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耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的感染现状与治疗进展

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国外医药抗生素分册2010年第31卷第1期 19 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的感染现状与治疗进展 李勇溺综述黄文祥 审校 (重庆医科大学附属第一医院感染科,重庆400016) 摘要:耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是医院感染和社区感染的重要病原菌之一。近年来MRSA的感染率 不断上升,其耐药性也日益严重,给人类带来了巨大挑战。合理使用抗生素、研究开发新药及新技术的应用对控制 MRSA的蔓延具有重大意义。本文主要针对MRSA的感染现状、有效的治疗药物及新的治疗手段进行综述。 关键词:甲氧西林;金黄色葡萄球菌;治疗 中图分类号:R378.1 1 文献标识码:A 文章编号:1001—8751(2010)01—0019—05 Prevalence and Treatment of Methicillin.resistant StaphylOCOCCilS allreils LI Yong・-yong HUANG Wen・-xiang (The First Afifliated Hospital,Chongqing Medical University,Chongqing 4000 1 6,chian) Abstract:Methicillin—resistant Staphylococcus aureus is one of the major pathogens that cause nosocomial and community infections.In recent years.the incidence of MRSA infections has increased and consequently its antibiotic resistance has been aggravated,which brings great challenge to human being.Therefore,using antibiotic rationally, discovering new antibacterial agents and applying new technology into the treatment of MRSA infectious diseases is very important in controlling the spread of MRSA.In this review,the current status of MRSA infection,the effective antibiotics and the new therapeutic methods are particularly discussed. Key words:methicillin;Staphylococcus aLlreus;treatment MRSA自出现以来,强大的致病毒力因子以及 的分离率都已超过了50%,而其他地区的报道也大 耐药性便使其成为临床上的一个难题,导致MRSA 部分在25%-60%之间。上海2004年金黄色葡萄球 的感染率不断上升,感染范围不断扩大,感染的程 菌(简称:金葡菌)中MRSA的分离率已达到63.9%, 度愈来愈严重。MRSA感染的治疗目前还是以药物 2006年上海各大医院MRSA的检出率最高达92.5%。 为主,但其对抗生素的多重耐药导致治疗上的困 2006年中国CHINET细菌耐药性监测显示MRSA在金 难。其临床感染率和危害性已经引起医学界震惊和 葡菌感染中所占比例平均为76。3%,说明MRSA感染 高度重视,因此人们把MRSA这种菌株形象地称为 已经达到了很严重的程度【”。在国外,近年在南欧 “超级细菌”。 