BBF与耐药的关系及应对措施

1 细菌生物膜（ BBF）与耐药的关系及 应对措施 耐药的现状 继非典和甲流之后， 2010年 8月 11日 柳叶刀 杂志一篇报 道称 “发现产 NDM-1的肠杆菌科细菌，可抗目前绝大部分的 抗生素 ” （媒体称之为 “超级细菌 ” ）， 引起新一轮的恐慌。 该细菌内存在一种 -内酰胺酶 -1，因发现者认为其起源于印 度，所以被命名为 NDM 1细菌 。 2 “超级细菌 ” 来袭 The Lancet Infectious Diseases.2010,10(9):597-602. 耐药的现状 3 耐药的现状 超级细菌其实并不是一个细菌的名称，而是一类细菌的名 称，这一类细菌的共性是泛耐药性 。 新的 “超级细菌 ” 携带有 NDM-1基因，能够编码 NDM-1 。 NDM-1能够进入大多数细菌的 DNA线粒体中存活，从而使 细菌产生广泛的耐药性。 NDM-1可在细菌间自由复制和移动，传播速度快且容易出 现基因突变。 4 “超级细菌 ” 如何练成？ The Lancet Infectious Diseases.2010,10(9):597-602. 耐药的现状 5 历史上的 “超级细菌 ”： 耐药的现状 我国耐药现状 : 青霉素不敏感肺炎链球菌（ PNSP）快速上升； MRSA分离率为 50%-55%，老年、 ICU、烧伤患者感染率高； 产超广谱 内酰胺霉（ ESBL）大肠杆菌和肺炎克雷伯菌的检出率 在 50%左右，大肠杆菌对氟喹诺酮类的耐药率达 60%； 鲍曼不动杆菌对碳青霉烯类的耐药率在 50%-60%。 6 中国医学论坛报 . 2011,37（ 45） :A15. 耐药的机制 目前认为细菌产生耐药有以下机制： 基因水平 蛋白质水平 抗菌药物灭活酶的产生 抗菌药物作用靶位改变 膜通透性下降 主动外排机制 细菌生物膜的形成 细菌耐药特性 7 临床内科杂志 .2007,24(5):295-297. 耐药的现状 “超级细菌 ”已经练成，除了合理 使用抗生素，我们还能怎么办 8 2011年世界卫生日主题： 抵御耐药性：今天不采取行动，明天就无药可用。 细菌生物膜 （ Bactirial biofilm,BBF） 9 2011年 4月， “2011国际生物膜研讨会 ”在成都举办，世界生 物膜之父、加拿大皇家科学院院士 Bill Costerton认为： 作为生物膜的一种变异 “ 超级细菌 ”的蔓延将使许多传染病无法控制。 生物膜是多种细菌汇集在一个膜里面，部分细菌存在耐药性。而 “超级细 菌 ”内的细菌，只要有一个细菌带有耐药性基因，就可以和 “超级细菌 ”内其 它细菌相互传导，导致所有的细菌都产生了耐药性。 细菌生物膜研究将打破过去不断生产研发新抗生素的 “恶性竞争 ”，而通过 简便的破坏生物膜之间的通路让细菌分割开，有效破解细菌抗药性 。 科学时报 (2011-04-21 A1 要闻 ) 国内外研究证实：细菌生物膜与临床耐药机制有关 细菌对抗生素的耐药性不仅与耐药菌株的大量产生有 关，亦与致病菌在体内形成生物膜有关 1 细菌生物膜的厚度与其耐药性存在线性关系 2 临床分离的金黄色葡萄球菌形成生物膜后，其耐药性 显著增高 3 细菌生物膜相关感染因为对抗生素的耐药性，成为临 床难治性感染的重要原因之一 4 10 1、中国临床药理学杂志， 1999， 15： 299307 2、 Antimicrobial Agents Chemotherapy， 1996， 40： 25 17-2522 3、 Journal of veterinary Medicine Series B， 2006 53(7)： 326332 4、中国新药与临床杂志 .2008,27(1): 细菌生物膜（ BBF） 细菌生物膜（ BBF） 什么是细菌生物膜（ BBF）？ 11 BBF是细菌在生长过程中为了适应生 存环境，通过自身产生的孢外基质相 互粘连形成的细菌群落。 可由单一菌种形成，也可由多种菌种 形成。 可粘附于无生命体或活体表面。 