抗万古霉素肠球菌

取自 食品百科全书

有史以来，肠球菌(Enterococcus)就以其顽强的抗药性闻名于世。从早期对penicillin 及 aminoglycoside 的抗药性，到近年来对其他beta-lactam及vancomycin 的抗药性，都使得肠球菌的治疗充满困难。对于methicillin-resistantStaphylococcus aureus (MR-SA)及penicillin-resistant Streptococcuspneumoniae (PRSP)引起的感染而言，万古霉素(vancomycin)经常是治疗唯一的药物。一旦万古霉素抗药性肠球菌(vancomycin-resistantEnterococcus，简称VRE)将抗vancomycin的基因转移到上述两种细菌，将使得常见的术後感染、软组织感染、导管引起之菌血症、心内膜炎及肺炎到无药可用的地步，如同回到抗生素发明以前的时代。唯有藉由适当的隔离、更严谨的使用vancomycin及新药的发明，才能避免这一场人类的浩劫。 分　类 　　肠球菌是一种移生在肠道的革兰氏阳性球菌，故名肠球菌。在十九世纪末发现，早期归为链球菌属。1900年代初期，发现肠球菌是引起泌尿道感染及心内膜炎的原因之一。1930年代中期，依Lancefield血清分型，肠球菌被归类为D族链球菌，但是与非肠球菌的D族链球菌，如Streptococcus bovis， 在生化特性上有相当的差异性。直到1984年，经由核酸的研究，进一步证实肠球菌和链球菌的不同，而将肠球菌自行独立成为一属。目前肠球菌属有18个种(species)， 其中以E. faecalis最为常见，约佔分离菌株的85%至90%，其次为E. faecium， 约佔10%至15%。其他较为罕见的有E. gallinarum、E. casseliflavus以及E. durans等。E.faecium经常对ampicillin及vancomycin具有抗药性，是所有肠球菌中最难治疗的。 生理及构造 　　肠球菌典型的排列为成对或短链状，在显微镜下很难与肺炎双球菌区别。肠球菌为兼性厌氧菌，可以在15℃至45℃生长，最适宜生长温度为35℃，在血琼脂上生长快速，24小时培养可以形成大型白色菌落。典型菌落为不溶血性，但也可能为α溶血或β型溶血，可生长在6.5%NaCl或40%的胆汁中，水解七叶树甘(esculin)。其他的表现型反应，如对optochin具抗性、发酵反应、水解pyrrolidonyl-beta-naphthylamide (PYR)、具有运动性、会产生色素等，都可以进一步区别肠球菌属细菌。 致病因与免疫力 　　肠球菌为共生型细菌，致病力有限。和其他细菌不同，肠球菌并不会制造毒素或水解酵素，所以容易被吞噬细胞所杀死。但是肠球菌的其他毒性因子，如凝集素(aggregation substance)、碳水化物黏附素(carbohydrate adhesins)以及细胞溶解素(cytolysin)的作用，也使肠球菌得以产生严重的疾病。 移生与感染 　　肠球菌平时就移生在人体的肠道中，每克粪便中可含高达10 7的菌体，容易在年老及虚弱、表皮黏膜破损、以及因为使用抗生素而正常菌落平衡改变的病患身上产生感染。肠球菌引起的泌尿道感染相当常见，特别是在接受抗生素治疗或是尿道手术的病患。10%到20%的细菌性心内膜炎，是由肠球菌引起的。肠球菌也常由胆汁中培养出来，常引起胆道手术後的感染及肝脓疡。另外肠球菌也会和其他细菌引起混合性感染，如腹内脓疡、腹部手术伤口感染以及糖尿病足溃疡。 Penicillin抗药性 　　1940年代初期开始使用penicillin之後不久，就发现使用penicillin治疗肠球菌心内膜炎的效果，比治疗链球菌心内膜炎的效果差，同时也发现肠球菌对penicillin的感受性也比链球菌差。举例而言，S. bovis对penicillin的最低抑制浓度(MIC)为0.01到0.12μg/ml，而E. faecalis为1到8 μg/ml，E.faecium则高达4到32μg/ml，而且须要更高的剂量(通常到100μg/ml)才能杀死。至于ampicillin的剂量大约为penicillin的一半。由于penicillin本身缺乏杀菌的能力，所以不建议单独使用penicillin治疗肠球菌心内膜炎。之後发现，penicillin合併streptomycin使用，在治疗肠球菌心内膜炎上有很好的临床反应，同时在体外实验中也发现两者合併使用具有协同(synergism)及杀菌作用。由于这项发现，合併使用成为肠球菌心内膜炎的标准治疗。而对于其他的抗生素， 如头胞菌素，抗penicillin葡萄球菌，低剂量的clindamycin及aminoglycoside以及trimethoprim，肠球菌本身就具有先天性的抗药性，所以数十年以来，penicillin或ampicillin加上aminoglycoside，一直是治疗肠球菌心内膜炎的首选方法。如果患者对penicillin过敏或是对ampicillin有抗药性时，就改用vancomycin。至于其他比较轻微的感染，如泌尿道感染，就单独使用penicillin, ampicillin 或vancomycin。 Aminoglycoside抗药性 　　由于gentamicin的大量生产、streptomycin本身的毒性以及肠球菌逐渐对streptomycin产生抗药性，使得gentamicin全面的取代streptomycin，成为penicillin合併疗法的首选药物。