部分国家和英国MRSA在金葡菌感染中的检出率在 1 MRSA感染的现状 大型医院达到了30%-50%。在德国,1996--2006年 1.1 MRSA的流行趋势 间MRSA的感染率不断增长达到了20%-22%,德国 自从1968年首次发现MRSA ̄I起的感染,40年 的一所大型教学医院(kath—arinen hospita1)MRSA感 来,MRSA造成的院内与院外感染均成上升趋势, 染的病例在1994—2003年间上升了277%[ 。2004年 我国l989年全国部分城市调查MRSA平均检出率为 美国大部分医院MRSA感染率都超过50%,MRSA在 42.7%,属MRSA感染的严重国家之一。20世纪90年 美国占院内感染金葡菌的比率从1975年的2.4%上升 代以后我国北京、上海、广州等地大型医院MRSA 到1997年的39.9%。2005年,美国Uehnert等在全美 收稿日期:2009—04—09 作者简介:李勇渭,在读硕士研究生,主要从事感染性疾病的基础与临床研究。 通讯作者:黄文祥,教授,硕士研究生导师,主要从事细菌耐药研究,E・mail:wenxiang_huang@163.tom。 WorldNotes onAntibiotics,2010,Vo1.31,No.1 475所医院的调查显示,MRSA感染的住院病人相比 1995年增长了10倍,是2000年的3倍, ̄E2004年增长 了30%,而且由于检测及培养方面的差别与缺陷, 实际的发生率可能更高【3J。 MRSA可以分为社区获得耐甲氧西林金黄色葡 萄球菌(community—acquired,MRSA CA—MRSA)以及 医疗保健相关耐甲氧西林金黄色葡萄球(healthcare— 酶以及凝固因子,破坏真核细胞生物膜的膜损害毒 素溶血素和白细胞介素,可以引起感染性休克的超 抗原如中毒性休克综合征毒素(toxic shock syndrome toxin,TSST)以及对抗生素耐药的内在或获得性决定 子【 。一种双组分葡萄球菌细胞膜毒素一杀白细胞 素(panton-valentine leukocidin,PVL)是CA-MRSA产 生的重要的外毒素,可以导致白细胞破坏和组织坏 associated MRSA,HA—MRSA)。MRSA通常来自 于医院或其他相关医疗保健机构,并且导致许多 种严重的相关感染,然而不容忽视的是近年来CA— MRSA感染一直呈上升趋势,却没有被现有的相关 指南重视【4】。CA—MRSA与HA—MRSA在许多方面, 包括流行病学关系、耐药决定子以及推定的致病因 子方面存在差异[51。MRSA分离株通过脉冲凝胶电 泳(pulsed—field gel Electrophoresis,PFGE)、多位点 序列类型测定(multilocus sequence typing,MLST) 及SCCmec型(staphylococcal cassette chromosome mecSCCmec typing)分为7个主要的流行克隆系, 分别是纽约/日本克隆系(ST5,mccSCCmec 1I), 儿科克隆系(ST5,mecSCCmecIV),伊伯利亚克隆 系(ST247,mecSCCmec I A),巴西/匈牙利克隆系 (ST239,mecSCCmecⅢ/IIIA),EMASA16(ST36, mecSCCmec 1I)克隆系,EMRASA1 5(ST22, mecSCCmecIV)克隆系和柏林克隆系(ST45,mac. SCCmecIv o在多个医院暴发流行或是在几年中地 理上持续长距离传播的情况下主要是以其中的某种 MRSA克隆系为主,不同的克隆系在致病因子相关 基因序列多态性方面存在差异,对这种序列多态 性差异进行分析可能会揭示MRSA在流行性变化上 的原因和趋势『6]。日本对4所医院院内分离的245株 MRSA进行的流行克隆系及致病基因分析提示一些 CA-MRSA菌株已经从社区向医院蔓延,这无疑会使 MRSA的感染更加复杂化[7]。CA—MRSA可以使健康 人受到感染,并可能出现严重甚至致命性的后果, 这将有可能使MRSA的流行病学经历变化[8]。 1.2 MRSA的致病因子及耐药机制 所有的金葡菌(包括MRSA和MSSA)主要是向宿 主的细胞表面或细胞外环境排出一系列的致病因子 而致病。