磷霉素的抗菌作用、耐藥機制及臨床應用

周 迎， 徐曉剛

磷霉素的抗菌作用、耐藥機制及臨床應用

周 迎， 徐曉剛

磷霉素； 耐藥性； 臨床應用

隨著多重耐藥菌、泛耐藥菌，甚至全耐藥菌感染不斷出現，所致感染缺乏新的有效抗菌藥物。臨床醫(yī)師重新開始關注一些經典的“老”抗菌藥物，例如多黏菌素及磷霉素等。磷霉素屬天然、廣譜小分子抗生素，具獨特的抗菌機制，對臨床常見的革蘭陰性及陽性病原菌具有抗菌活性，多重耐藥、泛耐藥菌株對其有較高敏感率。有關磷霉素單用或者聯合其他抗菌藥物對多重耐藥、泛耐藥菌株的體外抗菌活性及臨床治療已有報道。同時，隨著磷霉素應用的增多，對其耐藥的菌株也不斷出現。本文從磷霉素作用機制、耐藥機制以及臨床應用三方面進行綜述。

1 磷霉素的抗菌機制

磷霉素通過與細菌烯醇丙酮酸轉移酶（MurA）不可逆結合，抑制其活性，阻斷N-乙酰葡糖胺和磷酸烯醇丙酮酸合成N-乙酰胞壁酸，干擾細菌細胞壁的合成，發(fā)揮廣譜抗菌作用[1]。磷霉素進入細菌細胞發(fā)揮作用需依賴兩個轉運系統(tǒng)：甘油-3-磷酸轉運系統(tǒng)（GlpT）和磷酸己糖轉運系統(tǒng)（UhpT）。GlpT轉運系統(tǒng)可持續(xù)表達，磷霉素可通過GlpT轉運系統(tǒng)進入幾乎所有對其敏感的菌株，UhpT轉運系統(tǒng)則需要依賴一定濃度的6磷酸葡萄糖（G-6-P）誘導表達。此外，兩種轉運系統(tǒng)功能的發(fā)揮均依賴cAMP的參與[2]。

2 臨床常見分離菌對磷霉素的敏感性

2.1 革蘭陽性球菌對磷霉素的敏感性

Falagas等[2]對1846株革蘭陽性球菌，通過磷霉素藥敏試驗，敏感率為69.1%（1 275/1 846）。其中，金黃色葡萄球菌（包括130株MRSA）敏感率達99.3%（416/419）。同時，大多數的凝固酶陰性葡萄球菌也對磷霉素敏感，敏感率為77.5%[3]。然而，近年部分葡萄球菌臨床分離株已對磷霉素產生高水平耐藥[4]。

腸球菌屬細菌大多都對磷霉素敏感，耐萬古霉素腸球菌（VRE）對其敏感率在85.2%～100%[4-5]。但近年在VanM基因型VRE中發(fā)現對磷霉素耐藥的菌株，其中3株屎腸球菌對磷霉素高度耐藥，MIC＞1 024 mg/L，其耐藥由fosB3基因介導[6]。

2.2 革蘭陰性桿菌對磷霉素的敏感性

Demir等[7]對中段尿標本分離革蘭陰性桿菌2 334株的藥敏結果顯示，大多數革蘭陰性桿菌對磷霉素敏感；鮑曼不動桿菌和摩根菌屬對磷霉素大多耐藥，對磷霉素的敏感率分別是11.1%和0。銅綠假單胞菌（MIC=64 mg/L）對磷霉素的敏感率依據判定標準不同而有所差異[4，8]。

值得一提的是，磷霉素對產ESBL腸桿菌科細菌也有良好的抗菌活性，產ESBL大腸埃希菌對磷霉素的敏感率是86%～100%[7，9]。此外越來越多的研究顯示，磷霉素對碳青霉烯類耐藥的腸桿菌科細菌有一定的抗菌活性。美國的一項研究表明，87%～93%產KPC肺炎克雷伯菌對磷霉素敏感，其中包括對替加環(huán)素或黏菌素不敏感的菌株 [10]。

