KPC型碳青霉烯酶的研究进展

【摘要】目的：总结kpc型碳青霉烯酶的研究状况，为临床的使用提供指导和参考。方法：查阅国内外文献对kpc型碳青霉烯酶的报道，对其特点、类型、感染及治疗等情况进行了分析。结果：系统综述了kpc型碳青霉烯酶的最新研究进展。结论：产kpc型碳青霉烯酶细菌已在全世界范围内的快速流行，但对这些细菌检测仍需进一步研究。虽然，改良hodge试验可以检测到肠杆菌中碳青霉烯酶。但是，仅根据药敏实验结果容易导致假阳性的出现，同时由于kpc酶细菌逐渐对碳青酶烯类抗生产生了耐药性。所以其对碳青酶烯类抗生素的敏感度大大降低。因此，制定合理的治疗方案，谨慎地使用抗菌药物是有效控制医院感染的重要措施。

【关键词】 kpc型碳青霉烯酶细菌；碳青酶烯类抗生素；检测方法；耐药性

目前，碳青霉烯型抗菌素对于肠杆菌类细菌所引起的感染具有很好的治疗作用，特别是对ampc酶和广谱β-内酰胺酶等产生耐药性的菌株，仍然可以发挥明显的抑制作用。其临床使用的代表药物主要有美罗培南、亚胺培南及厄他培南等[ 1 ]。然而，由于其临床使用的迅速增加，超剂量及滥用等不合理用药情况随之增多，从而使肠杆菌株对碳青霉烯类抗菌素逐步产生耐药性，严重削弱了碳青霉烯型抗菌素抗感染的效果，这种状况已引起相关研究专家的担忧和重视。kpc型碳青霉烯酶的产生是导致肠杆菌出现耐药性的关键。其原因可能是：ampc酶的表达强度过大，造成其与外膜孔蛋白（omp）的合并发生丢失，从而大大降低了碳青霉烯类抗菌素与青霉素结合蛋（pbp）的结合能力，使碳青霉烯类抗菌素发生水解而产生β

-内酰胺酶，最终导致耐药菌的产生[2]。此次研究，通过查阅国内外kpc型碳青霉烯酶研究相关的文献，总结了kpc型碳青霉烯酶的研究状况，为临床合理用药提供依据，现将其综述如下：

1 kpc型酶的由来、特点及分类

1996年，世界上首株耐碳青霉烯类抗菌素的肺炎克雷伯菌在美国北卡罗莱纳州得到发现，该菌对亚胺培南和美罗培南的最低抑菌浓度（mic）均为16mg/l。分子生物学的研究显示：此类细菌能够水解产生碳青霉烯酶，并将其定为kpc-1型酶[3]。根据功能的不同，kpc-1型酶属于2f组；而根据分子的不同，kpc-1型酶属于a类；其一般存在于50kb左右的非接合性质粒中，而克拉维酸可以抑制其生长，但 edta对其无影响抑制。此后，全球学者陆续报道不同kpc型酶。随着研究的深入，随之分离得到kpc-2型碳青霉烯酶的菌株，但通过分子生物学测序显示kpc-1酶型与kpc-2霉共有序列相同。到目前为止，kpc型酶共发现1型～11型共11种类型的碳青霉烯[4]。

2 kpc型酶的检测

由于各种因素的影响，对kpc型抗菌素耐药的肠杆菌也来越多，为了提高对肠杆菌科菌株中kpc霉检测速度。clsi等通过研究，将hodge试验（mht）改良后应用到碳青霉烯酶的快速检测[5]。其检测地原理为：待测菌株在灭活琼脂上产生的碳青霉烯类抗菌素，可以使被抑制的大肠埃希菌恢复生长，从而导致大肠埃希菌出现矢状生长区域。其检测结果的灵敏度和特异性均较高。但是，如果细菌产esbls酶与外膜孔的蛋白合并出现缺失，则会造成假阳性的结果。

严育忠等比较了两种超广谱β-内酰胺酶表型检的测方法，研究显示以硼酸复合物的方法对kpc酶的检测，具有很好的特异性和灵敏度[6]。通过研究发现示，硼酸与碳青霉烯类抗生素合用的抑菌圈直径，硼酸与头孢吡肟合用的抑菌圈直径均超过单药直径5mm。而亚胺培南、美罗培南及头孢吡肟对产kpc型酶菌株检测的特异性和灵敏度均为100%。其中，检测结果最好的是美罗培南。硼酸复合物检测法更适合用于产esbls酶的细菌，有效的减少假阳性结果的产生[7]。有文献报道：通过产色琼脂法实验直接检测了标本中菌株的kpc霉。此外，pcr 等分子生物学设备，是产kpc型细菌检测的金标准[8]。但pcr技术也存在一定的缺点，且其

