羅訊 徐紫慧 張文勁 劉暢 李祖剛 郝海紅

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國家獸藥殘留基準(zhǔn)實驗室，農(nóng)業(yè)部獸藥殘留檢測重點實驗室，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國家獸藥安全評價實驗室，農(nóng)業(yè)部畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室，武漢 430070)

近年來，抗生素耐藥性問題逐漸發(fā)展成為世界上最緊迫的公共衛(wèi)生問題之一。由于耐藥菌的大量產(chǎn)生，曾經(jīng)很容易治療的疾病治愈率下降，治療費用越來越高，對人類健康造成嚴(yán)重威脅。據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，細(xì)菌耐藥性的蔓延已經(jīng)損害了人類醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)程，如果不采取拯救措施，預(yù)計到2050年，每年因此死亡人數(shù)將高達(dá)上千萬[1]。

歐盟和北美作為世界上對抗生素耐藥性監(jiān)測較為權(quán)威的兩個國家(地區(qū))，常作為其他地區(qū)制定耐藥性監(jiān)測方案的重要參考，但是針對這兩個國家(地區(qū))的耐藥監(jiān)測系統(tǒng)以及耐藥發(fā)生情況的對比研究仍然較少。因此，在本研究中，作者從抗生素耐藥性監(jiān)測系統(tǒng)、耐藥判定標(biāo)準(zhǔn)、耐藥流行現(xiàn)狀、耐藥機制以及耐藥管理等多方面對歐盟(包括丹麥)和北美(美國和加拿大)的抗生素耐藥性進(jìn)行比較分析，以期為我國抗菌藥物耐藥性監(jiān)測提供相關(guān)數(shù)據(jù)。同時需要注意本文主要側(cè)重于公共衛(wèi)生及食物和動物源抗生素耐藥性，但這并不能掩蓋或替代醫(yī)源性抗生素耐用性的監(jiān)測。

1 歐盟和北美的抗生素耐藥監(jiān)測系統(tǒng)

歐盟抗菌藥耐藥性監(jiān)測網(wǎng)(European Antimicrobial Resistance Surveillance Network,EARSNet)是歐盟政府資助成立的歐洲最大的抗生素耐藥監(jiān)測系統(tǒng)，目的在于為歐洲人類抗菌藥耐藥性臨床表現(xiàn)和流行病學(xué)研究提供數(shù)據(jù)，并分析歐洲抗生素耐藥性流行趨勢，為政府制定決策提供及時數(shù)據(jù)[2-3]。歐洲藥品管理局(European Medicines Agency，EMA)高度關(guān)注抗生素耐藥性問題，其下屬部門歐盟獸用抗菌藥監(jiān)測(European surveillance of veterinary antimicrobial consumption,ESVAC)[4]，主要負(fù)責(zé)收集獸用抗菌藥耐藥性數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)每年都會發(fā)布一份關(guān)于獸用抗菌藥全面信息的數(shù)據(jù)庫，以供用戶檢索。除此之外，歐盟其他成員國也相繼實施耐藥性監(jiān)測，其中北歐國家在控制耐藥性方面尤為突出，例如丹麥抗菌藥耐藥性整合監(jiān)測和研究系統(tǒng)(the Danish integrated antimicrobial resistance monitoring and research programme,DANMAP)，該系統(tǒng)成立較早，不可忽視其在歐洲抗生素耐藥性監(jiān)測方面所做出的貢獻(xiàn)。