2.3 厭氧菌對磷霉素的敏感性

在各類厭氧菌中，脆弱擬桿菌對磷霉素天然耐藥，但消化球菌屬和消化鏈球菌屬對磷霉素敏感 [11]。

3 細菌對磷霉素的耐藥機制

隨著磷霉素的廣泛使用，耐藥菌也逐漸增多，在革蘭陽性球菌和革蘭陰性桿菌中均有出現。目前已報道的磷霉素耐藥機制主要有3類：①功能性轉運蛋白的變異、缺失或者表達下調；②MurA表達異?；蜃儺悓е屡c磷霉素親和力下降；③產磷霉素修飾酶。前2類耐藥機制由染色體介導，而第3類耐藥通常由質粒介導，少數可由染色體介導。

3.1 功能性轉運蛋白的變異、缺失或表達下調

大多數對磷霉素敏感的細菌發(fā)生耐藥是編碼轉運蛋白（UhpT和GlpT）的基因突變所致。轉運蛋白變異導致細菌攝取磷霉素減少繼而導致磷霉素耐藥。在大腸埃希菌等腸桿菌科細菌以及銅綠假單胞菌中，GlpT基因發(fā)生突變會導致作為碳源的G-3-P的利用率降低[12-13]。因此，轉運蛋白的變異或表達下調對細菌的生長代謝也有一定影響。

有研究顯示，cyaA和ptsI2種基因發(fā)生突變會引發(fā)cAMP水平下降，低水平的cAMP會引起兩大轉運系統(tǒng)的表達下調以此介導磷霉素耐藥。此外，uhpA基因發(fā)生突變亦可使UhpT表達下調，降低細菌對磷霉素的攝入，進而介導耐藥[12-13]。

3.2 變異或表達異常MurA

磷霉素與細菌MurA第115位的半胱氨酸共價結合發(fā)揮抗菌作用[1]，當MurA發(fā)生基因突變，第115位半胱氨酸被替換成天冬氨酸，磷霉素無法與MurA結合，使細菌產生耐藥。此外，MurA的過度表達亦可介導磷霉素耐藥[13]。

3.3 產磷霉素修飾酶

細菌可通過產修飾酶對磷霉素進行修飾，降低其抗菌活性。已發(fā)現的修飾酶基因包括：FosA、FosB、FosC、FosX、FomA、FomB。這類耐藥機制通常是由質粒介導，部分為染色體介導。其中，FosA目前已報道有6種亞型，各亞型有著相似的結構和功能[14]。FosA編碼基因常與blaCTX-M、blaNDM、blaKPC、gyrA、parC、parE、sul1、sul2、strA、strB、aadA5、aphA6、tetA（A）、mphA、floR、dfrA7、rmtB和merA等耐藥基因共存，使細菌對磷霉素與β內酰胺類、氨基糖苷類、喹諾酮類、大環(huán)內酯類、磺胺類和替加環(huán)素等產生共同耐藥[2]。此外，FosB編碼基因主要由革蘭陽性球菌（葡萄球菌屬和腸球菌屬）的質粒攜帶，但此類基因在大腸埃希菌實驗菌株中也可介導磷霉素耐藥，值得關注[6]。

3.4 其他耐藥機制

Sharma等[15]在鮑曼不動桿菌中發(fā)現，主動外排泵也可介導磷霉素耐藥。近年來也有學者對磷霉素的異質性耐藥機制以及誘導耐藥機制進行了研究，磷霉素的異質性耐藥主要是發(fā)現于鏈球菌屬細菌，有90.9%肺炎鏈球菌對磷霉素異質性耐藥，MurA1蛋白的表達是導致細菌產生磷霉素異質性耐藥的主要因素，但不是唯一因素[16]。此外，磷霉素的異質性耐藥現象在銅綠假單胞菌中也有報道[17]。

