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作者：董立民1 袁林1 高薇1 王青1 史伟1 李玥1 于丹1 孟庆红1 刘钢2 姚开虎1通信作者：姚开虎，Email：yaokaihu@bch.com.cn作者单位：1国家儿童医学中心，首都医科大学附属北京儿童医院，北京市儿科研究所皮肤疾病研究室，国家呼吸系统疾病临床医学研究中心，教育部儿科重大疾病研究重点实验室，北京 100045；2国家儿童医学中心，首都医科大学附属北京儿童医院感染科，北京 100045本文刊发于 中华实用儿科临床杂志,2022,37(14):1086-1092.引用本文：董立民,袁林,高薇,等.小儿法罗培南钠对儿童呼吸道常见致病菌的体外抗菌活性研究[J].中华实用儿科临床杂志,2022,37(14):1086-1092.DOI:10.3760/cma.j.cn101070-20210823-01015.
摘要
目的 评估小儿法罗培南钠对儿童呼吸道临床分离常见致病菌的体外抗菌活性，为其临床研究和应用提供参考。方法 回顾性分析。采用琼脂稀释法测定法罗培南钠、美罗培南、亚胺培南等抗菌药物对儿童临床分离的156株肺炎链球菌［青霉素敏感（PSSP）32株、青霉素中介（PISP）28株及青霉素耐药（PRSP）96株］、98株流感嗜血杆菌、173株肺炎克雷伯菌和55株卡他莫拉菌的最低抑菌浓度（MIC），计算MIC50、MIC90及累积抑菌百分率。结果 法罗培南钠对肺炎链球菌的MIC范围为0.010~2.000 mg/L；PSSP、PISP、PRSP的MIC分布无差别，MIC90皆为1.000 mg/L。对流感嗜血杆菌的MIC范围为0.030~8.000 mg/L，其产酶和氨苄西林耐药表型不同的菌株之间比较，MIC分布无明显差别，MIC90皆为4.000 mg/L。对肺炎克雷伯菌的MIC范围为0.250~>32.000 mg/L，MIC50和MIC90均>32.000 mg/L。法罗培南钠对卡他莫拉菌的MIC范围为0.030~2.000 mg/L，MIC50为0.500 mg/L，MIC90为1.000 mg/L。结论 体外药敏试验结果表明，小儿法罗培南钠对肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌均有较好的抑菌效果，但抑制肺炎克雷伯菌的作用较弱。
关键词
法罗培南钠；呼吸道致病菌；肺炎链球菌；流感嗜血杆菌；肺炎克雷伯菌；卡他莫拉菌；儿童
法罗培南是全球首个青霉烯类口服抗菌药物，抗菌谱广，与青霉素结合蛋白（PBPs）有很好的亲和力，且不易诱导产生细菌耐药性［1-3］。法罗培南属β-内酰胺类抗菌药物，在青霉烯母核的2-位上接一个4氢呋喃基团，为青霉烯类衍生物。其与美罗培南、亚胺培南等碳青霉烯类抗菌药物不同，后者共同特征为噻唑环上的硫原子被碳原子替代。法罗培南通过阻止细菌细胞壁合成发挥抗菌作用，具有广谱抗菌活性［4-5］，对金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、肺炎克雷伯菌、化脓性链球菌等均有较强的杀菌作用［6-7］。小儿法罗培南钠已列入医保目录，但基于国内儿科病原的小儿法罗培南钠体内外抑菌活性评估尚少见，缺少确定其临床适用范围的参考数据。本研究评估法罗培南钠对儿童常见呼吸道致病菌肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯菌、卡他莫拉菌的体外抗菌活性，为小儿法罗培南钠的临床研究和应用提供参考。
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资料与方法1.1 实验菌株 回顾性分析。肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯菌、卡他莫拉菌临床株为实验室保存的2016年4月至2021年3月自北京儿童医院收集的临床分离菌。为更全面评估法罗培南钠的实用价值，根据既往研究数据，针对肺炎链球菌（156株）选取青霉素敏感［PSSP，最低抑菌浓度（MIC）≤0.060 mg/L］32株，青霉素中介（PISP，0.125 mg/L≤MIC≤1.000 mg/L）28株，青霉素耐药（PRSP，MIC≥2.000 mg/L）96株；针对流感嗜血杆菌（98株），选取β-内酰胺酶阳性阿莫西林/克拉维酸耐药株（BLPACR）11株，β-内酰胺酶阳性氨苄西林耐药株（BLPAR）22株，β-内酰胺酶阴性氨苄西林耐药株（BLNAR）38株，β-内酰胺酶阴性氨苄西林敏感株（BLNAS）27株；肺炎克雷伯菌（173株）和卡他莫拉菌（55株）为连续收集的临床分离株，未进行菌株筛选。