1996年，由美國疾病防控與預(yù)防中心(CDC)、美國食品和藥品管理局(FDA)、美國農(nóng)業(yè)部(USDA)以及各州和地方衛(wèi)生部門之間合作成立了國家抗菌藥耐藥性監(jiān)測系統(tǒng)(National Antimicrobial Resistance Monitoring System,NARMS)，并于2003年在全國范圍內(nèi)普及[5]。其重要任務(wù)是從人、肉類零售食品、食源性動物中分離腸道病原菌進(jìn)行抗微生物藥敏實驗，耐藥流行病學(xué)分析等。針對耐藥性監(jiān)測，NARMS各部門之間分工明確，相互協(xié)調(diào)(表1)。加拿大抗生素耐藥性監(jiān)測綜合項目(Canadian integrated program for antimicrobial resistance surveillance,CIPARS)是國家成立的，用于收集、整合、分析和傳播抗菌藥物趨勢以及人類、動物和食源性動物中細(xì)菌的耐藥性的項目，它每年會發(fā)布年報并根據(jù)樣本的流行病學(xué)情況制定基礎(chǔ)政策，以控制抗生素的使用和延長抗菌藥的效力，并提出遏制耐藥菌傳播的措施[6]。

因為每個國家的資源、各自監(jiān)測系統(tǒng)及其負(fù)責(zé)部門職能和結(jié)構(gòu)均不相同，因此監(jiān)測系統(tǒng)的組織也各有差異，詳細(xì)信息見表2。

2 歐盟和北美耐藥流行病學(xué)比較

歐盟和北美均將監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)布于網(wǎng)站上，便于數(shù)據(jù)的交流及研究，關(guān)于其藥物敏感性實驗、耐藥現(xiàn)狀、耐藥機制和耐藥監(jiān)測結(jié)果分析等，都可以作為借鑒。

2.1 耐藥判定標(biāo)準(zhǔn)

對從人以及家禽、家畜中分離菌株進(jìn)行定量分析時，歐盟引入野生型臨界值也叫流行病學(xué)臨界值(ECOFFs或者COWT)，是根據(jù)大量的MIC分布圖建立的耐藥判定臨界值，來區(qū)分微生物耐藥性。同時亦兼顧臨床臨界值(COCL)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，臨床臨界值是臨床治愈率大于等于90%所對應(yīng)的MIC值，它將MIC值與臨床治療效應(yīng)相聯(lián)系，在一定程度上反映了療效與耐藥判定標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。而對于自人體中分離菌株耐藥性的定性解釋性標(biāo)準(zhǔn)，則通常采用臨床臨界值將其定性為敏感菌株和不敏感菌株(包含中介和耐藥)。歐盟認(rèn)為當(dāng)方法以及解釋性標(biāo)準(zhǔn)相同時，不同來源的菌株可以直接進(jìn)行對比分析。

表1 美國NARMS抗生素耐藥性監(jiān)測分工[7-8]Tab.1 Interagency partnership within the NARMS in the United States

表2 各國家(地區(qū))耐藥性監(jiān)測系統(tǒng)對比Tab.2 Comparison of drug resistance surveillance systems in various countries (regions)

美國亦將野生型臨界值廣泛應(yīng)用在耐藥性判定中。例如在過去的研究中，美國通常使用對萘啶酸的耐藥性來指示對氟喹諾酮類藥物的耐藥性，而在2013年，美國臨床和實驗室標(biāo)準(zhǔn)研究研究所CLSI修訂了環(huán)丙沙星對沙門菌的MIC，研究表明沙門菌對環(huán)丙沙星敏感性降低(degrade sensitivity of ciprofloxacin，DSC)(MIC≥0.12μg/mL)，目前這一MIC值(COWT)被用于界定沙門菌對氟喹諾酮耐藥性的新指標(biāo)[9]，并且使用臨界值來判定耐藥性比用萘啶酸作為指示更具有臨床意義。在2015年年度報告中，美國臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)化研究協(xié)會(CLSI)將沙門菌對環(huán)丙沙星敏感性降低和/或哌啶酸耐藥作為判定氟喹諾酮類藥物耐藥的判定標(biāo)準(zhǔn)[10]。