这些因子包括促使细菌黏附与定殖在宿主 组织的表面蛋白,排出细胞外以促进细菌在组织中 扩散的杀白细胞素、激酶以及透明质酸酶,抑制吞 噬细胞吞噬作用的细菌荚膜和葡萄球菌A蛋白,增强 细菌在吞噬细胞中生存能力的类叶红素及过氧化氢 酶产物,具有免疫伪装作用的葡萄球菌A蛋白、凝固 死,与脓肿和严重肺炎有关。给家兔皮下注射PVL 后引起表皮坏疽,表明PVL可能在人类表皮及真皮 组织的严重感染中也扮演着重要的角色。有报道称 含有PVL的MRSA菌株与毒性坏死现象之间存在联 系。而HA.MRSA和对甲氧西林敏感的社区相关葡 萄球菌中则很少产生PVL毒素,这意味着在致病因 子方面CA.MRSA和HA—MRSA存在较明显差异,而 CA—MRSA在致病力方面可能比HA—MRSA更强『1们。 大多数的致病因子在葡萄球菌生长周期中都是以调 节方式表达,最有特征的致病因子调节子是附加基 因调节子agr和葡萄球菌附属调节子sarA。葡萄球菌 agr、sea、sarA调节子或其它调节子间存在的差异可 以影响菌株产生致病因子的不同,从而深刻影响菌 株所致疾病的差别【 。MRSA包含的致病基因多达34 种,致病因子的水平传递可能与连续某几段时期不 同类型MRSA菌株流行有关,也可能跟流行病学上 新的致病MRSA出现有关,虽然这种传递较少见, 最早在世界范围确定的MRSA菌株通过多位点序列 类型测定分为CC5、CC8、CC22、CC30和CC45这5 大谱系中,同一谱系所包含的不同子体问引起的疾 病存在的差异可能就是这种传递引起的…】。 MRSA的耐药机制主要是产生新的靶蛋白而 改变抗生素作用靶位,所有的MRSA都能产生出一 种青霉素结合蛋白(penicillin—binding protein,PBP) PBP2a,这种蛋白在p-内酰胺类抗生素存在的情况 下可以维持菌体细胞壁合成从而抑制胞体内其他青 霉素结合蛋白活性,因此对几乎所有p一内酰胺类 抗生素产生耐药,而PBP2a通过mecA基因编码[1 。 mecA基因定位在一个被称作SCCmec的易变基因盒 上,SCCmec是基础的可动遗传因子,可以作为葡 萄球菌常见基因交换的运载工具 。除了耐药基因 mecA外,SCCmec也携带有mecA调节基因mecI和 mecR,一个插入序列元件IS43 lmec以及特殊位点重 组酶基因CO1",这种基因有能力催化SCCmec染色体 切除与整合。SCCmec根据mecA基因和ccr基因丛分 为I型到V型5种类型,SCCmec I型到Ⅲ型通常在 医院感染病人分离菌株中常见,而SCCmeciv型元件 国外医药抗生素分册2010年第31卷第1期 在5种类型中最小,使得其在环境中变异性比较大, 果,但仍不作为常规处方用药,因为与万古霉素相 从而在社区获得性感染的病人分离菌株中常 ”]。 PBP2a的表达是由D一内酰胺类抗生素和mecR基因 编码的细胞质膜传感器受体结合后所诱导的,引发 了来自mecA基因操纵子区的mecI阻遏物蛋白水解释 放的信号。对甲氧西林耐药性表型的表达是多种多 样的,人群分析表明每个MRSA菌株在不同的甲氧 西林受测浓度下有特异性的生长模式。与这种对甲 氧西林耐药表达的差异性相反,耐药的一致性需要 比这些药物的使用缺少临床经验,而且可能带来更 高的花费 。应该根据具体情况合理使用抗生素。 确诊为重度MRSA感染病人,应选万古霉素、 喹宁始霉素、利奈唑胺、阿贝卡星等一线药物 治疗,必要时还可与其他药物联用;但不是重度 MRSA感染病人,不必选上述一线药,根据药敏实 验结果选用如美满霉素、磺胺甲口恶唑,若用夫西地 酸、利福平、氟喹诺酮类药物时,则尚需与其他药 附加因子(例如肽聚糖合成过程中的femA—F基因)的 相互作用。辅助基因是近年来在金葡菌染色体上通 过插入失活法发现的一组影g ̄MRSA耐药性表达的 正常基因。现已研究证明的辅助基因femA、B、C、 D、E和F以及agr、sar等均是与细菌细胞壁结构合成 有关的功能基因。mecA基因的存在是耐药表达的前 提条件,但具有mecA基因不一定能表达出耐药,调 节基因mecR和mecI以及正常染色体上的辅助基因都 会影响细菌耐药水平。CA—MRSA和HA—MRSA在耐 药性方面同样存在差异,与通常出现在HA.MRSA 菌株上的多药耐药现象相反,CA—MRSA的特性类 似于MSSA而对大部分抗葡萄球菌抗生素敏感, 一些仅对p一内酰胺类抗生素具有耐药性。