对技术和设备的要求很高，导致其检测成本十分高昂，从而严重限制了该技术的使用和推广。

3 kpc酶传播的机制

kpc酶的传播机制还不是完全清楚，有限的dna指纹和脉冲凝胶电泳资料显示与医院感染有关。最早在美国、特别在美国的东北部各州蔓延，并造成局部地区暴发流行。以后几年在世界各地都有报告。经研究发现：kpc型碳青霉烯酶是质粒诱导而产生的一种丝氨酸β-内酰胺酶。而美国、法国及哥伦比亚等kpc型酶耐药的肺炎克雷伯菌发现：其编码基因位于tn4401转座的一个子结构上，还包括解离酶mpr基因和转座酶nlpa基因，说明kpc编码基因流行的机制可能是借助转座子结构所插入的两种基因序列而在菌种中传播[9]。而我国的研究者于2009年，也发现产kpc酶细菌的编码基因两侧存在其他不同的特殊结构，并与国外的报道一致，其结构主要包含编码基因和少数iskpn6基因的序列[ 1 0 ]。

4 kpc型酶菌株的感染状况

国外文献分析和比较了肺炎克雷伯菌感染患者的临床资料，其中根据其对碳青霉烯类抗菌素的敏感情况，将其分成了耐药组和敏感组。结果总结了引起kpc型酶菌株感染的危险因素，即：（1）使用过广谱头孢菌素[17]；（2）使用过氟喹诺酮类药物[18]；（3）使用过碳青霉烯类抗菌素[19]；（4）基础疾病严重[20]；（5）在icu留住的时间过长[21-22]；（6）使用过1种以上的抗菌类药物[23-24]。（7）感染过产kpc型酶肺炎克雷伯菌。为了减少产kpc 型酶细菌在院内暴发流行，控制医院感染问题是关键。因此要求医护人员消毒和个人卫生等，并按照常规方法监测住院患者直肠中菌株的耐药情况，以减少icu中对碳青霉烯类抗菌素产生耐药的肺炎克雷伯菌引起的感染。

6 kpc型酶菌株感染的治疗

对产碳青霉烯酶抗生素产生耐药的肠杆菌的不断增加，严重降低了碳青霉烯酶类抗生素的抗感染作用，给临床的治疗带来很大的困难。有研究发现：美罗培南和亚胺培南进入机体后，可能会使kpc酶的产生更加容易，而在体外实验中加入酶抑制剂如所产生的协同作用不太理想。虽然产kpc型碳青霉烯酶细菌对替加环素十分敏感，但因其血清浓度较低，临床治疗效果不好，其中尤以尿液浓度最低，故不适合泌尿系统的抗感染治疗[25]。部分研究者建议通过口服磷霉素和呋喃妥因进行治疗，或者给予β-内酰胺抗生素加β-内酰胺酶抑制剂用于产kpc型碳青霉烯酶细菌所造成的尿路感染，但两种治疗方案的效果还需通过进一步研究去验证[26]。虽然多黏菌素抗感染效果突出，但其副作用较大，具有严重的肾毒性和神经毒性，且对肠杆菌科细菌的药敏实验缺少明确的评价方法，故要谨慎使用。有报道采用哌拉西林一他唑巴坦单药治疗产kpc型酶肠杆菌科细菌引起的感染，获得痊愈[27]。最近有研究报道了一种新型β-内酰胺酶抑制剂-nxl104，对产kpc型酶的活性有明显的抑制作用，有望成为β-内酰胺抗生素的复合制剂[28]。联合治疗的效果可能更好，但只能作为一种推测，因为缺少临床数据的证实，文献报道利福平与多黏菌b联合使用可以有效抑制产kpc酶铜绿假单胞菌引起的感染[29]。

7 小结

产kpc型碳青霉烯酶细菌的快速传播和大范围流行，引起了全世界研究者的担忧。因为这些细菌常常分离自院内感染的重症患者，且极易以克隆播撒的方式快速传播。而且，这些产kpc酶碳青霉烯酶细菌在许多国家已经发生暴发。伴随产kpc型碳青霉烯酶细菌在全世界的快速流行，对这些细菌检测仍需进一步研究。虽然，改良hodge试验可以检测到肠杆菌中碳青霉烯酶。但是，仅根据药敏实验结果容易导致假阳性的出现，同时由于kpc酶细菌逐渐对碳青酶烯类抗生产生了耐药性，导致其对碳青酶烯类抗生素的敏感度大大降低。且随着临床kpc酶细菌多重耐药性的大量出现，最新型的抗菌药物又无法在短期内研制，导致临床的抗感染治疗面临极严峻地挑战，因此，制定合理的治疗方案，谨慎地使用抗菌药物是有效控制医院感染的重要措施。