肺炎链球菌检测方法及耐药研究

1、肺炎链球菌检测方法及耐药研究         【关键词】  肺炎链球菌 检测方法 耐药研究     肺炎链球菌（Streptococcus Pneumoniae, SP）是儿科社区获得性感染的主要病原菌之一，它可引起儿童肺炎、脑膜炎、败血症、中耳炎、鼻窦炎。据WHO统计，全球每年约有超过120万人死于SP感染性疾病，其中大多数为2岁以下儿童1。早期有效的抗生素治疗可大大降低病死率，因此在临床工作中，应用快速、可靠的诊断技术检测SP感染，及早使用有效抗生素治疗显得尤为

2、重要。近年来SP分离株对青霉素、头孢菌素、大环内酯类等多种抗菌药物耐药性在全球呈普遍上升趋势，SP耐药性的扩散及多重耐药菌株的出现成为临床上引起广泛关注的问题。1  SP检测方法1 细菌培养   在临床实践中，对社区获得性肺炎患者通过应用常规的检测方法来确定病原菌仍存在许多障碍。从血液或胸腔积液培养分离获得SP仍然作为诊断的金标准，但它的阳性率仅10%30%，甚至更低2。SP可定植于健康人群的鼻咽部及不充足或不恰当的痰标本使得基于痰培养的诊断标准饱受争议。此外，近1/3的患者进行病原学检测前已接受了抗生素治疗，这又降低了这种传统的检测手段的敏感性。若通过一些创伤性

3、操作所获得的标本（如支气管灌洗液、肺穿刺获得的肺组织等）培养分离得到SP，则对病原学的诊断具有决定性意义。但是，由于创伤性技术需要专业人员进行操作并且有发生并发症的可能，因此不作为常规检查。虽然细菌培养所需要等待的时间较长（一般35 d），可能出现假阴性的结果（后者与标本量过少、已接受抗生素治疗或不理想的实验室条件均有关），但由于它是进行药敏试验及对流行株进行流行病学分析的基础，因此该技术在临床上仍有不可取代的地位。  2 免疫层析法   免疫层析法（ICT）是目前广泛用于SP诊断的快速方法。其检测的抗原为Cpolysaccharide抗原，是位于细菌细

4、胞壁的C多糖，为SP各血清型所共有。由于ICT以尿样为检测对象，故又称为尿抗原检测法。   目前世界各国采用的是美国缅因州波特兰Binax公司生产的Binax NOWICT试剂盒。这是个非常简便的方法，只需15 min便可完成。该方法推荐使用的标本为标准的非浓缩尿样。将拭子条浸入尿样后置于检测卡中，再加入6滴试剂，15 min后出现1条色带的为阴性，2条色带的为阳性结果3。该试剂盒在临床诊断中具有较好的敏感性和特异性。据现有的报道敏感性为67%92%（大多为75%85%），特异性为90%100%。该试剂盒同样可用于检测胸腔积液、脑脊液和支气管灌洗液。20022006年，西班

5、牙的Jose M. Porcel等人采用该试剂盒对患者的胸水进行检测，发现敏感性为70.6%，特异性为93.3%。该方法较突出的优点是抗生素的使用并不影响检测结果的准确性，因此它不能用于评价抗生素治疗效果。在感染后1月内该试验均可阳性，这也造成了那些反复感染的病例被误诊的潜在可能性。特别在儿童中，由于SP的定植造成该试验非特异性阳性的问题已逐渐引起了关注。尽管该试验在SP感染的儿童中敏感性较高，但在尿抗原检测呈阳性的病例中仍有7%15%的病例没有SP感染的临床证据4。   ICT虽然在SP鼻咽携带者中存在假阳性结果，但由于ICT标本采集简便，不具创伤性，不受先前抗生素治疗干

6、扰，具有较高的敏感性和特异性，15 min便可完成检测等优点，是快速诊断SP感染的简便方法。3 聚合酶链式反应   聚合酶链式反应（PCR）敏感性高，特异性强，实时荧光定量PCR可对扩增产物进行可重复定量检测，在扩增的每个循环中至少收集一次荧光数据，对扩增产物进行实时监控，从而增加PCR的敏感性和特异性。20012004年，Alban Le Monnier等5对社区获得性肺炎患者的胸腔积液进行SP16S rDNA基因检测，发现该试验的敏感性为77%。在抗生素治疗初期，PCR不受其干扰，因此为早期诊断提供了较可靠的依据。然而，与ICT相比，PCR是一种复杂、耗时的检测方法，还