自然界中 99% 的细菌存在于生物膜中 ，仅 1% 以自由漂游方式生存。 Bacterial biofilm:A common cause of persistent infection.Science,1999,284:1318. Chronic rhinosinusitis and biofilms.Ocolaryngol Head Neck Surg,2005,132:414-417. 细菌生物膜（ BBF） 12 BBF基本要素： 细菌 胞外基质（胞外多糖和蛋白质） 粘附面 损伤的粘膜 植入体内的医疗器械 死骨 Biofilm city of microbes. Bactirial,2000,182:2675-2679. BBF形成过程 13中国抗生素杂志， 2003， 28（ 1）， 58-59. 营养信号 胞间信 号 环境改变 附着条件 游离菌胞 菌胞附着 微菌落形成 生物膜形成 释放游离菌 BBF的耐药机制 目前认为 BBF耐药和以下机制有关 #： 渗透障碍 营养及氧气限制 生物膜表型的表达 顽固耐药菌的存在 细菌传感效应 普遍应激效应 14 BBF的形成使细菌对抗生素的敏感性大大下降一旦形 成，即使使用正常剂量成百倍的药物也不易治愈 *。 *右江医学， 2007， 35（ 1）： 95 96. #OCT20， 2008， 35（ 10）： 1633 1637 临床常见 BBF相关疾病 15 龋齿和牙周病： 牙菌斑是龋齿和牙周病的始动因子，以龈缘为界分为龈 上菌斑和龈下菌斑。 牙菌斑是在牙周、牙面生存的一种细菌生物膜，细菌释 放抗原、酶或毒素，对牙体或牙周组织起攻击作用，宿主 识别异物产生相应免疫反应。 口腔医学 . 2005,25(3):129-131. 中耳感染性疾病： 目前的研究已经发现，慢性中耳炎、胆脂瘤和耳植入 材料的相关感染等发病机制中 BBF发挥重要作用。 大多数急性中耳炎的渗出液细菌培养呈阳性，而慢性中 耳炎的渗出液细菌培养呈阴性，对抗生素不敏感，且在 渗出液中检测处炎性介质。 16 临床常见 BBF相关疾病 国际耳鼻咽喉头颈外科杂志 .2006,30(3):160-163. 慢性鼻鼻窦炎 (CRS) Perloff 等在实验兔鼻窦炎模型中发现了铜绿假单孢菌生 物膜的形成，提示了 BBF在 CRS发病中的潜在作用。 Ramadan等对 5例 CRS患者的鼻内镜手术标本（筛泡黏膜 ）进行了扫描电镜观察，均发现黏膜表面存在 BBF。 Sanelement等研究了 30例 CRS患者的鼻内镜手术标本， 行扫描电镜和透射电镜，均发现存在 BBF. 17 临床常见 BBF相关疾病 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志 .2006， 41（ 3）： 228 231. 慢性呼吸道感染： 铜绿假单孢菌肺部感染的顽固性、难治性是由于细菌在 肺组织内以一种特殊的生物膜发生生存。 * 弥漫性泛肺细支气管炎、囊性纤维化等病灶因有 BBF的持 续存在不仅导致感染迁延不愈，还可以导致一系列免疫 病理反应。日本学者小林宏行将之称为 “呼吸道生物膜病 ” （ Airway Biofilm Diseases） 18 临床常见 BBF相关疾病 *中国公共卫生 .2007,23(11):1366-1367. 人工关节感染 : 人工关节感染是一种灾难性的并发症。 生物被膜（ bilfilm）是引起人工关节感染的主要原因。 因为被细胞机制包裹菌落引起的感染一般都比较局限， 且少见全身症状，培养常常得到阴性结果，许多由生物 膜引起的人工关节感染无法准确诊断或被误诊为无菌性 松动。 19 临床常见 BBF相关疾病 国际骨科学杂志 .2007， 28（ 6）： 342-344. 慢性溃疡 : 在慢性创面中，这种生物膜可以在 60%以上的创面检测到 ，当细菌数量达到一定程度的时候， BBF就可能起到了决 定性作用。 创面在由急性转变成慢性的过程中受到污染，当细菌量 105/g组织时，特别是有多种菌同时污染时，细 菌就会附着于创面并繁殖，形成膜样结构，抵抗治疗措施 。 