耐碳青霉烯肠杆菌科(CRE)

通过

肠杆菌科是假单胞菌门肠杆菌目革兰氏阴性杆状γ变形杆菌的一个科。

之所以如此命名，是因为它们主要存在于动物的小肠和大肠中。它们也被称为“肠道细菌”或“肠杆菌”。

它们分布广泛，除肠道外，还存在于腐烂的植被和有机废物、污水、被污染的土壤和水体等中。有些是共生的，有些是致病的，有些是腐生的，有些是内生的。

目前拟纳入的植物共有68属，包括355种肠杆菌科家庭。其中很大一部分是人体的正常菌群，但也有一些是导致人类轻度至重度感染的原因。据报告有26个属与人类感染有关。其中,大肠杆菌、克雷伯氏菌、变形杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌、柠檬酸杆菌、肠杆菌、耶尔森氏菌、欧文氏菌、普罗维登斯氏菌、哈夫尼亚氏菌、和摩根氏菌属。最常见的人类病原体在哪里肠杆菌科家庭。

肠杆菌科形态

  • 革兰氏阴性杆菌通常为1 ~ 5 μm(不同菌种大小不同)
  • 主要活动(除了种类的克雷伯氏菌和志贺氏杆菌）
  • 有鞭毛(多为周围鞭毛)

肠杆菌科生化特征

  • 兼性厌氧
  • 葡萄糖发酵
  • 有些发酵乳糖，而有些则不能(根据这些，它们分为乳糖发酵剂和乳糖非发酵剂)。
  • 过氧化氢酶阳性
  • 氧化酶阴性
  • 硝酸盐还原
  • 它们有共同的抗原，称为“肠杆菌共同抗原”(ECA);外膜抗原(O -抗原)、荚膜抗原(K -抗原)和鞭毛抗原(H -抗原)。

[不同的物种有不同的生化特征，用来识别它们]

肠杆菌科文化特征

用于分离肠杆菌的主要分离培养基有:

麦康基琼脂(MAC)
血琼脂(BA)
营养琼脂(NA)
半胱氨酸乳糖电解质缺乏琼脂(ced)
亮绿琼脂(BGA)
硫代硫酸柠檬酸胆盐琼脂(TCBS)
西特里米琼脂(CA)
木糖赖氨酸去氧胆酸(XLD)琼脂
紫红胆琼脂(VRBA)
伊红亚甲基蓝(EMB)琼脂
胆汁Esculin琼脂
去氧胆酸柠檬酸脂(DCA)

有关文化人物，请浏览:肠杆菌科培养特性-微生物注释

肠杆菌科临床表现

肠杆菌科造成各种各样的疾病，急性和慢性，琐碎的和危及生命的。一些成员如大肠杆菌、克雷伯氏菌、肠杆菌、沙雷氏菌等。，柠檬酸杆菌属等为机会致病菌;然而,沙门氏菌，志贺氏菌，耶尔森氏菌，一些年代火车的大肠杆菌,等都是专性病原体。不同的成员负责不同的临床表现。肠杆菌中抗生素耐药性的发展，特别是对β -内酰胺类抗生素的耐药性，增加了由它们引起的感染的发病率和死亡率。一些常见病与之相关肠杆菌科是:

  1. 尿路感染

大肠杆菌，肺炎克雷伯菌，变形杆菌，肠杆菌，和枸橼酸杆菌属spp。是最常见的泌尿系统病原体。大多数情况下，它们引起社区获得性尿路感染，但医院获得性尿路感染也经常报道。

  1. 呼吸道感染

克雷伯氏菌(肺炎克雷伯氏菌)是造成很大比例肺炎感染的原因。事实上，它是继肺炎之后最常见的病因链球菌。变形杆菌、柠檬酸杆菌、普罗维登氏菌、肠杆菌、和沙雷氏菌属仕达屋优先计划。也负责rti。

  1. 胃肠道感染

作为肠道细菌，许多肠杆菌存在于人的肠道内;然而，一些成员和菌株是高致病性的，引起不同类型的胃肠道疾病。

腹泻是由肠道细菌引起的最常见的胃肠道感染。大肠杆菌菌株,肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌、耶尔森氏菌、柠檬酸杆菌、和爱德华菌属。引起多种形式的腹泻、肠胃炎和小肠结肠炎。

志贺氏杆菌spp。是导致痢疾的罪魁祸首，全球每年有100多万人死于痢疾。

  1. 肠热(伤寒及副伤寒)

沙门氏菌伤寒和副伤寒是引起肠热的病原体。

  1. 软组织及皮肤感染(伤口感染)

大肠杆菌，克雷伯氏菌，和枸橼酸杆菌属spp。据报道都与伤口感染有关。然而，肠杆菌在软组织感染中的患病率非常低。

  1. 其他人

肠杆菌科还与血液感染(菌血症和败血症)、新生儿脑膜炎、溃疡、毛囊炎、鼠疫、眼睛感染等其他感染有关。

什么是耐碳青霉烯肠杆菌科(CRE)?