4 磷霉素的臨床應用

4.1 磷霉素口服制劑在臨床上的應用

4.1.1單純性下尿路感染治療 單劑口服磷霉素氨丁三醇用于治療大腸埃希菌等病原菌所致單純性下尿路感染治療。Sastry等[18]對美國某醫(yī)院2009－2013年尿路感染住院患者的臨床資料進行了回顧性分析，結果顯示，單劑3 g口服磷霉素治療效果良好，其中74.8%～89.9%患者痊愈，在隨訪觀察的30 d內有 4.3%（23/537）患者感染復發(fā)。

Veve等[19]對磷霉素和厄他培南治療產ESBL大腸埃希菌感染的臨床療效進行了比對。他們分析了2010年1月｜2015年2月178例產ESBL腸桿菌科細菌（大腸埃希菌占83.7%）感染門診患者的治療效果，結果顯示，對于產ESBL腸桿菌科細菌所致的尿路感染，磷霉素口服制劑（3 g每72小時1次或3 g每48小時1次）與厄他培南靜脈制劑（1 g每天1次）的療效相當。

4.1.2復雜性尿路感染治療 臨床上關于磷霉素口服制劑多劑使用的療效以及其安全性的數據較少。因此，Qiao等[20]對磷霉素口服制劑的臨床療效進行一次前瞻性、開放性、隨機臨床研究。研究數據顯示給予3 g隔日1次，共3次的磷霉素口服治療大腸埃希菌所致下尿路感染的療效顯著，不良反應較少，部分患者會出現輕微的腹瀉。急性尿路感染、反復發(fā)作性尿路感染以及復雜性尿路感染的治愈率分別是95%、77%和63%，分離菌對磷霉素敏感率分別是98%、94.4%和84%。

4.1.3孕婦群體中尿路感染的治療 對于孕婦這一特殊群體，發(fā)生尿路感染后病原菌更容易繁殖和擴散。盡管磷霉素能夠順利通過胎盤屏障進入胎兒體內，但是磷霉素屬妊娠風險等級B級，風險等級較低。有研究表明，在懷孕期間服用磷霉素具有良好的安全性和耐受性。此外，在尿路感染孕婦群體進行的隨機臨床試驗結果顯示，口服單劑3 g磷霉素與口服頭孢呋辛（500 mg每天2次）或者阿莫西林-克拉維酸（625 mg每天2次）的治療效果相同[21]。

4.2 磷霉素靜脈制劑的臨床應用

近期研究顯示，大劑量的磷霉素靜脈制劑（2～4 g每6小時1次）常作為二線治療藥物與其他抗菌藥物聯用治療MRSA、VRE以及其他一些多重耐藥的革蘭陰性桿菌（尤其是碳青霉烯類耐藥的肺炎克雷伯菌）感染，患者多為醫(yī)院感染，并伴有嚴重的血流感染[1]。Michalopoulos等[22]對11例感染碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌患者的臨床資料進行回顧性分析，數據顯示患者在使用其他抗菌藥物并聯合靜脈滴注磷霉素制劑（2～4 g每6小時1次）后治愈9例（81.8%）。Sirijatuphat等[23]將94例感染碳青霉烯類耐藥鮑曼不動桿菌的患者隨機分成兩組，分別接受多黏菌素E單藥和多黏菌素E聯合磷霉素治療，治療7～14 d后，結果顯示聯合用藥組細菌清除率更高（100%對81.2%），預后更好。

5 結語

近年來，磷霉素以其抗菌譜廣以及對多重耐藥菌尤其是產KPC酶肺炎克雷菌有抗菌活性[22]，重新引起了人們的關注。在臨床上，其對單純性下尿路感染治療效果好。但是，磷霉素用于其他感染的臨床數據較少，多數治療方案尚在探索。值得注意的是，隨著磷霉素大量使用，已產生了耐藥菌株和耐藥性傳播?？傮w來說磷霉素作為一個經典的“老”抗菌藥物，在治療多重耐藥菌感染方面有其潛在的應用價值。

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The antibacterial effect, resistance mechanism and therapeutic use of fosfomycin

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周迎（1993—），女，碩士研究生，主要從事細菌耐藥性及耐藥機制研究。

徐曉剛，E-mail：xuxiaogang@fudan.edu.cn。

2017-02-06 修回日期：2017-05-17