有别于 SCCmecⅡ和SCCmecⅢ所带有的特异性附加遗传物 质,SCCmeciv的体积很小,致使它不能携带附加的 遗传物质,这并不表示携带任意mec IV的菌株就没有 染色体编码的耐药基因或耐药质粒。有报道已分离 出的CA.MRSA对四环素、甲氧苄啶、莫匹罗星和镉 耐药。 2 MRSA的治疗 MRSA耐药性的产生主要归咎于D一内酰胺类抗 生素及喹诺酮类抗生素的不当使用。英国一项大型 病例控制研究表明,不断增长的抗生素使用与CA— MRSA的发生有着明显的关系[4]。现在对MRSA的治 疗难度不仅存在于其广泛耐药性,而且MRSA的毒 力提高,已有许多证据表明不合理的使用抗生素不 仅会造成MRSA的过度生长,而且还会提高MRSA的 病原性【 。 2.1 MRSA感染的合理治疗及预防 对抗MRSA感染的一线药物主要有糖肽类抗 生素万古霉素和拉宁、嚼唑烷酮类抗菌药物利 奈唑胺、喹宁始霉素以及目前对MRSA活性最强的 氨基糖苷类抗生素阿贝卡星。盐酸万古霉素已作 为治疗MRSA感染的标准,尽管更新的药物如替加 环素、达托霉素等已证实对MRSA感染有良好的效 物联合应用。对需要联合用药的MRSA感染病人, 应尽量合理搭配使用抗生素,如万古霉素和利福平 或庆大霉素联合使用可以提高疗效。由于MRSA对 青霉素、红霉素、庆大霉素具有很高的耐药性,并 发现了耐利福平的MRSA,鉴于MRSA特殊的耐药机 制,无论MRSA对p一内酰胺类抗菌药物体外药敏试 验结果是否敏感,均视为耐药,不能选用p一内酰胺 类抗菌药物。由于万古霉素在药动学方面的缺陷, 其不能在肺组织达到有效的治疗浓度,而利奈唑胺 则可以,故肺部MRSA感染时利奈唑胺可作为治疗 的首选用药【 。肺部MRSA感染也可以使用糖肽类 联合利福平治疗,利福平可以使糖肽类抗生素穿透 肺组织的峰浓度延迟至48 h,并且可以避免单药治疗 出现的选择性耐药问题f17]。对MRSA菌血症病人, 即使在入院时被诊断,都应该仔细区别是否真为社 区获得性感染,考虑NCA—MRSA感染菌血症病人具 有比HA—MRSA感染菌血症病人更高的死亡率,血 培养鉴别两者是必要的,这有助于抗生素的选择, 因为不同感染类型涉及不同的致病力及抗生素敏感 性【18】。对非复杂性MRSA菌血症病人至少需治疗14 d,而对复杂性菌血症如心内膜炎需治疗更长时间。 败血症病人,除非怀疑感染是由导管引起,或病人 来自MRSA分离率>2O%的高发区外,一般不采用经 验性早期试用一线抗MRSA药物。然而,最近越来 越多的证据证明,对来自MRSA感染高发区域的病 人,以及高危人群发生的重度感染,经验性早期使 用利奈唑胺可避免重度感染所致的长期住院或死亡 的严重后果,可获得最大的药物疗效[16】。虽然目前 世界范围内CA.MRSA总的感染率很低,约在MRSA 感染中<0.5%,但已有明显的证据表明在美国、加拿 大以及澳大利亚等国CA.MRSA感染率已不断增长, 欧洲以及其它地区也有感染率上升的报道。由于CA- MRSA携带有PVL毒素,其引起严重感染的风险高, 故对CA—MRSA的感染应加重视。某些抗生素可有 效对抗MRSA ̄b毒素的产生,如利奈唑胺与克林霉 22 WorldNotes onAntibiotics,2010,Vo1.31,No.1 素都能抑制PVL毒素的产生,克林霉素还可以减少 TSST一1与G[毒素的产生,故对CA—MRSA的复杂感 为主,随着新药的开发使用,新技术和新思路在 MRSA感染治疗中的应用,对MRSA感染的治疗已经 染,联合用药推荐使用利奈唑胺加克林霉素或利福 平,然而CA—MRSA菌株对红霉素耐药,即使初始治 疗对克林霉素敏感,在治疗过程中也可能发展成对 克林霉素耐药,故对CA.MRSA的复杂感染的治疗, 推荐利奈唑胺加利福平作首选。对于皮肤和软组织 感染的病人,英国2006年的MRSA诊疗指南推荐替 加环素作为成人皮肤和软组织感染的用药,因为替 加环素作为一种最新的四环素类衍生物在体外对 MRSA有良好的抗菌活性,如果病人发生菌血症的 风险很高,则推荐使用糖肽类或利奈唑胺[18]。对烧 伤病人,烧伤创面的中后期MRSA感染可以局部配 合使用莫匹罗星软膏,莫匹罗星及夫西地酸还可以 用于如褥疮、血透导管部位及外科头颈部手术切口 部位的局部感染。