  • 碳青霉烯类是广谱β -内酰胺类抗生素，其C-1位上有硫，β -内酰胺环的C-2和C-3之间有一个双键，侧链排列在反式位置。它们用于治疗耐多药细菌病原体，因此被称为“抗生素是最后的手段”。
  • 目前使用的碳青霉烯类抗生素是"亚胺培南" "美罗培南" "厄他培南"和“DORIPENEM”。除此之外,帕尼培南，比阿培南和特比培南也获得了有限的应用，但仍处于研究阶段。
  • 一些致病菌已经发展出一种或多种机制来逃避碳青霉烯类药物的作用，现在对碳青霉烯类药物完全耐药。这种生物被称为“碳青霉烯抗性生物”(cro)。一些最严重的碳青霉烯耐药细菌是:
  1. 碳青霉烯耐药肠杆菌科（CRE）
    (特肺炎克雷伯菌是其中最重要的吗?
  2. 碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌（蟹）
  3. 碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌（CRPA）
  • 包括碳青霉烯类在内的β -内酰胺类抗生素是用于治疗肠杆菌感染的主要抗生素。然而，许多菌株已经对一种或多种碳青霉烯类抗生素产生耐药性。
  • 这种肠杆菌已经发展出几种机制来保护自己免受碳青霉烯类的抑制或杀菌作用耐碳青霉烯肠杆菌科)。碳青霉烯耐药主要见于卫生保健相关肠杆菌科。
  • 那些通过产生碳青霉烯酶来抵抗碳青霉烯类的肠道细菌也被称为产碳青霉烯酶肠杆菌科(CPE)。
耐碳青霉烯肠杆菌科(CRE)
耐碳青霉烯肠杆菌科(CRE)
  • 美国疾病控制与预防中心(CDC)将CRE定义为肠杆菌科对至少一种碳青霉烯类抗生素不敏感，亚胺培南、美罗培南和多利培南的最小抑制浓度(MIC)值为4 μg/ml，厄他培南的最小抑制浓度(MIC)值为2 μg/ml。
  • CRE的标签是“紧急威胁美国疾病预防控制中心在2019年和“一种优先级危急病原体，自2017年以来一直如此。
  • 特拉肺炎克雷伯菌是CRE最重要的成员。
  • CRE引起的感染难以治疗，需要较长的抗生素疗程和住院时间，发病率和死亡率较高。由CRE引起的血液感染和肺炎的死亡率约为50%。
  • 抗生素治疗的有限性使CRPA成为一种非常严重的病原体。

的历史耐碳青霉烯肠杆菌科(CRE)

  • CRE的历史并不长。事实上，碳青霉烯类药物本身是在20世纪80年代后期引入的，用于治疗由细菌产生的广谱β -内酰胺酶(ESBL)引起的感染。
  • 不幸的是，许多肠杆菌科适应并发展了几种机制来保护自己免受碳青霉烯类的侵害。碳青霉烯类药物引入后不久，在1990年，碳青霉烯耐药肠杆菌科(CRE)有生产能力的-金属β- - - - - -内酰胺酶酶能水解碳青霉烯类的来自日本的报道。
  • 1996年，美国发表了一份关于碳青霉烯抗性菌株的报告肺炎。那一种k .肺炎同年在纽约市被宣布为地方病。
  • 到21世纪初，世界各地发表了几份提到CRE的报告。2009年，CRE被认为在南亚和世界各地蔓延。

对碳青霉烯类耐药机制的研究CRE

肠杆菌科已经在很短的时间内进化到能够应对碳青霉烯类药物的影响，仅仅在碳青霉烯类药物引入治疗后的10年。为了实现这种抗性，他们开发了三种主要机制，即碳青霉烯酶的产生、外排过表达和孔蛋白修饰。

1.碳青霉烯酶的生产

碳青霉烯酶是能够水解碳青霉烯类抗生素-内酰胺环的酶。一旦水解，它们是无用的，不能抑制青霉素结合蛋白(pbp)。碳青霉烯酶的产生是获得碳青霉烯类抗性的主要方式肠杆菌科。CPE是CRE中最常见的孤立类型。根据Amber的分类，CRE被发现产生三种主要的碳青霉烯酶家族，分别属于A类，B类和D类β -内酰胺酶。