本研究使用的质控菌株包括肺炎链球菌ATCC 49619、流感嗜血杆菌ATCC 49247、金黄色葡萄球菌ATCC 29213和大肠埃希菌ATCC 25922。1.2 主要试剂 小儿法罗培南钠由日本玛路弘株式会社提供原药，亚胺培南购自大连美仑生物技术有限公司，美罗培南、头孢呋辛、头孢曲松、左氧氟沙星、磺胺甲噁唑、甲氧苄啶、氨苄西林、舒巴坦、万古霉素、庆大霉素皆购于中国食品药品检定研究院，MH琼脂（MHA）培养基和胰酪大豆胨琼脂（TSA）培养基购自英国OXIOD公司，脱纤维羊血购自北京兰博利德生物技术有限公司。1.3 菌株复苏 将肺炎链球菌ATCC 49619及156株肺炎链球菌临床分离株、流感嗜血杆菌ATCC 49247及98株流感嗜血杆菌临床分离株、金黄色葡萄球菌ATCC 29213、卡他莫拉菌临床分离株划线法接种于含5%(v/v)脱纤维羊血的TSA琼脂平板；将大肠埃希菌ATCC 25922及173株肺炎克雷伯菌临床分离株划线法接种于TSA琼脂平板；置于二氧化碳恒温孵箱，（35±2） ℃培养18~24 h进行菌株复苏。1.4 菌悬液制备 挑取细菌单菌落，将大肠埃希菌ATCC 25922及肺炎克雷伯菌临床分离株接种于MHA平板；其余细菌接种于含5%(v/v)脱纤维羊血的MHA平板；置二氧化碳恒温孵箱，（35±2） ℃培养18~24 h。用无菌棉签蘸取细菌菌落至灭菌双蒸水，调节至0.5麦氏浓度备用。1.5 含药琼脂平板配制 准确称取法罗培南钠及美罗培南、亚胺培南等抗菌药物标准品，参照美国临床和实验室标准化协会（CLSI）［8］推荐的药敏试验要求配制药物储备液。将药物储备液稀释成系列浓度，取适量加至平皿中，琼脂培养基融化后定量注入含药液的平皿混匀。1.6 法罗培南钠抗菌活性测定 参照CLSI药敏试验要求，采用多点接种仪接种细菌（接种量约104 CFU/点）至含药琼脂表面，设置不含药物的空白对照平皿，接种后置于（35±2） ℃二氧化碳恒温培养箱孵育18~24 h。空白对照平皿上菌落都生长，且质控菌株药敏读数符合要求时，读取各个检测平皿上的菌落生长情况。某菌株无菌落生长的平皿中所含受试药物的最小浓度即为该菌株对受试药物的MIC。依据CLSI或欧洲抗微生物敏感性试验委员会（European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing，EUCAST，Version 11.0）［9］敏感性判读折点，统计细菌敏感率和耐药率，并计算MIC50和MIC90。目前，CLSI和EUCAST均未制定法罗培南的敏感性判定折点。1.7 统计学处理 描述性统计分析，以百分率（%）及范围表示数据。
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结果2.1 肺炎链球菌的药物敏感性 156株肺炎链球菌对法罗培南钠等8种抗菌药物的敏感性及MIC值分布见表1。全部菌株的法罗培南钠MIC范围为 0.010~2.000 mg/L，MIC50为0.500 mg/L，MIC90为1.000 mg/L，介于美罗培南与亚胺培南的数值之间，略低于头孢呋辛和头孢曲松。全部菌株对头孢呋辛、头孢曲松、亚胺培南和美罗培南敏感率分别为28.8%、68.6%、34.0%和 42.3%，除头孢曲松外，其他3种药物的敏感率在PSSP、PISP和PRSP间比较，呈下降趋势，从50.0%下降至18.8%~36.5%，MIC50和/或MIC90增高。法罗培南钠对PSSP、PISP和PRSP的抑菌效果无明显差别，MIC90皆为 1.000 mg/L。累积抑菌百分率结果显示，法罗培南钠为0.250~1.000 mg/L 时，抑菌曲线斜率大，与美罗培南0.125~0.500 mg/L 相似；达2.000 mg/L可抑制 100.0%肺炎链球菌生长，优于头孢呋辛和头孢曲松（图1）。
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讨论本研究评估了小儿法罗培南钠原药对儿童临床分离菌的体外抗菌活性，结果显示其对儿童呼吸道常见病原菌即肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌均有良好的抑菌效果。2017年世界卫生组织将青霉素不敏感肺炎链球菌、氨苄西林耐药流感嗜血杆菌列为第3类急需研发新型抗菌药物的重点病原体清单［10］。本研究结果表明，法罗培南钠对于肺炎链球菌的抗菌活性优于头孢呋辛和头孢曲松；对流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌的抗菌活性强于头孢呋辛；且法罗培南钠的抑菌效果与菌株青霉素耐药性、是否产酶等表型特征无关。