随著gentamicin的广泛使用，肠球菌对gentamicin的高度抗药性(MIC≧2000 μg/ml)也逐渐产生。如此一来，如果引起心内膜炎的肠球菌，对于streptomycin及gentamicin都有抗药性，就没有公认最佳的治疗方法了。 Beta-lactam抗药性 　　1980年代初期，首例产生penicillinase的E. faecalis被报告[1]。因为只制造少量的penicillinase，所以使用标准方法侦测不出来，必须侦测penicillinase或是用非常大的接种量才能发现。而这类E. faecalis对于 ampicillin, amoxicillin,piperacillin加上penicillinase抑制剂，如 clavulanic acid, sulbactam, tazobactam，仍具有感受性。 Vancomycin抗药性 　　Vancomycin与teicoplanin都是glycopeptide类的抗生素，主要的抗菌范围为革兰氏阳性细菌，如葡萄球菌、链球菌及肠球菌。vancomycin会和形成细胞壁peptidoglycoside的peptidyl-D-alanyl-D-alanine (D-Ala-D-Ala)结合，进而抑制细胞壁形成，而达到杀菌的效果。 　　目前所知vancomycin的抗药性可以分为五种(如 表一 )，分别为vanA，vanB，vanC，vanD以及vanE[2]。Van A对vancomycin与teicoplanin有高度抗药性，因为其基因位于transponson上，所以可能转移到其他菌种，如 Staphylococcus aureus及Streptococci。vanB对vancomycin的抗药性范围较大(MIC:4 to >1000μg/ml)，而对teicoplanin 具有感受性(MIC:0.5 to>32μg/ml)。Van C的基因位于染色体上，仅存在于E. gallinarum (vanC-1)、E.casseliflavus (va-nC-2)及E. flavescens(vanC-3)，对vancomycin有低度的抗药 性(MIC:2-32μg/ml)，而对teicoplanin具有感受性 (MIC:0.5 to 1μg/ml)。而E.faecium(BM4339)与E.faecalis(BM-4405)则各自拥有独特的抗vancomycin基因，分别为vanD及vanE。 　　vanA是目前上列五种之中了解最清楚的基因，由vanR, vanS, vanH, vanA,vanX, vanY, vanZ所组成,由transposon Tn1546所携带，而整组基因表现由vanR及vanS控制。vanR是起始vanH, vanA,vanX的activator。vanS藉由磷酸化调控vanR的活性。vanH产生D-2-hydroxyaciddehydrogenase，还原pyruvate成D-lactate。vanA产生D-Ala:D-Alaligase，利用前者D-lactate制造D-alanyl-D-lactacte(D-Ala-D-Lac)。Glycopeptides对D-Ala-D-Ala的亲合力较高，而对D-Ala-D-Lac亲合力较低，因此VRE可以利用D-Ala-D-Lac形成细胞壁，如此glycopeptide对VRE的伤害大大减少。而由vanX产生的D,D-dipeptidase会水解D-Ala-D-Ala。vanY与低glycopeptide抗性有关，而vanZ与低teicoplanin抗药性有关。 全球流行状况 　　1986年，首先在法国及英国分离出对vancomycin及teicoplanin有抗药性的E. faecium(之後分类定为vanAtype)[3,4]，次年在美国密苏里州分离出对vancomycin有抗药性的E. faecalis(之後分类定为vanBtype)[5]。根据美国国家院内感染监测系统(NNISS)的统计，美国加护病房VRE比例，由1989年0.3%攀升至1997年23.2%，增高了58倍。而在非加护病房部分，由0.3%增加到15.4%，约为51倍。在欧洲，由于畜牧业大量使用glycopeptide类抗生素avoparcin，而使一般健康的社区居民有高达28%的VRE移生率。而在禁用avoparcin後，也发现移生率有下降的趋势。在美国，由于avoparcin未曾许可用于动物餵食，所以未在社区居民中发现VRE移生。 臺湾流行状况 　　1988年至1992年四年之间，台北三军总医院由118次肠球菌菌血症中，曾经分离出两株对vancomycin有抗药性的肠球菌，佔1.2%[6]，但是缺乏详细的细菌学鑑定及抗生素感受性检查。1995年台中国军803总医院，由一位76岁患有肺炎妇女的痰液中分离出对vancomycin有抗药性(MIC=512μg/ml)的E.faecalis，并且进行抗药基因分析[7]。1998年全台湾对于抗生素抗药性的调查中，发现VRE的比例为14%[8]。 预防与控制 　　根据美国疾病管制中心医院感染管制实施建议委员会(HICPAC)的建议，控制VRE的散佈要实施严格的隔离及谨慎使用vancomycin[9]。 建议採取的隔离措施为： 1.VRE感染或是移生的患者单独住一间单人房，或是与其他VRE的患者同住一房。 2.进入VRE病患的房间前要戴手套(乾净、非无菌即可)。 3.若VRE患者大小便失禁、有大肠造廔、腹泻、未覆盖的伤口，或要与患者有相当程度的接触时，进入房间前要换隔离衣。 