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簡介ESBL細菌

尚捷醫學檢驗  林偉平

“ESBL”是近幾年來臨床微生物界非常熱門的名詞,它是一種水解脢,存在於某些革蘭氏陰性桿菌當中,會對大部份β-lactam 抗生素產生強大的抗藥性。由於製造 ESBL 能力的基因在細菌之間透過基因傳播快速漫延,在大量使用抗生素的環境下,不具有 ESBL 的細菌容易遭到淘汰,導致 ESBL 菌有逐年增加的趨勢。ESBL 菌不僅造成嚴重的院內感染問題,增加病人死亡率,並在醫師的抗生素治療上造成極大的困擾。

以克雷白氏肺炎桿菌 (Klebsiella pneumoniae) 為例,1980 年第三代 cephalosporin 剛問市時,cefotaxime ceftazidime K. pneumoniae 幾乎是所向無敵,但近年來這些第三代抗生素的抗藥菌株正在逐年增加,特別是 K. pneumoniaeK. oxytocaE. coli 等原本第三代抗生素能輕易消滅的菌株,便是透過產生 ESBL 水解脢,對第三代 cephalosporin 產生抗藥性。

什麼是 ESBL

ESBL 的全名為 Extended-Spectrum β-Lactamases,中文譯成「擴大範圍型頭孢黴素水解脢」或「乙內醯氨脢」。ESBL 能破壞擴大範圍的 β-Lactam 結構的抗生素,例如所有 Penicillins 系列及 Cephalosporin 系列藥物,新一代的抗生素如 cefotaximeceftriaxoneceftazidime aztreonam 等都會遭其摧毀,但通常不能破壞 cephamycin 類藥物 (如cefmentazonecefoxitinmoxalactam) 及 carbapenem 類藥物 (如 imipenemmeropenem)。

 表一、通常能被 ESBL 分解的抗生素

抗生素系列

        

藥名(example

Penicillin

Natural penicillin

Penicillin G, penicillin V

Penicillinase-resistant penicillinsPRP

Nafcillin, methicillin

PRP: isoxazolyl penicillins

Oxacillin, cloxacillin

Amino penicillins

Ampicillin, amoxicillin

Carboxy penicillins

Carbenicillin,ticarcillin

Ureidopenicillins

Piperacillin, azlocillin, mezlocillin

Cephalosporins

First-generation

Cephalothin, cefazolin, cephradine, cephapirin

Second-generation

Cefamandole, cefuroxime, cefonicid, cefaclor

Third-generation

Ceftriaxone, cefotaxime, ceftizoxime, cefpirome, cefoperazone, cefpiramide

Monobactams

 

Aztreonam

 表二、通常較不被 ESBL 分解的抗生素

        

       名(Example

Cephamycins

Cefoxitin, cefotetan, cefmetazole

Carbapenems

Imipenem, meropenem

ESBL inhibitor(ESBL 抑制劑)

對具有 ESBL 製造能力的細菌而言,即使實驗室之抗藥性試驗顯示對 Penicillins 系列或 Cephalosporins 系列之某些藥物有效,但臨床最好避免使用,因為此類細菌會迅速製造出新的水解脢與其對抗。所幸,ESBL 水解脢的活性會被 clavulanic acid 等藥物抑制,這類抑制 ESBL 活性的藥物,稱為 β-lactamase 抑制劑 (inhibitor),包括 clavulanic acid、sulbactam、tazobactam 等。將 β-lactamase inhibitor 和 Penicillins 系列藥物以一定比例混合而成的併用藥物,可同時抑制 ESBL 的活性,也可順利發揮 Penicillins 藥物功能,因此這類併用藥物若抗藥性試驗顯示有效,可照常使用。 

表三、常用 Penicillins+β-lactamase inhibitor 併用藥物

            

        

