肺炎支原体的感染治疗及对大环内酯类药物的耐药现状和机制
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肺炎支原体( Mycoplasma pneumoniae, Mp)是引起社区获得性肺炎(CAP)的重要病原体之一，尤其在学龄前儿童和青少年中 [ 1 ]。阿奇霉素、红霉素等大环内酯类抗微生物药物是治疗 Mp感染的一线用药。但随着抗微生物药物的使用增加， Mp对大环内酯类药物的耐药率已逐年增高，为临床的诊疗带来困难。本文旨在综述 Mp的治疗现状及 Mp对大环内酯类药物耐药的流行病学及其机制的研究进展。
一、 Mp感染流行现状
Mp通常在与有症状的患者密切接触后通过呼吸道飞沫传播，是全世界14岁以下儿童CAP的常见病因，CAP病例中20%～40%可归因于 Mp感染 [ 2 ]。患病率存在地区差异，从6%到36.8%不等。北京的一项研究中， Mp在CAP检出的病原体中占比为24.27% [ 3 ]。虽然 Mp主要影响儿童及青少年，但是所有年龄段的人群均可能被 Mp感染而致病。风险人群不仅是儿童，也包括他们的看护者以及所有生活在共同社区的人。CAP主要在秋季和冬季发病，对于大部分患者预后较好，存在少部分患者会发展为重症肺炎。肺炎支原体肺炎( Mycoplasma pneumoniae pneumonia, MPP)的症状包括发烧、咳嗽、喉咙痛、鼻炎以及头痛 [ 4 ]。有研究报道 Mp感染还可引起严重的呼吸系统疾病，如肺脓肿、闭塞性细支气管炎、支气管扩张、胸腔积液、肺栓塞和呼吸窘迫综合征。 Mp感染也会导致一些呼吸道外表现，包括皮肤病和神经系统并发症 [ 5 ]。
Mp几乎在世界各国流行，其中以日本和中国最为突出。至2016年，日本 Mp感染率已超过60%。2019—2020年我国台湾495例下呼吸道感染患者中， Mp感染占39.4% [ 6 ]。欧洲社区环境中，11.1% CAP患者为 Mp感染，亚太地区该比例更是高达39% [ 7 ]。据估计，美国每年发生200万例MPP病例，导致约10万成年人住院 [ 8 , 9 ]。2010年以来欧洲国家暴发了 Mp感染，丹麦、芬兰、荷兰、挪威、瑞典等均报道了 Mp相关感染 [ 10 , 11 ]。2019年的一项荟萃分析总结了世界各国 Mp的流行情况，总体流行率估计为9%(95%CI: 5%～16%)。不同国家报告的 Mp感染率分别为：中国(18.8%) [ 12 ]、瑞士(20.7%) [ 13 ]、丹麦(15.0%) [ 14 ]和德国(12.3%) [ 15 ]。
二、MPP的治疗
虽然MPP大部分是自限性的，但若选择不正确的抗生物药物，将出现严重并发症 [ 16 ]，或由于延误治疗，出现持续发热或肺外感染。因此早期发现和适当治疗有助于防止病情恶化 [ 17 ]。由于缺乏细胞壁， Mp对β-内酰胺类、糖肽类、磷霉素等抗微生物药物呈现固有耐药。此外，其他种类药物包括磺胺类药物、甲氧苄啶、多黏菌素、利福平、萘啶酸和一些恶唑烷酮类药物，如利奈唑胺对 Mp也没有活性 [ 4 ]。现阶段对 Mp有效的药物主要是通过抑制蛋白质的合成，如大环内酯类、链霉素类和四环素类药物；以及抑制DNA复制的药物，如氟喹诺酮类药物。
1．大环内酯类抗菌药
大环内酯类药物是抗 Mp感染最有效的抗生素，被推荐为尚未接受抗生素治疗的MPP首要选择。其最低抑制浓度(MIC)通常为0.001 μg/ml [ 18 ]，远低于其他抗生素。大环内酯类抗生素是许多放线菌的代谢产物，根据其化学结构的差异可以将其分为12、14、15和16元环。临床上常用的药物包括罗红霉素、红霉素、克拉霉素、地红霉素等均属于14元环大环内酯类；阿奇霉素是15元环类，它在15元内酯环上有一个甲基取代的氮，是一氮杂内酯类抗生素 [ 19 ]；螺旋霉素、交沙霉素、麦迪霉素、吉他霉素、乙酰麦迪霉素等属于16元环的大环内酯类药物。