4.在离开房间前脱掉手套及隔离衣，并且马上用杀菌肥皂洗手。 5.脱完手套、隔离衣以及洗手後，不要再碰触病患及房间内任何物品。 合理使用vancomycin的情况为： 1.治疗由beta-lactam-resistant革兰氏阳性微生物引起之感染。 2.由革兰氏阳性细菌引起之感染，但病人对beta-lactam过敏。 3.抗生素引起之大肠炎，使用metronidazole治疗无效或病情严重危及生命。 4.根据美国心脏病协会建议，于心内膜炎高危险患者，在特定医疗处置之前，预防性使用。 5.在MRSA或MRSE高流行的医院，施行重大外科手术前预防用药，如心血 管手术、全髋关节置换术等。 不鼓励使用vancomycin的状况为： 1.例行使用vancomycin做为术前用药，除非病患对beta-lactam有致命性过敏。 2.对于发烧的中性球缺乏患者，例行使用vancomycin治疗，除非出现革兰氏阳性细菌引起感染的迹象，如Hickman catheter感染。 3.治疗单一套coagulase-negative 葡萄球菌的阳性血液培养。 4.在缺乏beta-lactam-resistant革兰氏阳性细菌的阳性培养时，持续使用vancomycin。 5.为避免中央及周边血管内导管的感染，使用vancomycin作为全身性或区部的预防用药。 6.清除MRSA的移生。 7.抗生素引起之大肠炎的最初用药。 8.非常低体重婴儿的例行预防性使用。 9.接受连续腹膜透析及血液透析病患的例行预防性使用。 10.为了使用剂量的方便，在肾衰竭患者使用vancomycin治疗 beta-lactamsensitive细菌引起的感染。 治　疗 　　Quinupristin-dalfopristin (synercid)是streptogramin的合併药物，最近才经由FDA认可用于VRE感染的治疗，虽然不具有杀菌的效果，而且可能产生抗药性，但是大部分的E. faecium仍然对此药具有感受性。加入doxycycline合併使用，可以降低抗药性产生的机会。在临床试验中发现，此药对于治疗VRE引起的腹膜炎及脑膜炎均有不错的效果。另外也有报告，单独使用此药十週，也可以治癒VRE引起的心内膜炎。 结　论 　　人类为了生存，发展出抗生素杀死细菌，治疗细菌引起的感染。同样的，细菌为了生存，发展出抗生素抗药性，以逃避抗生素的毒杀。从肠球菌的例子中，我们得知这场人类对细菌的战争中，人类似乎没有永远的胜利。为了生存，我们必须谨慎地使用现有的抗生素、严格施行隔离措施以及发展新的抗微生物制剂，如此才能减轻细菌对人类的危害。 参考文献 1.Murray BE: Beta-Lactamase-producing enterococci. Antimicrob Agents Chemother 1992;36: 2355-9. 2.Murray BE: Drug therapy: vancomycin-resistant enterococcal infections. N Engl J Med 2000; 342: 710-21. 3.Leclercq R, Derlot E, Duval J, et al: Plasmidmediated resistance to vancomycin and teicoplanin in Enterococcus faecium. N Engl J Med 1988; 319: 157-61. 4.Uttley AHC, Collins CH, Naidoo IA, et al: Vancomycin-resistant enterococci. Lancet 1988; 1:57-8. 5.Sahm DF, Kissinger J, Gilmore MS, et al: In vitro susceptibility studies of vancomycinresistant Enterococcus faecalis. Antimicrob Agents Chemother 1989; 1588-91. 6.Peng MY, Young TG, Yang CH, et al: Enterococcal bacteremia in a medical center. Chin Med J 1994; 54: 306-11. 7.Ben RJ, Lu JJ, Young TG, et al: Clinical isolation of vancomycin-resistant Enterococcus faecalis in Taiwan. J Formos Med Assoc 1996;95: 946-9. 8.Ho M, McDonald C, Lauderdale TL, et al: Surveillance of antibiotic resistance in Taiwan, 1998. J Microbiol Immunol Infect 1999; 32:239-49 9.Centers for Disease Control and Prevention: Recommendations for preventing thespread of vancomycin resistance recommendations of the hospital infection control practices advisory committee (HICPAC). MMWR 1995; 44:1-13.