2.2 耐藥現(xiàn)狀

2.2.1 歐盟耐藥性現(xiàn)狀

截止到2016年歐盟公布的最新資料中顯示，對于人類大腸埃希菌感染，氨芐青霉素(29.5%)、磺胺類藥物(34.6%)和四環(huán)素(29.2%)已經(jīng)對其產(chǎn)生極高耐藥性，對第三代頭孢菌素仍然比較敏感(表3)。細(xì)菌對多種藥物耐藥性攀升導(dǎo)致了藥物對疾病治療失敗加劇，據(jù)報道，一株分離得到的鼠傷寒沙門菌對9種測試藥物中的8種均耐藥，僅對美羅培南敏感。從肉雞、養(yǎng)肥火雞和它們的肉類食品中分離的沙門菌以及大腸埃希菌，均對氨芐西林、喹諾酮、四環(huán)素以及磺胺類藥物展現(xiàn)極高耐藥性，而對第三代頭孢菌素的敏感程度仍然較高。除此之外，沙門菌和大腸埃希菌對黏菌素也保持低耐藥水平[16]。在人類，肉雞以及肉類食品中彎曲桿菌對環(huán)丙沙星和四環(huán)素的耐藥性極高，對紅霉素(97.9%)敏感。

2.2.2 美國耐藥性現(xiàn)狀

NARMS系統(tǒng)中截止2015年關(guān)于人類抗菌藥耐藥現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果見表4[17]。由表可以看出，多重耐藥現(xiàn)象十分嚴(yán)重。例如非傷寒沙門菌，對氨芐西林、氯霉素、鏈霉素、磺胺類藥物和四環(huán)素均已經(jīng)耐藥。

美國疾病防控中心估計，沙門菌每年可造成120萬人患病。大部分患者可以很快得到治愈，但是對于感染都柏林沙門菌的患者，治療效果并不理想[18]。都柏林沙門菌是沙門菌的一種亞型，通常出現(xiàn)在牛體中，并在人類中傳播，引起一種罕見且難以治愈的疾病。美國的都柏林沙門菌病主要通過牛奶制品和牛肉產(chǎn)品得以傳播。在過去10年間，超過一半的都柏林沙門菌的病原菌對7種治療藥物耐藥，造成了極其嚴(yán)重的臨床結(jié)果[19]。2015年，在肯塔基州雞源性沙門菌中首次分離到了對環(huán)丙沙星耐藥的突變株，這也提示我們氟喹諾酮類藥物耐藥性的進(jìn)一步擴(kuò)大，在過去的幾年中，在免疫缺陷宿主或者正常防御宿主中，均有報道指出環(huán)丙沙星和其他氟喹諾酮類藥物對沙門菌病治療失敗。相比于沙門菌，分離自火雞的大腸埃希菌耐藥現(xiàn)象比較嚴(yán)重(85%的耐藥菌分離自火雞肉，90%分離自火雞盲腸)。

表3 2016年歐盟抗生素耐藥發(fā)生率統(tǒng)計Tab.3 Statistics on the incidence of antibiotic resistance in EU in 2016

2.2.3 加拿大耐藥性現(xiàn)狀

目前加拿大可查的最新調(diào)查結(jié)果是2017年出版的關(guān)于2015加拿大抗生素耐藥性監(jiān)測系統(tǒng)報告[20]。報告中顯示獸用抗菌藥的使用數(shù)量是人用抗菌藥的1.7倍，而在獸用抗菌藥的使用中，用于預(yù)防的數(shù)量又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于治療疾病和促生長作用。而重要抗菌藥使用量的變化也時刻影響著耐藥性發(fā)生的情況。例如減少使用第三代頭孢菌素類藥物后發(fā)現(xiàn)細(xì)菌(包括沙門菌和大腸埃希菌)對頭孢曲松鈉的耐藥性也隨之降低。自2011年以來，加拿大地區(qū)細(xì)菌多重耐藥現(xiàn)象迅速攀升，多數(shù)沙門菌臨床分離株表現(xiàn)出對至少超過5種藥的耐藥性。而各地區(qū)也相繼出現(xiàn)了多重耐藥大腸埃希菌導(dǎo)致氟喹諾酮類藥物治療失敗的案例[21]。 加拿大地區(qū)公布的相關(guān)耐藥情況如表5所示。