7、未完全标准化，从而妨碍其成为SP临床诊断方法，主要作为实验研究的技术方法。2  耐药现状及耐药机制2.1 内酰胺类抗生素   在上个世纪四、五十年代，当青霉素被应用于临床初期，SP对青霉素是相当敏感的。当时大部分菌株的青霉素MIC 0.0150.03 mg/L。上世纪60年代，在澳大利亚和新几内亚，部分SP出现了对青霉素敏感性降低的现象，分离出对青霉素耐药的SP（penicillinresistant streptococcus pneumoniae, PRSP）。70年代末，南非报道了对青霉素高水平耐药的菌株，这些菌株的青霉素MIC高达24 mg/L。在美国，S

8、P对青霉素的耐药情况在70年代及80年代初没有显着的变化，持续保持在10%或更低。但在80年代末及整个90年代，SP对青霉素的耐药性发生了戏剧性的变化，不敏感率显着增加。有报道称，在19932004年，耐药菌株增加了近30倍。亚洲地区耐药性病原监测网（ANSORP）的监测结果表明SP对青霉素的耐药率为29.4%，不敏感率为52.4%6。20002002年儿童鼻咽部分离887株SP对青霉素耐药率为6.4%，青霉素不敏感率39.9%7。   2001年美国临床实验室国家标准委员会（National Committee for Clinical Laboratory Standa

9、rds, NCCLS）判断SP对青霉素耐药的标准是：MIC2 mg/L为耐药；MIC 0.121.0 mg/L为中度耐药；0.06 mg/L为敏感。   青霉素耐药的产生是由于细胞壁上一种或多种青霉素结合蛋白（PBP）的改变，这种改变同样可以影响到PBP与整个内酰胺类抗生素的结合8。如果抗生素在感染部位有足够浓度的话，这种耐药机制即可被克服。在呼吸道感染的情况下，只要给予适当剂量的药物，大部分的SP对内酰胺类抗生素，比如静脉滴注头孢曲松和口服阿莫西林仍然保持敏感。2.2 大环内酯类和林可霉素类抗生素   SP对大环内酯类药物的耐药率在近2030年间迅速增

10、长。Alexander Project9研究结果显示，19982000年全球红霉素耐药率为24.6%。亚洲国家耐药程度比欧美国家严重，ANSORP的监测结果表明，19982001年亚洲地区对大环内酯类抗生素耐药的SP（macrolideresistant streptococcus pneumoniae, MRSP）占59.3%10。我国北京、上海、广州三家儿童医院上呼吸道感染患儿鼻咽部SP红霉素耐药率为84.3%6。   SP对大环内酯类的药敏试验分为三种情况：敏感（MIC1 mg/L）、低度耐药（MIC 132 mg/L）和高度耐药（MIC64 mg/L）。低度耐药和高

11、度耐药的临床特点即对现有的所有大环内酯类药物均出现耐药，两者不同之处在于前者对林可霉素通常敏感。两者的耐药机制也有所不同：低度耐药常常由mefA基因介导，耐药表型为M型（即对大环内酯类耐药而对林可霉素类敏感）；高度耐药常常由ermB基因介导，耐药表型为MLSB型（即对大环内酯类、林可霉素类和链阳霉素B类均耐药）。M型的耐药机制为泵出机制，即将细胞内的大环内酯类药物移至细胞外；MLSB型的耐药机制为核糖体靶位修饰机制，主要由SP产生甲基酶使核糖体亚基中的腺嘌呤发生双甲基化，从而阻止大环内酯类、林可霉素、链阳霉素B等抗生素与之结合。美国在20002004年对MRSP菌株的观察性研究中发现，在11

12、576株菌株中，M表型占主导地位（65.7%），而MLSB表型在研究过程中由初期的9.7%上升至18.4%11。而在全球的其它地区MLSB表型仍较为流行。         2.3 喹诺酮类抗生素   大部分SP对喹诺酮类药物保持较高的敏感性，但近期南非报道了当地两所结核病医院，在用喹诺酮类药物治疗多重耐药结核病的过程中，12例病例发生了对左氧氟沙星耐药的SP的侵袭性感染12。   喹诺酮类抗生素所攻击的目标是DNA促旋酶和拓扑异构酶IV，它们对DNA超螺旋结构和细胞的增殖是至