20 临床常见 BBF相关疾病 创伤外科杂志 .2008,10(5):416-417. 留置导管后感染 : 虽然大多数的微生物都可以在术前皮肤消毒时消除，在 血管置管时仍然会在导管顶端和外表黏附细菌。 中央静脉导管插入后 4-6天引起的短期感染和腔内 BBF有 关。导管插入 后 10天所引起的 CRBSI（静脉导管引致 血行感染）几乎都与腔内 BBF有关。 21 临床常见 BBF相关疾病 中华医院感染学杂志 .2007,17(1):115-117. BBF相关疾病 其它部分与 BBF相关的细菌感染性疾病 感染性疾病 BBF相关细菌 龋齿 肌骨间感染 坏死性筋膜炎 胆道感染 骨髓炎 细菌性前列腺炎 心内膜炎 肺囊性纤维化 慢性尿道炎 革兰氏阳性球菌，如链球菌 革兰氏阳性球菌，如葡萄球菌 A群链球菌 肠杆菌，如大肠埃希氏菌 各种细菌和真菌 大肠埃希氏菌和其它革兰氏阴性菌 溶血性链球菌 铜绿假单胞菌，伯克霍尔菌 大肠埃希氏菌和其它革兰氏阴性菌 22 中国抗生素杂志， 2003， 28（ 1） :58-59. 23 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY,Dec.1993:2618-2621 24 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ L.SELAN等应用氧氟沙星、氧氟沙星 +不同的蛋白酶， 在不同条件下，对 10种可形成 BBF的菌株药敏实验，结果 发现： 舍雷肽酶是具有最大活性的蛋白酶，能大大地提高氧氟 沙星对细菌的抗菌活性。 从机制来看，似乎酶是对细菌群落而非抗生素或培养基 产生作用。 ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY,Dec.1993:2618-2621 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ 材料： 培养基： A： TSB（胰酶大豆肉汤）； B： TSB、舍雷肽酶（ 10U/ml）； C： TSB、氧氟沙星（其浓度为针对各种细菌在浮游状态下的 MIC ）； D： TSB、氧氟沙星（同 C）和舍雷肽酶（ 10U/ml）； E： TSB、氧氟沙星（同 C）和舍雷肽酶（ 10U/ml，无活性）； F： TSB、氧氟沙星（其浓度为针对各种细菌在有舍雷肽酶状态下 对菌落的 MBC）； G： TSB、氧氟沙星（同 F）和舍雷肽酶（ 10U/ml）。 25 ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY,Dec.1993:2618-2621 Strain MIC(g/ml) MBC(g/ml) OFX OFX+SP OFX OFX+SP PL SE PL SE PL SE PL SE P.aeruginosa 1 P.aeruginosa 2 P.aeruginosa 3 P.aeruginosa 4 P.aeruginosa 5 S.pidermidis 1 S.pidermidis 2 S.pidermidis 3 S.pidermidis 4 S.pidermidis 5 0.78 0.39 1.56 0.78 1.56 0.19 0.39 0.78 0.78 0.19 12.5 6.25 6.25 3.12 12.5 3.12 3.12 6.25 6.25 3.12 0.78 0.39 1.56 0.78 1.56 0.19 0.39 0.78 0.78 0.19 3.12 3.12 3.12 1.56 6.25 1.56 1.56 3.12 3.12 1.56 0.78 0.78 1.56 1.56 1.56 0.39 0.78 0.78 1.56 0.39 100 100 200 100 200 50 100 100 200 100 0.78 0.78 1.56 1.56 1.56 0.39 0.78 