肺炎克雷伯氏菌为革兰氏染色阴性的粗短杆菌,单个或呈短链、不运动,有明显荚膜。存在于人体上呼吸道和肠道,当机体抵抗力降低时,便经呼吸道进入肺内而引起大叶或小叶融合性突变,以上叶较为多见。对外界抵抗力强,对多数抗生素易产生耐药性。是重要的条件致病菌和医源性感染菌之一。被感染的病人肺叶中渗出液粘稠而重,致使叶间隙下坠。在肺泡内生长繁殖时,引起组织坏死、液化、形成单个或多发性脓肿。病变累及胸膜、心包时,可引起渗出性或脓性积液。病灶纤维组织增生活跃,易于机化;纤维素性胸腔积液可早期出现粘连。在院内感染的败血症中,病死率较高。
肺炎克雷伯菌(Kpn)是临床分离及医院感染的重要致病菌之一,随着β-内酰胺类及氨基糖苷类等广谱抗菌素的广泛使用,细菌易产生超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)和头孢菌素酶(AmpC酶)以及氨基糖苷类修饰酶(AMEs),对常用药物包括第三代头孢菌素和氨基糖苷类呈现出严重的多重耐药性。肺炎克雷伯菌引起的医院感染率近期逐年增高,且多耐药性菌株的不断增加常导致临床抗菌药物治疗的失败和病程迁延。肺炎克雷伯菌耐药机制主要有以下五点:
一是肺炎克雷伯菌产β-内酰胺酶的耐药机制
(1)β-内酰胺酶:β-内酰胺酶中以超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)的产生在肺炎克雷伯菌耐药机制中最重要。肺炎克雷伯菌能产生质粒介导的超广谱β-内酰胺酶,可以对包括第三代头孢菌素在内的多种抗生素产生耐药。根据2015年全国细菌耐药监测网的数据显示,革兰阴性杆菌中肺炎克雷伯菌排名第二,占临床分离革兰阴性杆菌菌株的19.8%。产ESBLs的肺炎克雷伯菌分离菌株比例由2007年的16.35%,近年上升为56.09%,细菌的耐药性日趋严重。
(2)头孢菌素酶(AmpC):AmpC酶是革兰阴性杆菌产生的又一类重要的β-内酰胺酶,近年来研究发现,AmpC酶不仅由染色体介导,也可由质粒介导,且质粒介导因其具有较快的传播速度和较强的耐药性,质粒介导AmpC酶是肺炎克雷伯菌产生头孢菌素类以及碳青霉烯类多药耐药的重要原因。产酶株可以对多种抗生素产生耐药,耐药菌株的质粒携带耐药基因能够在菌株间迅速传播扩散。
(3)碳青霉烯酶:碳青霉烯类抗生素是具有广谱抗菌活性的β-内酰胺酶类抗生素,由于临床广泛滥用,目前已出现了能水解碳青霉烯类的β-内酰胺酶。肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类抗生素敏感性下降的最主要原因是产碳青霉烯酶。它的催化基团活性部位均含丝氨酸残基,可以被克拉维酸和他唑巴坦抑制。肺炎克雷伯菌碳青霉烯类抗生素耐药的最主要机制是产碳青霉烯酶,而编码碳青霉烯酶的基因大多通过可移动质粒介导,易引起菌株间耐药基因的水平传播。
二是肺炎克雷伯菌外膜蛋白的缺失和靶位的改变产生的耐药机制
(1)外膜蛋白的缺失:克雷伯菌等革兰阴性菌细胞外膜脂多层中存在由许多微孔蛋白组成的孔道,它是一种非特导性的、跨越细胞膜的水溶性扩散通道,一些β-内酰酶类抗生素可经通道进入菌体内而发挥作用。一旦外膜孔蛋白缺失或减少就会影响抗生素进入细胞内的量大减,导致耐药。
(2)靶位的改变:肺炎克雷伯菌对喹诺酮类耐药主要是靶位的改变。喹诺酮类抗生素的作用靶位有DNA旋转酶及拓扑异构酶A,两者均参与DNA的复制使得细菌无法复制而起抑菌作用。肺炎克雷伯菌主要的耐药机制是药物诱导的靶位点基因突变。
三是肺炎克雷伯菌生物膜的耐药机制
生物膜是细菌在群体生长过程中出现的一种特定现象,是细菌由其分泌的含水聚合性基质(主要是胞外多糖)黏附在物体或生物组织表面形成的结构性细菌群落。
四是肺炎克雷伯菌外排泵的耐药机制
细菌的外排泵系统可分5大类:ATP结合盒转运体家族、主要易化因子超家族、药物与代谢物转运体超家族、DMT与之相关的小多药外排家族和多药物与毒物外排家族。
五是肺炎克雷伯菌整合子的耐药机制
有研究表明,整合子阳性的肺炎克雷伯菌株耐药性比例高于整合子阴性的肺炎克雷伯菌。I类整合子阳性菌株对氨基糖苷 、喹诺酮类及大多数β-内酰胺类的耐药率高于I类整合子阴性的菌株。含有I类整合子的肺炎克雷伯菌更易获得耐药性。