CPE产生的碳青霉烯酶有:

  • -金属β-Lactamases (MBLs)

mbl是全球CRE生产的第二大碳青霉烯酶，也是亚洲地区(主要是印度和周边国家)CPE生产的最主要的碳青霉烯酶。新德里金属公司- - - - - -β-内酰胺酶(NDM - 1)和维罗纳整合素编码的金属β-内酰胺酶(VIM)是CPE产生的最常见的mbl类型。IMP - 1 MBL也有报道，但发病率很低，大多数病例仅限于中国。

这些MBLs酶能够水解除单巴坦外的所有β -内酰胺。

  • 肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶(KPC)β-内酰胺酶

KPC β -内酰胺酶的产生是CRE中最常见的耐药机制。KPC - 2和KPC - 3是CPE产生的主要酶。美国、南美、欧洲和东亚主要感染产生CPE的KPC β -内酰胺酶。

  • Oxacillinase (OXAβ-内酰胺酶)

Oxacillinases是CPE合成的碳青霉烯酶的第三大主要类型。OXA - 48, OXA - 181和OXA - 232是主要的Oxacillinase肠杆菌科。然而，其主要流行于地中海区域、欧洲和北非。碳青霉烯酶分布在一些最常见的分离致病菌中肠杆菌科：

肠杆菌科 KPCβ-Lactamases
(甲级)		 MBL
(B类)		 OXAβ-Lactamases
(类D)
大肠杆菌 √ √ √
k .肺炎 √ √ √
k . oxytoca √ √ x
变形杆菌 √ √ √
肠杆菌属。 √ √ x
枸橼酸杆菌属freundii √ √ x
粘质沙雷氏菌 √ √ x
摩根氏菌属morganii x √ x
沙门氏菌血清 √ x x
√=据报道产生碳青霉烯酶类型
x =未报道产生碳青霉烯酶类型

2.膜通透性的改变

肠杆菌科细菌对碳青霉烯耐药的另一机制是通过改变孔蛋白通道阻止碳青霉烯进入细胞。compk孔蛋白家族在CRE中主要发生改变。

3.外排泵的过表达

外排泵的过度表达是CRE中第二常见的碳青霉烯耐药机制。阻力结节分流(RND)射流泵是CRE中最重要的射流泵类型。AcrAB - TolC RND外排泵是CRE中最主要的类型。

CRE感染的危险因素

  1. 老的年龄
  2. 住院和延长住院时间
  3. 免疫功能不全的条件
  4. 长期抗生素治疗
  5. 最近的手术和开放性伤口
  6. 侵入性医疗设备，比如静脉导管
  7. 慢性疾病，如糖尿病、癌症和艾滋病

碳青霉烯耐药流行病学研究肠杆菌科

  • 自1990年代中期首次报告CRE以来，CRE现在正在全球范围内感染人群，主要是在医院环境中。患者之间的传播和由于基因改变而在患者体内出现耐药性是主要的获得方式。此外，食物供应、水、土壤和职业宿主(医院工作人员)也是CRE传播的主要来源。
  • CRE最初仅限于卫生保健设施，但在一些发展中国家，特别是在亚洲地区，也报告了社区环境中的CRE。
  • k .肺炎"(KPCβ-内酰胺酶生产CRE的国家有美国、南美国家(巴西、哥伦比亚、阿根廷、秘鲁、委内瑞拉)、中美洲地区、欧洲地区(意大利、希腊)和中国。非洲地区关于产kpc的肠杆菌科的报道很少。
  • -金属β-Lactamases (MBLs),尤其是新德里的mbl (NDM)产肠杆菌主要在亚洲。它在南亚国家如印度、巴基斯坦、斯里兰卡和孟加拉国被宣布为地方病。中东、中国和其他亚洲国家也报道了分离出产生CRE的MBLs，但其流行率低于南亚。NDM生产商在罗马尼亚、波兰和丹麦也很常见。维罗纳整合子相关金属β内酰胺酶(VIM)生产商在西班牙、匈牙利和意大利很常见。产生ndm -1的肠杆菌已在美国和加拿大分离出来。拉丁美洲国家和非洲国家也在发布CRE感染报告。在肯尼亚、尼日利亚和南非等非洲国家，mbl介导的碳青霉烯类耐药性是一种流行病。其他国家如埃及、摩洛哥、阿尔及利亚、坦桑尼亚和喀麦隆也感染了产生ndm的肠杆菌。
  • Oxacillinase (OXAβ-内酰胺酶)生产肠杆菌科，主要是OXA - 48的生产者，在中东国家如黎巴嫩、以色列、沙特阿拉伯、科威特、阿曼、土耳其、马耳他和北非国家如阿尔及利亚、摩洛哥、埃及、利比亚和突尼斯流行。在欧洲的地中海国家、南美国家(阿根廷、巴西、哥伦比亚)和亚洲国家(印度、中国、俄罗斯、台湾、泰国)也很常见。
  • 由于没有关于CRE发病率的完整数据，因此无法表达其确切分布和流行病学情况。