0.78 0.78 0.39 12.5 12.5 12.5 6.25 25 6.25 12.5 6.25 12.5 6.25 26 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY,Dec.1993:2618-2621 27 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ 动态培养的实验证实了舍雷肽酶的活性 ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY,Dec.1993:2618-2621 动态培养 5天后电镜扫描结果： 28 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ C培养基： TSB、氧氟沙星 D培养基： TSB、氧氟沙星、 SP ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY,Dec.1993:2618-2621 29 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ The Journal of Bone and Joint Surgery, 2006,88:1208-1214. Mete Mecikoglu等应用抗生素、抗生素 +舍雷肽酶治 疗植入假体感染的大鼠模型，来评价舍雷肽酶消除体内 假体感染的疗效，结果显示： 舍雷肽酶能有效根除由可形成生物膜的细菌所致的感染 。 它的这种抗生物膜的特性可以在治疗葡萄球菌感染中增 强抗生素的疗效。 30 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ The Journal of Bone and Joint Surgery, 2006,88:1208-1214. 方法： 60大鼠，右股骨植入一根连接股骨至膝关节的 Kirschner丝，并接种表皮葡萄球菌菌株。观察 2周。 2周后杀死 20只大鼠，确定感染模型建立。 剩下 40只大鼠随机分为试验组（骨髓腔注射抗生素 + 舍雷肽酶）和对照组（注射抗生素），治疗 4周。 治疗结束 2周后，杀死所有大鼠，对膝关节标本进行细 菌学及组织学检测。 31 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ The Journal of Bone and Joint Surgery, 2006,88:1208-1214. 32 舍雷肽酶：治疗 BBF感染新策略？ The Journal of Bone and Joint Surgery, 2006,88:1208-1214. 舍雷肽酶协同抗生素的其它机制 蛋白水解酶对粘液的纤溶作用被认为是延长抗生素作 用时间的主要因素。 蛋白水解酶在创伤表面可以破坏血凝块、使细菌暴露 于抗生素，因此感染率得以下降。 Qkumura等人对骨关节感染的一项研究中，同时使用 舍雷肽酶和抗生素，检测血液和分泌物中抗生素的浓 度。结果发现，联用舍雷肽酶使得抗生素更易于向分 泌物中渗透。 33 Am J Surg. 1978;136:379-82. Jpn J Antibiot. 1977;30:223-7. 34 那舍雷肽酶到 底是什么样的 药物呢？ 35 曲坦 （舍雷肽酶肠溶片） Serrapeptase Enteric-coated Tablets 抗炎酶类药物 （国家四类新药 采用日本进口原料 ） 曲坦来源与发现 36 自然界的生 物 “蚕 ” 曲坦来源与发现 37 曲坦来源与发现 38 蚕是如何爬出它的茧 变成一只飞舞的蛾呢？ 它是靠自己分泌的唾液 溶化了蚕茧，那么它唾 液中的起作用的成份 是什么呢？ Serrapeptas e舍雷肽酶 经过研究发现了 曲坦基础资料 39 serrapeptase可以溶化以纤维蛋白为主要成 份的蚕丝，而蚕蛾本身并未受到损伤 同样人体的痰液、脓和组织损 伤后的渗出物中都含有 纤维蛋白！ 