对MRSA感染的病人,除万古霉 素等一线药物外,还可根据情况单独使用氯霉素、 庆大霉素或新霉素,对于眼部浅表部位的感染可以 使用庆大霉素或氯霉素,最近有研究显示氯霉素在 体外对MRSA和MSSA的敏感率均达到80%以上。 MRSA的主要传播方式是定植或感染病人所带 细菌经医护人员的手传播至其他病人,为接触性传 播。严格的感染控制措施和标准预防,如医护人员 在接触MRSA感染病人之前和之后用酒精消毒手, 可以有效地控制交叉感染,从而降低病人的临床风 险,特别是对住院ICU病人那些有开放性创伤或气 管切开的病人,他们的感染具有更高的发病风险, 医护人员的严格消毒可以有效降低这些病人的感染 发病率。而没有证据显示将病人隔离在单人房或将 携带MRSA的病人与其他病人分类可以降低交叉感 染的风险[zgj。严格的感染控制措施和低抗生素消费 使得丹麦在20世纪最后2O年里的葡萄球菌菌血症从 63%降低到54%[8]。对于MRSA定殖,有研究显示在 鼻咽部培养MRSA阳性的病人住院期间有19%发生 了MRSA感染,而无MRSA定殖及MSSA定殖病人住 院期间MRSA发生率分别为2%和1.5%,这可能表明 去除MRSA定殖可以减少MRSA感染发生率,也有 充足的证据显示通过莫匹罗星消毒控制金葡菌的鼻 腔内定殖可以有效降低血透病人MRSA和MSSA菌血 症的发生率,而对健康MRSA携带人员,有效地去 除MRSA定殖或将携带者与住院病人隔离可以降低 MRSA交叉感染的风险 】。 2.2 MRSA ̄治疗研究进展 目前对于MRSA感染的治疗还是以药物治疗 迈上了一个新的台阶。 2.2.1临床新药开发与使用头孢吡普(ceptobiprole) 是新的头孢类广谱抗生素,用于治疗MRSA感染引 起的复杂性皮肤和皮肤组织感染以及医院性肺炎, Ⅲ期临床试验证实有良好的疗 们。目前已经开发 出的oritavancin、dalbavancin和telavancin,是3种 最新的糖肽类抗生素,已证实对革兰阳性菌有强大 的抗菌活性,对MRSA也具有良好的抗菌能力[211。 其中dalbavancin已完成了Ⅲ期临床试验,表现出对 耐药金葡菌的良好抗菌活性,一项关于dalbavancin 治疗复杂皮肤与皮肤组织感染的Ⅲ期临床表明, dalbavancin与万古霉素、利奈唑胺及头孢唑啉相比 不良反应更轻微,且由于其具有较长的半衰期,一 周1次给药使得这种药物的使用更加方便『22】。替加 环素是第一种甘氨酰环素类抗生素,结构上与四环 素相似,体外研究表明对MRSA及VRE具有抗菌活 性,而且对革兰阴性菌及厌氧菌也具有抗菌作用, 可用于治疗这些细菌包括MRSA感染引起的复杂皮 肤与皮肤组织感染、复杂腹腔内感染以及肺炎[23】。 达托霉素是新的脂肽类抗生素,对革兰阳性菌(包 括MRSA和VRE),对复制期及静止期细菌均具有 杀灭活性,由于其所具有的骨骼肌肉毒性,曾一度 在临床上其使用,近年来已经被批准用于治疗 革兰阳性菌(包括MRSA和VRE)引起的复杂皮肤与 皮肤组织感染[241。其他新型抗菌药物如头孢菌素类 ceftaroline,二氨基嘧啶类iclaprim以及碳青霉烯类 CS 023/RO.4908463等药物正在进一步研究中[25]。 2.2.2免疫治疗研究包括DNA疫苗研究、金葡菌荚 膜多糖疫苗研究及葡萄球菌肠毒素c突变体(mSEC) 疫苗的研究。这些疫苗研究均是希望通过建立免疫 机制保护机体能够有效地抵抗MRSA的感染。 2.2.3应用RNA干扰技术治疗MRSA感染1 99 8 年FIRE等【 首次在对新杆状线虫(caen0rhabditjs elegans)进行研究时发现RNA干扰(RNA inter— ference,RNAi)现象。通过双链RNA(double—stranded RNA,dsRNA)特异性地降解相应的mRNA,从而 导致转录后基因水平上的沉默,而小型干扰RNA (small interfering RNA,siRNA)能够有效诱导 RNAi。针对MRSA感染的发病机制中最重要的酶之 一一凝固酶,最近,日本科学家用siRNA治疗MRSA 的感染,利用这种RNAi技术封闭目的基因,阻止相 应蛋白的表达『27j。