大环内酯类通过与细菌核糖体结合抑制蛋白质合成。既往研究表明14或15元环大环内酯存在时细菌核糖体仍然保持合成短肽能力，但在16元环类药物存在时核糖体合成肽链的能力被完全抑制 [ 20 ]。因此对大环内酯类耐药的 Mp主要是14或15元环类，而16元环类仍然保存部分活性。乙酰麦迪霉素属于16元环大环内酯类药物，既往文献中提到，它对红霉素和其他大环内酯类药物表现出诱导性耐药的葡萄球菌仍具有活性 [ 21 ]。在一些研究中将16元环大环内酯类药物的活性进行比较，结果表明虽然乙酰麦迪霉素的MIC与交沙霉素或麦迪霉素相当，但乙酰麦迪霉素的治疗效果是交沙霉素或麦迪霉素的2或5倍 [ 22 ]。2020年的一项研究中提到，乙酰麦迪霉素对分离到的110株 Mp MIC 90为1 mg/L，远低于阿奇霉素(16 mg/L)和红霉素(>128 mg/L) [ 23 ]。该研究中110株 Mp对阿奇霉素、红霉素的耐药率为97.3%，但它们均对乙酰麦迪霉素敏感。这些结果提示乙酰麦迪霉素是治疗肺炎支原体感染的有效选择，尤其是对于其他大环内酯类耐药的 Mp。
大环内酯类药物治疗后最常见的不良事件是胃肠道不适，包括恶心、腹痛、腹胀等 [ 24 ]，毒副反应较少且疗效佳。既往研究表明，71%～88%对于大环内酯类药物敏感的MPP患者，在开始使用大环内酯类药物治疗后的48 h内发热消退。在对大环内酯类药物耐药的MPP病例中，分别有52%～73%和30%的患者在开始治疗后持续发热超过48 h和72 h。因此，对大环内酯类药物的敏感性可以通过治疗开始后72 h内的退热效果来评估 [ 25 , 26 , 27 ]。如在大环内酯类药物治疗72 h后，仍持续发热或症状未得到改善，临床在排除导致肺炎的其他因素后，对疑似耐大环内酯类 Mp感染应考虑使用二线抗菌药物。
2．四环素类和喹诺酮类抗菌药
对大环内酯类药物耐药的 Mp感染患者可考虑使用四环素类药物(强力霉素或米诺环素)和氟喹诺酮类药物。大环内酯类耐药 Mp菌株中四环素类和氟喹诺酮类药物的MIC与敏感株相当，但阿奇霉素的MIC常超过64 μg/ml [ 28 ]。既往研究表明，几乎所有对大环内酯类耐药的MPP患者改用四环素类药物(强力霉素或米诺环素)或氟喹诺酮类药物治疗后71 h内发热消退 [ 29 ]。各种病例报告显示，在儿童大环内酯类药物治疗失败后，喹诺酮类药物(环丙沙星或左氧氟沙星)、四环素类药物(强力霉素或米诺环素)或甘环素类替加环素 [ 30 ]能够达到理想的临床效果 [ 25 , 31 , 32 ]。虽然氟喹诺酮类药物和四环素类药物通常不推荐用于儿童，但在针对大环内酯类耐药菌株的新药物出现之前，它们是唯一可行的选择。
四环素类药物通过结合核糖体复合体可逆地抑制细菌蛋白质合成 [ 33 ]。《抗生素应用指导原则》中提出对于8岁以下儿童应谨慎使用四环素类药物，四环素会导致永久性牙齿变色 [ 34 ]，也可能引起牙釉质发育不全和可逆的骨质生长抑制。强力霉素是四环素类抗生素的一种，在推荐剂量和治疗时间下，尚未显示会导致牙齿永久性染色 [ 35 ]。多西环素治疗MPP的推荐剂量为每天4 mg/kg ，每日2次。多西环素和四环素在体外对 Mp均有相同的活性，多西环素是更有效的药物，MIC通常≤0.25 μg/ml [ 4 ]。如果怀疑中枢神经系统受累，应考虑使用四环素。氟喹诺酮类药物的MIC略高于大环内酯类药物，莫西沙星等药物的MIC通常在0.06～0.125 μg/ml之间，被认为在对 Mp敏感的范围内。氟喹诺酮类药物能抑制DNA复制，具有杀菌作用。18岁以下儿童禁止使用喹诺酮类药物，其会对幼年儿童造成软骨组织的损伤 [ 4 ]。环丙沙星虽然不如莫西沙星和左氧氟沙星等氟喹诺酮类药物有效 [ 7 ]，但其软骨毒性作用目前被认为是氟喹诺酮类药物中最低。
3．MPP治疗指南