同时，本研究还发现法罗培南钠体外抑制肺炎克雷伯菌的MIC值高，这可能与本组肺炎克雷伯菌耐药性较强有关。本组肺炎克雷伯菌对美罗培南、亚胺培南和左氧氟沙星的耐药率均超过50.0%，明显高于既往国内耐药性监测结果。2019年国内主要地区36所三级医院临床分离的肺炎克雷伯菌对美罗培南、亚胺培南的耐药率分别为26.8%、25.3%［11］；2019年13所二级医院临床分离的克雷伯菌属对美罗培南和亚胺培南的耐药率分别为3.9%和3.8%［12］；2020年国内主要地区医疗机构克雷伯菌属对左氧氟沙星的耐药率为29%［13］。法罗培南钠对需氧革兰阳性菌、需氧革兰阴性菌及厌氧菌均有抗菌作用，尤其是对链球菌、葡萄球菌、枸橼酸杆菌、肠杆菌等具有较强杀菌作用。研究显示，与头孢菌素类抗菌药物、亚胺培南相比，法罗培南具有更好的β-内酰胺酶稳定性［14］。法罗培南单用较美罗培南-克拉维酸联合异烟肼对结核分枝杆菌的杀菌效果更为显著［15］。此外，在国家卫生计生委办公厅等颁布的抗菌药物临床应用指导原则（2015版）中，法罗培南为单列青霉烯类抗菌药物，对超广谱β-内酰胺酶等多数β-内酰胺酶稳定，适用于敏感链球菌属、甲氧西林敏感葡萄球菌等革兰阳性菌、流感嗜血杆菌、肠杆菌科细菌和拟杆菌属等厌氧菌所致的感染［16］。本研究结果显示，法罗培南对于肺炎链球菌、流感嗜血杆菌和卡他莫拉菌等社区感染病原有较强的体外抑菌效果，但对于肺炎克雷伯菌抑菌效果较差。提示针对社区细菌性感染，口服法罗培南可能有较好效果。肺炎克雷伯菌常与重症监护室患儿感染相关，提示该药不适宜重症感染使用；其口服途径也在重症感染时使用受限。其临床使用效果和指征还需进一步的临床研究证实和支持。法罗培南钠有良好的药代动力学特性和较高的安全性。健康成人服用300 mg法罗培南酯1~2 h后达最高血药浓度，约13~14 mg/L［4］。儿童患者于饭后服用法罗培南5 mg/kg或10 mg/kg，约1 h达最高血药浓度，分别为1.3 mg/L或 2.1 mg/L（小儿法罗培南钠颗粒说明书，国药准字J20190005）。与美罗培南相比，法罗培南有更高的代谢稳定性，因此可做成口服制剂［17］。法罗培南通过共价键与参与细菌细胞壁合成的PBPs结合，从而抑制细胞壁的合成达到抗菌效果［18］。哺乳动物无细胞壁，因此法罗培南对细菌有选择性杀菌作用，对宿主毒性小［19］。出生22 d的幼犬连续28 d经口给予100 mg/（kg·d）、300 mg/（kg·d）、600 mg/（kg·d）、1 400 mg/（kg·d）的法罗培南酯后未见动物死亡，且在雄性和雌性幼犬中均未观察到明显临床毒性反应［20］。法罗培南在患者身体各组织和体液中广泛分布，体内无蓄积，且对中枢神经系统、肝肾功能、血液指标等均无影响，安全性高［3］。此外，法罗培南不易引起细菌耐药性。与头孢菌素类抗菌药物相比，法罗培南诱导细菌产生耐药性的倾向更小［14］。使用亚抑菌浓度的法罗培南处理不同耐药表型的肺炎链球菌和流感嗜血杆菌，连续50 d传代培养，未筛选到抗菌药物耐药突变株；而左氧氟沙星、莫西沙星、阿奇霉素等抗菌药物较易筛选出耐药突变株，并可稳定传代；对这些药物获得耐药性的菌株经传代培养后对法罗培南依然敏感［21］。2019年中国细菌耐药监测网细菌耐药监测结果显示，临床分离碳青霉烯类药物耐药的阴性菌对常用抗菌药物的耐药率仍呈增长趋势［11］。对敏感菌株，增加法罗培南临床应用，减少碳青霉烯类的使用，可能对遏制和降低碳青霉烯耐药有积极意义。儿童具有不同于成人的生理发育特点和药动学特性，对于药物的给药方式、剂型等有其自身的特点和要求［22］。口服给药是儿童最常用的给药方式，微粒型固体制剂和微片是儿童药物固体制剂的重要方向［22-24］。我国儿科抗菌药物使用与国外比较显示，注射用药比例高，新型、昂贵、广谱的第三代头孢菌素、β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂复合制剂类药物使用逐年增加［25］。法罗培南是唯一口服给药的青霉烯类药物，目前在我国批准上市的剂型主要有颗粒剂、片剂、胶囊。法罗培南无需注射给药，在给药方式上有独特优势，患儿接受度更好，在儿科给药中较为便捷。另一方面，有效的口服制剂有助于抗菌药物的序贯治疗，减少静脉用药。结合本研究结果，值得进一步开展临床研究系统评估小儿法罗培南钠的治疗效果。
参考文献略（制作：新乡医学院期刊社网络与数字出版部）
《中华实用儿科临床杂志》
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