進(jìn)化為碳青霉烯耐藥菌株(CREC),成為臨床感染領(lǐng)域的重要威脅[1]。
腸道共生菌的兩面性:
從有益共生到致命感染
E.coli作為人體腸道正常菌群,參與維生素B族、K族的合成及腸道微生態(tài)平衡維持,但在腸道屏障受損、免疫功能低下或菌株獲得毒力基因時(shí),可引發(fā)尿路感染、腹腔感染、血流感染等疾病[2]。近年來(lái),抗菌藥物選擇壓力與基因水平轉(zhuǎn)移共同驅(qū)動(dòng)大腸埃希菌的致病性進(jìn)化,尤其是碳青霉烯耐藥高毒力菌株(hypervirulent carbapenem-resistant strains hv-CREC)的出現(xiàn),打破了“共生菌”的定位。碳青霉烯類藥物作為治療嚴(yán)重革蘭氏陰性菌感染的最后防線,其耐藥性的產(chǎn)生使hv-CREC感染面臨用藥困難的窘境,高毒力表型則會(huì)進(jìn)一步加劇不良臨床預(yù)后。
CREC的進(jìn)化機(jī)制:
耐藥與毒力疊加
CREC 的進(jìn)化機(jī)制:耐藥與毒力疊加
CREC的耐藥性主要源于碳青霉烯酶的獲得,其中blaNDM是最常見(jiàn)的耐藥基因型,通過(guò)質(zhì)粒介導(dǎo)在菌株間快速傳播。研究顯示:我國(guó)大腸埃希菌臨床分離株中,80.7%的CREC攜帶 blaNDM-5基因,部分菌株亦可檢出 blaKPC、blaOXA 等碳青霉烯酶基因。此類基因可水解包括碳青霉烯類在內(nèi)的多種β-內(nèi)酰胺類抗生素,進(jìn)而介導(dǎo)菌株對(duì)臨床常用抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性[3]。
高毒力進(jìn)化:基因重組與毒力基因整合
CREC的高毒力特征源于基因組重組與毒力基因的整合。我國(guó)學(xué)者對(duì)653株 hv-CREC的研究發(fā)現(xiàn),ST167 型菌株中的 KpnK48 亞克隆是流行的主要驅(qū)動(dòng)因素,該亞克隆通過(guò)獲得492kb的重組基因組區(qū)域,獲得了與hv-CRKP ST11-K64克隆同源的基因簇。該區(qū)域包含K48莢膜基因、ICEKp4毒力島(攜帶 yersiniabactin 鐵載體系統(tǒng))、parDE毒素 - 抗毒素系統(tǒng)等,顯著增強(qiáng)了菌株的免疫逃逸能力、鐵離子獲取能力及抗生素耐受性[2]。
序列型(ST)167、ST410、ST617和ST361共同占CREC分離株的53.8%(351/653),其中ST167在2017年后顯著增加。KpnK48克隆株從廣泛存在的NDM-IncX3 質(zhì)粒轉(zhuǎn)變?yōu)榇竽c桿菌常見(jiàn)的NDM-IncF質(zhì)粒,進(jìn)一步增強(qiáng)了其致病性和傳播性。目前,KpnK48亞克隆已在我國(guó)15個(gè)省份的43家醫(yī)院傳播,且存在人畜共患傳播風(fēng)險(xiǎn)[2,4]。
CREC成為全球公共衛(wèi)生的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
全球死亡率與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)
2021年全球約471萬(wàn)人的死亡與細(xì)菌耐藥相關(guān),其中114萬(wàn)人直接歸因于細(xì)菌耐藥感染。CREC 感染作為嚴(yán)重耐藥菌感染類型,可導(dǎo)致患者住院時(shí)間延長(zhǎng)(中位數(shù)25天)、治療費(fèi)用增加,且死亡率顯著高于敏感菌感染。在血液病患者中,CREC血流感染的死亡率雖低于CRKP感染(18% vs 44%),但仍顯著高于其他細(xì)菌感染[2,3]。
我國(guó)的流行特征