碳青霉烯耐药性鉴定肠杆菌科

基于MIC值评估的表型鉴定方法和椎间盘扩散法是常用的方法。为了完整地确定机制和遗传数据，分子方法也可用，并广泛用于确认和研究目的。

一种生化检测算法是最常用于鉴定的肠杆菌科直到物种水平。

常用的生化试验有:

的成员识别的生化算法肠杆菌科是

  • IMViC试验(吲哚、甲基红、Voges Proskauer、柠檬酸利用率试验)
  • 乳糖发酵试验
  • 糖利用试验
  • 三糖铁(TSI)测试
  • 活性测试
  • 硫化氢(H)2S)和产气试验
  • 脲酶试验
  • KCN培养基上的生长

生化检测结果为一些最常见的肠杆菌科如下表所示。

细菌 吲哚 先生 副总裁 柠檬酸 脲酶 H2年代 乳糖发酵 能动性 KCN的增长
大肠杆菌 + ve + ve ——已经 负 负 负 + ve + ve 负
克雷伯氏菌 负 负 + ve + ve + ve 负 + ve 负 + ve
普罗透斯 负 + ve 负 + ve + ve + ve 负 + ve + ve
沙门氏菌 负 + ve 负 负 负 + ve 负 + ve 负
志贺氏杆菌 变量 + ve 负 负 负 负 负 负 负
沙雷氏菌属 负 负 + ve + ve + ve 负 负 + ve + ve
枸橼酸杆菌属 负 + ve 负 + ve 变量 + ve + ve + ve + ve
鼠疫 负 + ve 负 负 负 负 负 负 负
肠杆菌属 负 负 + ve + ve 负 负 + ve + ve + ve
摩根氏菌属 + ve + ve 负 负 + ve 负 负 + ve + ve
Providencia + ve + ve 负 + ve 负 负 负 + ve + ve

碳青霉烯耐药肠杆菌科的证实

A. CRE的表型证实

抗菌药物敏感性试验及抑菌区计算

表型上，CRE可通过使用碳青霉烯类进行抗菌敏感性试验来证实。如果抑制区的大小小于推荐值或处于耐药水平，则可以确认分离的肠杆菌科为CRE。
断点表用于解释碳青霉烯类的区大小肠杆菌科根据CLSI标准，如下所示。

分区面积(毫米)适用: 分区面积(毫米)适用: 分区面积(毫米)适用:
碳青霉烯抗生素 敏感的 中间 电阻
多利培南(DOR 10微克) ≥23 20 - 22 ≤19
厄他培南(ETP 10微克) ≥23 19 - 22 ≤18
亚胺培南(IMP 10微克) ≥23 20 - 22 ≤19
美罗培南(MRP 10微克) ≥23 20 - 22 ≤19

断点表用于解释碳青霉烯类的区域大小肠杆菌科根据EUCAST标准，如下所示。

分区面积(毫米)适用: 分区面积(毫米)适用: 分区面积(毫米)适用:
碳青霉烯抗生素 敏感的 中间 电阻
多利培南(DOR 10微克) ≥22 17-21 ≤16
厄他培南(ETP 10微克) ≥25 - - - - - - ≤25
亚胺培南(IMP 10微克) ≥22 21页 ≤17
美罗培南(MRP 10微克) ≥22 17-21 ≤16

改良霍奇试验

碳青霉烯灭活法

EDTA抑制试验

硼酸抑制试验

Carba NP测试

基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱法(MALDI-TOF MS)

显色筛选介质也在研究中，但发现用途有限。

B. CRE的分子确证

  1. 聚合酶链反应(PCR)
    PCR是实验室确认CRE最广泛使用的工具。PCR用于鉴定碳青霉烯酶编码基因和负责孔蛋白和外排泵修饰的基因。
  2. 双路多重交叉位移放大与横向流动生物传感器相结合（MCDA-LFB）方法。
  3. Verigene革兰氏阴性血培养试验一种基于微阵列原理的核酸非扩增检测方法blaCTX-M，blaKPC，bla的NDM，blaVIM，bla小鬼,blaOXA提取核酸中的基因)
  4. DNA微阵列是另一种常用的方法。
  5. BioFire薄膜阵列法(另一种自动化多重PCR方法，主要用于bla的鉴定KPC基因)
  6. Xpert Carba-R法检测blaKPC，bla的NDM，blaVIM，bla小鬼,blaOXA-48
  7. 全基因组测序