2.2.4 丹麥耐藥性現(xiàn)狀

自1995年以來，DANMAP主要對從肉雞、豬肉、牛肉以及人類樣本病料中分離的鼠傷寒沙門菌、彎曲桿菌以及大腸埃希菌進(jìn)行監(jiān)測，直至2014年對沙門菌和彎曲桿菌的藥物敏感性實驗從未間斷過，以期協(xié)調(diào)歐盟的耐藥性監(jiān)測任務(wù)[22]。因為丹麥隸屬于歐盟組織，因此其耐藥結(jié)果也被EMA參考總結(jié)，DANMAP2016年公布的耐藥情況如下表6所示。

表4 2015年NARMS系統(tǒng)中人用抗生素耐藥發(fā)生率統(tǒng)計Tab.4 Statistics on the incidence of human antibiotic resistance in NARMS in 2015

2.2.5 中國耐藥性現(xiàn)狀

以往的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國每年抗生素的使用量大約為16萬噸，其中獸用抗生素高達(dá)52%[24]。種種數(shù)據(jù)表明，抗生素用量的逐年急劇增長，也將成為我國控制抗生素耐藥性問題的一大挑戰(zhàn)。目前我國抗生素耐藥性仍然呈現(xiàn)產(chǎn)生較快，耐藥強度增加，耐藥譜越來越廣等特點，為了解細(xì)菌的耐藥現(xiàn)狀，指導(dǎo)臨床用藥，以及為耐藥決策的制定提供參考數(shù)據(jù)，我國亦開展了耐藥監(jiān)測計劃[25]。國家衛(wèi)生部于2005年正式成立全國細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)(CARSS)，開展抗菌藥物敏感實驗的判斷標(biāo)準(zhǔn)采用2015年CLSI相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測結(jié)果如下表7所示，結(jié)果顯示大腸埃希菌對第三代頭孢菌素、碳青霉烯類藥物以及喹諾酮類藥物的耐藥率相對于2015年分別下降了2.4%、0.4%和0.6%；肺炎鏈球菌對青霉素和紅霉素耐藥的全國檢出率較上一年分別下降0.3%和上升2.9%；糞腸球菌和屎腸球菌對萬古霉素的耐藥率分別較2015年下降0.2%和0.9%；而在全國范圍內(nèi)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的全國檢出率已達(dá)到34.4%，較2015年下降1.4%[26]。在動物源細(xì)菌耐藥監(jiān)測方面，日前農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《2018年動物源細(xì)菌耐藥性監(jiān)測計劃》，計劃規(guī)定監(jiān)測細(xì)菌主要包括包括大腸埃希菌、腸球菌(分為屎腸球菌和糞腸球菌)、沙門菌、金黃色葡萄球菌、彎曲桿菌(分為空腸彎曲桿菌和結(jié)腸彎曲桿菌)等。沙門菌和金黃色葡萄球菌可根據(jù)各地分離情況進(jìn)行監(jiān)測。

表5 2015年CIPARS抗生素耐藥發(fā)生率統(tǒng)計Tab.5 Statistics on the incidence of antibiotic resistance in CIPARS in 2015

表6 2016年DANMAP抗生素耐藥發(fā)生率統(tǒng)計Tab.6 Statistics on the incidence of antibiotic resistance in DANMAP in 2016

2.3 耐藥機制分析

2014年[18,27]，美國首次公布了對于人沙門菌全基因組測序結(jié)果，于大多數(shù)藥物來說，其耐藥性是由特定的耐藥基因介導(dǎo)的，例如氨芐西林耐藥性由blaTEM-1b介導(dǎo)，tetA/B和floR分別介導(dǎo)四環(huán)素和氯霉素耐藥。傳統(tǒng)的頭孢類抗生素耐藥機制主要由blaCMY-2介導(dǎo)，而近期的研究亦發(fā)現(xiàn)了幾種攜帶blaSHV-12、blaSHV-30、blaCTX-M-1、blaCTX-M-55和blaCTX-M-65耐藥基因的新超廣譜β-內(nèi)酰胺酶。沙門菌對環(huán)丙沙星敏感性降低，則主要是由氟喹諾酮類藥物耐藥區(qū)域(QRDR)突變介導(dǎo)的。大多數(shù)環(huán)丙沙星耐藥菌株都有QRDR突變和質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥基因(PMQR)突變引起。