CHINET2025年上半年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示:我國(guó)臨床分離E.coli中,對(duì)亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別為2.2%和2.3%,且近年來(lái)CREC在二?三級(jí)醫(yī)院檢出率呈緩慢上升趨勢(shì)。兒童醫(yī)院CREC檢出率(3.0%)高于綜合醫(yī)院[4],我國(guó) CREC 流行存在顯著地域差異:華中地區(qū)檢出率最高(7.04%),華北地區(qū)次之(6.16%),西南地區(qū)有數(shù)據(jù)醫(yī)院顯示檢出率為1.27%,三級(jí)醫(yī)院及 ICU 等重癥科室檢出率顯著更高,ICU可達(dá) 9%~10%[5]?耐藥機(jī)制方面:CREC以產(chǎn)金屬β-內(nèi)酰胺酶(MBL)為主,2024年占比達(dá)78.4%,以NDM-1?NDM-5 型最為常見(jiàn),次要耐藥機(jī)制為產(chǎn)KPC型(10%~15%)與OXA-48型酶(5%),同時(shí)攜帶多碳青霉烯酶基因的菌株亦有出現(xiàn) [5,6]。
CREC感染的高危人群:
免疫脆弱與醫(yī)療暴露并存
免疫功能低下人群
①血液病患者、接受化療、造血干細(xì)胞移植或免疫抑制治療者。研究顯示,血液病患者中CREC血流感染的30天死亡率達(dá)18%,其中合并粒細(xì)胞缺乏、多部位感染的患者風(fēng)險(xiǎn)更高。
②老年人、兒童(尤其是新生兒)、免疫缺陷病患者,也因免疫屏障薄弱,易發(fā)生CREC感染。
醫(yī)療相關(guān)暴露人群
①ICU患者?接受侵入性操作(如機(jī)械通氣?中心靜脈置管?導(dǎo)尿)或長(zhǎng)期使用廣譜抗生素的患者,由于腸道屏障受損及耐藥菌定植風(fēng)險(xiǎn)增加,成為CREC感染的重點(diǎn)防控人群?
②我國(guó)一項(xiàng)多中心流行病學(xué)研究顯示:ICU分離的E.coli對(duì)多數(shù)抗菌藥物的耐藥率顯著高于非ICU科室?ICU 分離株對(duì)亞胺培南(耐藥率3.7%vs非ICU科室 1.1%-2.5%)?美羅培南(4.1%vs1.1%-3.0%)?頭孢他啶(32.3%vs21.1%-30.2%)等多種抗菌藥物的耐藥率均高于門診?急診?內(nèi)科?外科等非 ICU 科室[4]?
特殊生理與疾病狀態(tài)人群
①女性由于泌尿系統(tǒng)生理結(jié)構(gòu)特點(diǎn),泌尿系感染風(fēng)險(xiǎn)顯著高于男性,而CREC引起的泌尿系感染易進(jìn)展為血流感染。
②合并糖尿病、慢性腎病、腹腔基礎(chǔ)疾病的患者,因局部微環(huán)境改變和免疫功能紊亂,增加了CREC感染的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。
從經(jīng)驗(yàn)治療到靶向干預(yù)
遏制細(xì)菌耐藥,精準(zhǔn)診斷對(duì)于CREC感染的防控與治療至關(guān)重要。通過(guò)微生物鑒定技術(shù)區(qū)分CREC與其他碳青霉烯耐藥菌(如CRKP),可依據(jù)菌株藥敏差異(如CREC對(duì)替加環(huán)素敏感性更高)優(yōu)化治療方案;借助核酸快速檢測(cè)技術(shù),明確致病菌和耐藥基因型能有效避免經(jīng)驗(yàn)治療盲目性,為攜帶不同耐藥基因的菌株匹配準(zhǔn)確治療藥物,顯著提升治療成功率。還能及時(shí)識(shí)別流行風(fēng)險(xiǎn),為醫(yī)院感染防控提供科學(xué)依據(jù)[2,3]。
上海伯杰醫(yī)療的下呼吸道六項(xiàng)細(xì)菌檢測(cè)試劑,涵蓋肺炎鏈球菌、肺炎克雷伯菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動(dòng)桿菌及流感嗜血桿菌,另外伯杰醫(yī)療自主研發(fā)的碳青霉烯耐藥核酸檢測(cè)試劑盒可精準(zhǔn)檢測(cè)KPC、NDM、OXA-23、OXA-48 四類常見(jiàn)基因型,精準(zhǔn)契合遏制細(xì)菌耐藥的臨床需求。前者覆蓋下呼吸道高發(fā)致病菌,后者同步鎖定NDM、KPC等耐藥基因,實(shí)現(xiàn)“病原菌+耐藥基因”一小時(shí)快速出結(jié)果。為患者篩查與明確病因提供高效手段,切斷傳播鏈、減少碳青霉烯類藥物濫用。這不僅為臨床快速篩查、明確病因提供了高效可靠的手段,更有助于合理用藥、減少碳青霉烯類藥物濫用,為切斷耐藥菌傳播、遏制細(xì)菌耐藥趨勢(shì)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。


文字丨醫(yī)學(xué)部
編輯丨品牌宣傳部
圖片丨來(lái)源于伯杰醫(yī)療