CRPA感染的前瞻性治疗方案

CRE的治疗选择非常有限，这是一项非常困难的任务，治疗失败的可能性很高。确切的治疗方案尚未建立，但在医疗机构中，治疗CRE感染的主要是联合治疗和大剂量抗生素治疗。目前正在进行几项研究，以开发针对CRE感染的适当治疗方案。

一些目前可用和正在使用的抗生素如下:

  1. 多粘菌素(粘菌素和多粘菌素B)

它们是针对CRE最广泛使用的治疗方案，是治疗的选择。粘菌素从分解细胞膜的脂多糖层(LPS)中排出镁离子(Mg+)和钙离子(Ca++)。它们对几乎所有CRE和CPE都有效。

  1. Tigecycline

用于CRE创面及软组织感染的治疗;然而，它对菌血症无效。它在改良外排泵的CRE中具有活性。

  1. 磷霉素

高剂量磷霉素联合碳青霉烯对CRE有效。然而，一些肠杆菌喜欢肺炎克雷伯菌，肠杆菌，和沙雷氏菌属spp。能水解磷霉素。

  1. Ceftolozane-tazobactam
  2. Ceftazidime-avibactam

它用于CRE感染，但对产生cpe的MBLs无效。

  1. Imipenem-cilastatin-relebactam

这种联合疗法对肠杆菌科通过改良的外排泵和产生碳青霉烯酶的能力。

  1. Cefiderocol(有限使用，处于临床控制阶段)
  2. 美罗培南-万博巴坦

它对KPC、AmpC和OXA β -内酰胺酶产生的CPE有效，但对MBLs产生的CPE无效。

  1. 一剂安氨基糖苷类
  2. 环丙沙星，左氧氟沙星，复方新诺明，呋喃妥因(在那些对它们敏感的CRE中)在uti的情况下也是首选的。
  3. Omadacycline(FDA批准用于社区获得性肺炎和皮肤感染，但供应有限)
  4. 氨苄西林-亚巴克坦(头孢哌酮-舒巴坦)
  5. 敏感碳青霉烯类抗生素(如在耐厄他培烯肠杆菌中延长输注美罗培南)

正在研究的未来/替代治疗方案

  1. Plazomycin和Plazomycin联合ceftobiprole或daptomycin对MBLs产生CPE和其他CRE有效。
  2. 头孢罗col:它是一种新型的铁载体头孢菌素，对MBLs和产生kpc的CPE有良好的反应。它是一种很有前途的抗生素，在不久的将来将在全球范围内使用。
  3. Delafloxacin (Baxdale)
  4. Eravacycline
  5. Zidebactam
  6. Nacubactam
  7. Taniborbactam
  8. Fosamil - avibactam组合
  9. 纳米颗粒治疗
  10. 噬菌体疗法
  11. 工程endolysins
  12. 疫苗

CRE感染与传播的防控措施

  • 手卫生:建议用肥皂水或杀菌剂适当清洁双手，以防止感染。特别是对医院工作人员来说，在处理病人前后保持适当的手部卫生习惯是非常重要的。
  • 接触的预防措施:没有适当的安全措施，避免与CRE患者身体接触。临床医生必须执行适当的接触预防方案。
  • 教育及培训适用于卫生专业人员和普通民众。
  • 隔离和检疫确诊为CRE感染的患者在住院期间必须单独隔离。这样我们就可以防止CRE病原体在患者之间传播。
  • 非殖民化的协议从人类宿主或其他宿主中消除定植CRE非常重要。表面必须去污。
  • 监测识别无症状井段和储层。icu患者、老年患者、术后患者、血液肿瘤患者、高定植压力病房患者和长期急性护理设施(LTAC)患者需要筛查CRE定植。
  • 适当的环境卫生。
  • 在卫生保健设施和居民区采取消毒和适当清洁措施。
  • 合理使用抗生素
  • 抗菌药物管理
  • 适当和及时的实验室诊断和采取有效的治疗方案
  • 持续筛查和监测CRE病原体。

读也:

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Prashant达

Prashant Dahal毕业于Sunsari Technical College(隶属于Tribhuvan University)，获得微生物学学士学位。他感兴趣的课题包括抗菌素耐药性、耐药性发展机制、传染病(肺炎、结核病、艾滋病毒、疟疾、登革热)、宿主-病原体相互作用、放线菌、真菌代谢物以及作为抗菌素和疫苗新来源的植物化学物质。

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