英国胸科学会、美国儿科传染病学会和日本儿科肺病学会/日本儿科传染病学会等已经发布关于治疗儿童社区获得性肺炎的指南 [ 36 ]。有研究显示当感染对大环内酯类药物耐药的 Mp (pacrolide-resistant Mycoplasma pneumoniae, MRMP)时，由于四环素类药物对儿童有很大的毒副反应，可考虑用左氧氟沙星代替大环内酯类药物。美国和欧洲地区的指南没有单独提到MRMP的治疗，这可能与在那些地区MRMP流行率较低有关。美国儿科传染病学会 [ 37 ]推荐阿奇霉素作为首选治疗药物，红霉素和左氧氟沙星作为替代药物。而在英国胸科学会中只提到大环内酯类药物 [ 38 ]。瑞典的研究人员则认为对于轻度的呼吸道感染不需要使用抗生素 [ 39 ]。
2023年2月，我国卫健委公布的《儿童肺炎支原体肺炎诊疗指南(2023年版)》 [ 40 ]中指出大环内酯类抗菌药物为MPP的治疗首选。新型四环素类抗菌药物主要包括多西环素和米诺环素，是治疗MPP的替代药物。在《儿童社区获得性肺炎管理指南》中提到CAP治疗初期主要是经验治疗，阿奇霉素是儿童CAP的主流抗菌药物之一，但在小于6个月的儿童中应慎用。对于发病急、同时有浓痰等症状，疑似支原体感染的患者可以考虑使用大环内酯类联合阿莫西林治疗 [ 41 ]。
大环内酯类暴露增加将导致对该药的耐药增加。有研究者指出大环内酯类药物占日本所有口服抗菌药物处方的30% [ 27 ]，推测这是日本MRMP检出率较高的原因之一。在世界范围内监测这种耐药性将有利于控制 Mp对大环内酯类药物的耐药情况。自然条件下 Mp会发生对大环内酯类的耐药突变，但从未出现过对四环素类和氟喹诺酮类药物的耐药性。
三、MRMP的流行情况
1．MRMP的流行特点
2000年之前，临床分离的肺炎支原体对大环内酯类耐药率保持在较低水平 [ 42 ]，大环内酯类耐药的报道较少。广泛的对大环内酯类耐药报道首先出现在日本。MRMP的流行率在不同地区存在较大差异，对于中国、韩国、日本等亚洲国家通常流行率较高，而对于北美洲、欧洲、非洲等地区流行率保持较低水平 [ 43 ]。2000—2003年期间，从日本儿科患者汇总分离的 Mp菌株中约20%被发现对大环内酯类药物耐药 [ 44 ]，到2012年这一比例增加到80%以上 [ 45 ]。2014年，中国浙江省有报道耐药率达到100% [ 46 ]。在一项回顾性研究中，北京市MRMP检出率达94.8% [ 47 ]。2016年我国的一项研究中，除南京耐药率仅20%外，北京、哈尔滨、上海、新疆等地MRMP的检出率在66.7%～86.7%之间，处于较高水平 [ 48 ]。2019—2020年，我国台湾MRMP检出率为88.1% [ 6 ]。2011年韩国MRMP的检出率为62.9%，4年后升高至87.2% [ 49 ]。美国疾病控制与预防中心公布了从2006—2013年期间获得的199份标本的检测结果，MRMP的检出率为10% [ 50 ]。2015年有研究显示美国2012—2014年间6个地区的MRMP检出率为13.2% [ 51 ]。美国2015—2019年MRMP监测报告中检出率仅2.8% [ 52 ]，均处于较低水平。其他地区也出现了对大环内酯类耐药菌株，包括法国(8.3%～9.8%) [ 53 ]、德国(3.0%～3.6%) [ 54 ]、美国(8.2%) [ 55 ]、丹麦(0.9%～2.9%) [ 56 ]、加拿大(12.1%) [ 57 ]、意大利(20%) [ 58 ]、以色列(22%) [ 59 ]、西班牙(8%) [ 60 ]、英国(9.3%) [ 61 ]。表明大环内酯类耐药正在成为一种全球性现象( 表1 )。值得注意的是，荷兰的一项研究对1997—2008年间收集到的114例样本进行检测，没有发现对大环内酯类耐药的菌株 [ 62 ]。
2．MRMP的主要型别