曲坦基础资料 40 曲坦适应症 缓解由手术、外伤、慢性副鼻窦炎、乳汁淤积 等所引起的肿胀 治疗由支气管炎、肺炎、支气管哮喘、支气管 扩张等所引起的痰液粘稠、咯痰困难 也可用于麻醉术后的痰液粘稠、咯痰困难 41 曲坦临床研究资料 42 SP对慢性鼻窦炎的疗效观察： 广州医学院附属第一医院五官科门诊， 60例确诊为慢性 鼻窦炎的患者，随机分为 2组。 试验组： 30例，克林霉素 0.3g， bid， 6d；加用舍雷肽酶 10mg， tid， 14天。 对照组： 30例，单用克林霉素 0.3g， bid， 6d。 治疗后第 7d,14d, 根据 FESS-97海口标准提出的以主观 感觉（症状评价）和鼻内镜检查（体征评价），双重法综 合判定疗效。 今日医学 . 2009; 19（ 9） : 41-43 曲坦临床研究资料 43 今日医学 . 2009; 19（ 9） : 41-43 结论：综合患者的症状评价和体征评价，舍雷肽酶组可 以明显改善慢性鼻窦炎患者的症状，缩短疗程。 44 44 SP对五官科急、慢性感染的疗效观察： 193名患者被随机分为两组，抗生素基础上分别给予舍 雷肽酶或安慰剂 10mg、 tid、 共服用 7-8天，评价总体疗效： 有 效 率 % 观察 3-4天，舍雷肽酶组已有 显著的症状改善； 观察结束，舍雷肽酶缓解各 种症状的综合有效率达 97.3% ，安慰剂组为 21.9%; 在患者耐受性方面、与安慰 剂相似。 The Journal of International Medical Research 1990 ;18:379-388 曲坦临床研究资料 45 年龄 14周岁以上，病程 12周以下分泌性中耳炎患者共 218 例、 349耳， 7天为 1疗程，克拉霉素 0.25， bid基础上随机分 为两组： 治疗组：曲坦， 10mg,tid， 13个疗程 对照组：醋酸泼尼松片， 20mg,qm,12周，需继续使用者 2 周后隔 1天减 5mg，减至 5mg时再停药。 评估：对两组作第 1疗程结束后的首次评估，和最多 3个疗程 治疗结束后的初次评估，及随访 3个月后的终末疗效评定。 曲坦临床研究资料 待发表 46 曲坦临床研究资料 结论： 曲坦可以减轻和消除中耳的炎症反应，降低中耳积液的粘滞 度，有利于减少鼓室内液体渗出和积聚，使咽鼓管重新获得开 放、中耳恢复含气 曲坦有利于增加中耳的抗生素浓度，发挥更好的抗菌效能 待发表 SP治疗牙周病的疗效观察： 170名患牙周炎或牙龈炎等牙周病患者，在抗生素基础上加 用舍雷肽酶 10mg tid 7天，观察疗效： 47 结论：舍雷肽酶与抗生素联用可显著降低牙周病患者炎症反应 日歯周誌第 29巻 3号 :966-978,1987 曲坦临床研究资料 曲坦临床研究资料 门诊中嚼肌间隙感染的患者 44例，治疗 5天后观察疗效： 试验组：林可霉素针 0.6肌注 bid + 舍雷肽酶 10mg tid 对照组：单用林可霉素针 0.6肌注 bid 48 结论：舍雷肽酶和抗生素联用，可以明显提高患者的治愈率 中国临床药理学与治疗学杂志 .1977;2(3):198 SP治疗嚼肌间隙感染的疗效观察： 49 SP对重睑术后软组织肿胀的影响： 试验组： 28例，重睑手术当天给予曲坦 10mg tid，共 7天疗程 。同时口服头孢拉定 0.25g,tid,共 3天； 对照组： 30例，重睑手术当天仅口服头孢拉定 0.25g,tid,共 3 天； 观察指标：观察手术后第 2天、第 6天，病人眼裂高度、重睑宽 度的变化，同时测试术后眼睛肿胀度程度。 中国新药与临床杂志 2008,27:660-662 曲坦临床研究资料 50 结果： （ 1）术后第 2天和第 6天重睑宽度和眼睛肿胀度试验组均低 于对照组，有非常显著差异（ P0.01）。 （ 2）术后第 6天，试验组眼裂高度（ 9.6s1.2） mm，明显 高于对照组（ 8.21.3） mm，差异有非常显著意义（ P0.01 ）。 结论： 术后加用