13、关重要的。SP对喹诺酮类的耐药是由于染色体的促旋酶gyrA基因和（或）拓扑异构酶IVparC基因发生突变造成的。任何一个基因突变，往往表现对喹诺酮类呈低水平耐药；而两个基因均发生突变，则表现为高水平耐药，即对喹诺酮类多种抗生素发生耐药。2.4 四环素类抗生素   SP对四环素类抗生素的耐药是通过tet介导的核糖体蛋白形成的，而tet基因往往携带接合性转座子或质粒，造成了耐药性在细菌间的扩散。tet基因在人类、动物及周围环境中的多种细菌中被证实，而在SP中主要为tet (M), 偶尔可以发现tet (O)。该基因编码胞质蛋白，从而保护细菌的核糖体免受四环素类抗生素的攻击。由于

14、tet (M)和erm (B)基因定植于同一染色体的接合性转座子，因此对四环素类的耐药性与对大环内酯类的耐药性有一定的相关性13。据近期美国报道的对20002004年近40 000株SP的观察性研究发现，四环素类的耐药率为14.6%15.9%，并且该耐药率有每年轻度下降的趋势11。3 结束语   由于耐药SP感染大量增加，多重耐药SP感染已成为全球面临的严峻挑战。ICT是诊断SP感染快速、可靠的方法，并可以为治疗赢得时间。因此，必须合理使用抗生素，加强耐药监测，在耐药株高度流行区域，对高危人群使用SP多价结合疫苗以及开发新型抗生素是解决SP耐药的有效措施。【参考文献】

15、60; 1World Health Organization. Pneumococcal conjugated vaccine for childhood immunizationWHO position paper J. Wkly Epidemiol Rec, 2007, 82: 93104.2Campbell SG, Marrie TJ, Anstey R, et al. The contribution of blood cultures to the clinical management of adult patients admitted to the hospital with

16、communityacquired pneumonia: a prospective observational study J. Chest, 2003, 123: 11421150.3Smith MD, Derrington P, Evans R, et al. Rapid diagnosis of bacteremic pneumococcal infections in adults by using the Binax NOW Streptococcus pneumoniae urinary antigen test: a prospective, controlled clinic

17、al evaluation J. J Clin Microbiol, 2003, 41: 28102813.4Neuman MI, Harper MB. Evaluation of a rapid urine antigen assay for detection of invasive pneumococcal disease in children J. Pediatrics, 2003, 112: 12791282.5Alban LM, Etienne C, JeanRalph Z, et al. Microbiological Diagnosis of Empyema in Child

18、ren: Comparative Evaluations by Culture, Polymerase Chanin Reaction, and Pneumococcal Antigen Detection in Pleural Fluids J. Clinical Infectious Dis, 2006, 42: 11351145.6Song JH, Jung SI, Ko KS, et al. High prevalence of antimicrobial resistance among clinical Streptococcus pneumoniae isolates in As

19、ia J. Antimicrob Agents Chemother, 2004, 48: 21012107.7Yao K, Shen X, Yu S, et al. Antimicrobial resistance and serotypes of nasopharyngeal strains of Streptococcus pneumoniae in Chineses children with acute respiratory infections J. J Int Med Res, 2007, 35: 253267.8Hakenbeck R, Kaminski K, Konig A,

20、 et al. Penicillinbinding proteins in lactamresistant Streptococcus pneumoniae J. Microb Drug Resist, 1999, 5: 9199.9Jacobs MR, Felmingham D, Appelbaum PC, et al. The Alexander Project Group. The Alexander Project 19982000: susceptibility of pathogens isolated from communityacquired respiratory trac

21、t infection to commonly used antimicrobial agents J. J Antimicrob Chemother, 2003, 52: 229246.10Song JH, Chang HH, Suh JY, et al. Macrolide resistance and genotypic characterization of Streptococcus pneumoniae in Asian countries: a study of the Asian Network for Surveillance of Resistant Pathogens (ANSORP) J. J Antimicrob Chemot