对于MRMP的感染流行病学检测主要的方法有P1基因限制性片段长度多态性(RFLP)分型和多位点可变数目串联重复序列分析(MLVA)分型。P1基因RFLP分型方法可将 Mp分为P1-Ⅰ型和P1-Ⅱ型2种型别。多项回顾性分析表明在中国北京 [ 47 ]、美国 [ 63 ]、法国 [ 53 ]、哥伦比亚 [ 64 ]等P1-Ⅰ型均是MRMP中的主要类型。MLVA分型方法中，MLVA4-5-7-2是最常见的型别。中国香港一项研究表明2011—2014年MLVA4-5-7-2在MRMP中的比例从25%增加到100% [ 65 ]，增势显著。有学者认为，P1基因RFLP分型或MLVA分型与大环内酯类耐药之间没有明显关联，因为其存在多克隆传播，而耐药表型的形成与治疗过程中不断出现的耐药突变密切相关 [ 43 ]。体外研究数据表明，大环内酯类暴露可诱导对大环内酯的耐药突变 [ 66 ]。也存在许多入院时显示为易感基因型但在使用大环内酯类药物后发生耐药突变病例报道 [ 67 ]。多项研究表明大环内酯类药物的不恰当或过量使用使得对该类药物耐药率增加，提示正确使用抗菌药物对于控制MRMP至关重要。
四、 Mp对大环内酯类药物的耐药机制
大环内酯类抗菌药物的作用机理是：与核糖体大亚基23S rRNA结构域V区或Ⅱ区的特定核酸结合，促进肽酰基tRNA和核糖体提前分离，从而抑制蛋白质合成发挥抑菌作用。细菌对大环内酯类抗生素发生耐药的机制主要为：①产生灭活酶( ereA和 ereB基因编码)；②增强外排机制(由 mefE和 mefA基因编码)；③作用靶点位置的改变包括甲基化修饰( erm基因编码)或靶基因的突变 [ 68 ]。目前 Mp对大环内酯类药物的耐药机制研究最为明确的是抗生素核糖体作用靶点基因的突变，包括23S rRNAⅤ区和Ⅱ区的基因突变以及核糖体蛋白L4和L22基因突变，其中最主要的耐药机制是23S rRNA V区的突变。有研究提到作用靶点的甲基化修饰以及外排泵的增加也会导致对大环内酯类药物耐药。迄今为止没有 Mp中产生修饰酶灭活大环内酯类药物的报道 [ 69 ]。
1．核糖体23S rRNAⅤ区的突变
Mp在23S rRNA基因上的突变，使抗生素与核糖体之间的亲和力降低，从而对大环内酯类产生耐药性 [ 69 ]。23S rRNA完整序列中存在几种潜在突变，其中A2063G最为普遍，在我国、日本、美国等占23S rRNA突变中的70%，甚至可以达到100%( 表1 )。有研究者统计每个突变位点在所有突变中所占比例，结果显示A2063G位点突变最常见，占比高达80% [ 70 ]。A2064G位点突变仅次于A2063G位点，但仅占10%。其次是C2617A。此外也有一些不常见的突变，包括A2063T、A2063C、A1290G和A2067G [ 12 , 71 ]。A2063G和A2064G突变与14元环高水平大环内酯类抗菌药物耐药相关(MIC分别为128 μg/ml和256 μg/ml)，A2063G与15元环中水平大环内酯类抗菌药物耐药相关(MIC为32 μg/ml)。A2063T导致对红霉素(14元环)的中等水平耐药性(MIC为32 μg/ml) [ 12 ]。A2067G、C2617G或C2617A突变与低水平大环内酯类耐药相关。C2617G位点突变的 Mp表现为对14和15元环大环内酯类抗菌药物耐药，A2067G点突变则表现为对交沙霉素耐药(16元环) [ 72 ]。对于14和15元环大环内酯类药物A2063G、A2064G突变对其耐药水平影响最大。而对于16元环大环内酯类药物，因为2067位是其主要作用位点，因此A2067G对其耐药水平影响大于A2063G、A2064G位点 [ 68 ]。而A2067G突变占比远低于A2063G、A2064G，这可能是16元环大环内酯类药物如乙酰麦迪霉素等对 Mp保持较低耐药水平的原因。由于 Mp基因组中只有一个rRNA操纵子，因此单个突变仍可能使大环内酯类的耐药表型改变 [ 43 ]。