UnasynSultamicillin tosilate

Ampicillin Sulbactam

Augmentin

Amoxicillin Clavulanic acid

Timetin

Ticarcillin Clavulanic acid

TazocinZosyn

Piperacillin Tazobactam

ESBL 的傳播  

E. coli (ESBL,SHV-2)

ESBL 的製造能力是由細菌的基因所控制,它可經由染色體傳給下一代,但真正可怕的是這類基因可經由質體 (plasmid) 或跳躍子 (transposon) 傳播給另一株不同種的細菌。藉由這種能力,ESBL 基因可在細菌間快速傳播。最初在 1982 年時,在阿根廷發現 K. pneumoniae 身上有破壞 cefotaxime 的 ESBL。1983 年德國也發現類似菌株。而 ESBL 基因也藉由質體傳到 E. coli 及 K. oxytoca 菌株,現今大部份的 ESBL 是由此三株菌產生,但其他可以產生 ESBL 的細菌包括 Proteus spp.、Serratia spp.、Citrobacter spp.、Salmonella spp. 及其他 Klebsiella spp.。

從 1982 年至今,ESBL 種類已超過 50 種。在 1988 年另一種很像 ESBL,但可以破壞 cephamycin 類藥物並且不能被 β-lactamase inhibitor 所抑制的新型 β-lactamase 開始在美國及韓國的 K. pneumoniae 中出現,幾乎 carbapenem 類 (如 imipenem) 以外的 β-lactam 抗生素全部無效。類似這種新型的 β-lactamase 不斷在細菌之間推陳出新及傳播,令人憂心忡忡,而此現象和濫用第三代 cephalosporins 有相當的關係。

ESBL 菌的處理  

K. pneumoniae (ESBL,SHV-2 + SHV-1 + TEM-1)

近幾年,ESBL 菌這個始終停留在研究單位的名詞,開始在臨床微生物報告中出現。由於 ESBL 問題日益嚴重,臨床微生物實驗室也感受到此壓力,並且發展出各種偵測 ESBL 菌的方法。目前國內已有許多實驗室針對 ESBL 菌發出臨床報告,相信愈來愈多的實驗室會跟進,而醫療相關人員也應對 ESBL 菌的處置有所認識。

1.    在抗菌治療方面,面臨 ESBL 菌株時應避免使用 penicillins cephalosporins 系列藥物,尤其是第三代 cephalosporins。添加 β-lactamase inhibitor 的併用藥物若抗藥性試驗有效,應可嘗試使用。但要注意的是,產生 ESBL 的菌株常有多重抗藥性,透過質體及跳躍子的基因轉錄,使得 ESBL 基因常和對抗 Aminoglycoside 的基因或對抗 Quinolone 的基因結合在一起,所以常合併有對 amikacingentamycin (aminoglycoside 類) 或 ciprofloxacinofloxacin (quinolone 類) 的抗藥性,造成治療上的困難性。因此臨床實驗室對 ESBL 菌的精確偵測,才能讓醫師給予患者最好的治療。

2.    早期發現患者感染 ESBL 菌株,應儘量加以隔離,以避免這類細菌在病房中散播,造成嚴重的院內感染。國外經常報導 ESBL 菌株在醫院造成群突發的事件,因而不可不慎。

3.    避免抗生素的濫用是減少 ESBL 菌株產生的有效方法,NCCLs 對各種細菌所做的抗藥性試驗之抗生素先後順序都加以規範,微生物實驗室及醫師都應共同遵守以減少日益嚴重的抗藥性問題。

有關 ESBL 菌株的知識不斷在更新與增加,期盼本文能讓讀者對 ESBL 有初步的認識。

【參考資料】:

1.  Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology 15th edition.

2.  蔡文城教授,臨床微生物診斷學第九版。

3.  吳俊忠教授,偵測 Klebsiella spp. Escherichia coli 產生 ESBL 菌株之實用技術及臨床意義。

4.  院內感染控制雜誌,具有 ESBL 的肺炎克雷白氏菌感染,廖旭方。

5.  蔡文城教授,臨床微生物講習會講義。

6.  蔡文城教授,臨床微生物學醫師實用手冊。

7. 1999 年常用藥物手冊。

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