siRNA对凝固酶的抑制作用为我 国外医药抗生素分册2010年第31卷第1期 23 acterization of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in hospitals in Niigata,Japan:divergence and 们治疗MRSA感染开拓了新思路。但由于这些技术 都是实验研究,研究花费巨大,研究完成后用于临 床治疗跨度大,对此治疗期望值不能过高。 2.2.4探索应用新的抗茵治疗方法抗生素轮流交替 使用可以使细菌在一定时间内与一部分抗生素脱离 接触,使耐药菌恢复为敏感菌。恢复使用第一代头 transmission[J].Microbiol Immunol,2007,51(2):171 【8】Faria NA,Oliveira DC,Westh H,et a1.Epidemiology of emerging methicillin-resistant StaphylOCOCCUS aureus (MRSA)in Denmark:a nationwide study in a country 孢菌素,少使用第三代头孢菌素和克林霉素以及少 使用头孢他啶和环丙沙星被描述有助于降低不同医 院MRSA的流行率【 引。联合用药也是一种减 低耐药 率的方法,kL ̄[IMRSA感染用夫西地酸和利 福平与 阿米卡星或奈替米星联合治疗,发生耐药的 可能性 明显减少。 2.2.5其他 高浓度的静脉免疫球蛋白制品能 压制一 部分葡萄球菌超抗原毒素,并因此通常用于 治疗中 毒性休克综合征。一种在葡萄球菌肠毒素方 面具有 保守性抗原决定簇的发现提出了另一种中和 超抗原 途径的可能性。PVL在体外也能够被商业化的静脉 免疫球蛋白制品中和。 参考文献 汪复.2006年中国CHINET细菌耐药监测[J].中国抗感 染化疗杂志,2008,8(1):1 Trautmann M,Pollitt A,Loh U,et a1.Implementation of an intensified infection control program to reduce MRSA transmissions in a German tertiary care hospital 【J].Am J Infect Control,2007,35(10):643 Jarvis WR,Schlosser J,Chinn R et a 1.National prevalence of methicillin-resistant Staphylococcus au— reus in inpatients at US health care facilities,2006[J]. Am J Infect Control,2007,35(1 0):63 1 Nathwani D,Morgan M,Masterton RG,et a1.Guide- lines for UK practice for the diagnosis and management of methicillin—resistant StaphylOCOCCHS aureus(MRSA) infections presenting in the community[J].J Antimicrob Chemother,2008,61(5):976 Aguiar.Alves F,Medeiros F,Fernandes O,et a1.New Stap五yJ0c0ccus aureus genotyping method based on exotoxin(sef)Genes[J].J Clin Microbiol,2006, 44(8):2728 Gomes AR,Vinga S,Zavolan M,et a1.Analysis of the genetic variability of virulence・related loci in epidemic clones of methicillin—resistant Staphylococcus aureus[J]. 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