2．核糖体蛋白L4和L22的突变
在体外编码核糖体蛋白L4和L22的基因突变常导致对大环内酯类低水平耐药。临床分离株中很少有核糖体蛋白L4和L22突变 [ 72 ]。核糖体蛋白L4和L22参与核糖体大亚基组装过程，起支架作用。L4基因和L22基因突变将影响肽合成通道的大小，进而使大环内酯类药物结合部位远离肽合成通道而失效 [ 68 ]。Pereyre等 [ 66 ]报道了在体外成功诱导的L4、L22氨基酸突变，L4蛋白的突变是在H70R或H70L单个氨基酸的改变，L22氨基酸的突变是在第60位点有1～3个甘氨酸的插入，表现为P112R、111 IPRA114缺失或者A114T替换。此外有研究显示 [ 73 ]在部分耐药菌株中发现L4基因存在C162A、A430G、C58A、T66G、G81T、A140C和A209T的点突变。而临床分离到的耐药菌株中核糖体蛋白L22也存在T279C、T508C点突变。但这些突变与耐药的相关性还需要进一步地研究。
3．其他耐药机制
作用靶点核糖体的甲基化修饰也是导致大环内酯类耐药的重要原因，这是由 erm基因介导的，该基因可编码核糖体基化酶，使核糖体的药物结合部位甲基化。这类 Mp表现为高水平耐药 [ 74 ]。 erm介导的耐药分为结构性耐药和诱导性耐药，但16元环大环内酯类仅有结构性耐药，没有诱导性耐药 [ 20 ]。有研究认为 ermB基因介导的靶点改变是 Mp对罗红霉素耐药的机制，在一项研究中耐罗红霉素的 Mp中 ermB基因的阳性率高达93.3% [ 75 ]。
细菌细胞膜成分改变形成质子泵，主动将药物排出体外，降低胞内药物浓度也是细菌耐药的一个重要机制。膜蛋白通常由膜通道蛋白、融合蛋白和胞质膜外排蛋白组成，其编码基因分别为 Mef、 Msr和 MacAB等，故将这种模式称为M表型耐药。14、15元环大环内酯能够产生M表型耐药，但对16元环大环内酯类药物的耐药作用很弱甚至没有耐药作用 [ 20 ]。李少丽和孙红妹 [ 76 ]在 Mp耐药菌株中发现外排泵基因位点改变，证实了 Mp中也存在外排系统的改变，使得外排增加，减低抗生素在菌体内的浓度。
五、总结与展望
Mp是导致社区获得性肺炎的重要病原体且流行率高。选择合适的抗菌药物能够缩短病程和减少不良反应的发生，大环内酯类药物是治疗 Mp肺炎的首选药物，尤其是对于儿童患者，其具有较高敏感性及较低毒副反应等优点。随着大环内酯类药物的使用增加，自2000年起MRMP在世界范围内流行，检出率激增。提高对MRMP流行现状及耐药机制的认识，有助于对MRMP的控制。区别于既往的研究，本文一是更新了MRMP的流行病学特征，对近几年世界各地MRMP的检出情况进行回顾分析；二是对大环内酯类药物的耐药机制进行综述，总结和揭示了不同化学结构的大环内酯类药物间耐药机制的区别。目前，核糖体23S rRNA Ⅴ区A2063G位点的突变是 Mp对大环内酯类耐药的主要机制，而该位点主要对14元环、15元环大环内酯类药物高水平耐药，对16元环类低水平耐药，且16元环类受A2067G位点的影响更大。同时16元环大环内酯类抗菌药物无诱导性耐药和M表型耐药，提示16元环大环内酯类药物如乙酰麦迪霉素等将有更加广阔的临床应用前景。尤其是对于主流药物阿奇霉素耐药的情况，考虑到四环素类药物的毒副作用，乙酰麦迪霉素可能更具优势。耐药菌常具备多种耐药机制，目前 Mp对大环内酯类药物耐药机制还需要更深入的研究，如核糖体蛋白L4和L22的突变对耐药的影响等，以便支持临床选择合理的药物治疗，延缓耐药株的出现。为控制 Mp耐药的产生，还应合理规范使用大环内酯类抗生素，加强抗生素合理使用监管。
引用：吴云,李懿,刘亚丽,等. 肺炎支原体的感染治疗及对大环内酯类药物的耐药现状和机制[J]. 中华微生物学和免疫学杂志,2024,44(08)：718-726.