表7 2016年CARSS系統(tǒng)中人用抗生素耐藥發(fā)生率統(tǒng)計Tab.7 Statistics on the incidence of human antibiotic resistance in CARSS in 2016

在動物源性沙門菌和大腸埃希菌以及人源沙門菌中，因超廣譜β-內(nèi)酰胺酶ESBLs/AmpC β-內(nèi)酰胺酶產(chǎn)生的耐藥菌株比例較低，概率在0～2.7%之間。由產(chǎn)ESBLs/AmpC引起的大腸埃希菌耐藥菌株首次在家禽及其肉類食物中評估，結(jié)果顯示在歐盟各成員國之間具有顯著不同。

沙門菌的多重耐藥作用模式通常可以描述為(ACSSuT)：氯霉素、鏈霉素、磺胺類藥物和四環(huán)素多重耐藥[28]。2015年，65%的豬沙門菌都對ASSuT耐藥[29-30]。另外研究表明，從盲腸中分離得到的腸球菌的多重耐藥幾率大于從零售肉中分離菌株。多重耐藥菌株的比例在歐盟之中高達(dá)26.5%，而在美國肯塔基州多重耐藥菌株高達(dá)76.3%并且超過半數(shù)的分離菌株至少對5種類型抗生素耐藥。2016年，從歐盟的兩個成員國(塞普洛斯和羅馬尼亞)，檢測出了14株含碳青霉烯酶的雞源大腸埃希菌，在沙門菌血清型中發(fā)現(xiàn)極高程度的多重耐藥菌。

進(jìn)一步的細(xì)菌分型有助于耐藥機制特征研究分析。歐盟將耐甲氧西林金黃色葡萄球菌分為3種表型-社區(qū)獲得性(community-associated,CA)、衛(wèi)生保健獲得性(health care associated,HA)和家畜獲得性(livestock-associated,LA)。例如報道最為廣泛的spa基因型歸類于LA-MRSA，其中CC38和ST9是歐盟中最普遍存在的類型。目前，西班牙[31]從兔肉中分離出一株單一的spa型t1190耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，而以往報道中t1190通常與CC96聯(lián)合出現(xiàn)，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌ST96/CC96仍然沒有廣泛的報道[32]。利奈唑胺曾是歐盟治療高耐藥MRSA感染的有效抗生素，但是在比利時生豬生產(chǎn)部門分離出兩株耐利奈唑胺細(xì)菌，盡管在動物體內(nèi)檢測到LA-MRSA中可轉(zhuǎn)移的耐藥基因cfr并沒有廣泛流行，但是仍然有可能對公共衛(wèi)生造成嚴(yán)重影響。

2.4 對抗耐藥性的戰(zhàn)略措施

據(jù)歐盟的調(diào)查結(jié)果表明，由多重耐藥菌感染而造成每年超過2.5萬人死亡，因此造成死亡醫(yī)療保健和社會生產(chǎn)力損失高達(dá)15億歐元。而另一方面，僅在美國，每年就有200多萬細(xì)菌感染病例，而這些細(xì)菌至少對一線抗生素已經(jīng)產(chǎn)生了耐藥，美國醫(yī)療和保健機構(gòu)為解決耐藥問題所需支出超過200億美元[33]。針對這些現(xiàn)象，歐盟頒布了新的耐藥行動計劃，提出共同健康(One health)口號，主張人與動物健康密切關(guān)聯(lián)，疾病可以從動物傳播到人類，反之亦然。同時警惕人們注意周圍環(huán)境的變化也會成為微生物耐藥性風(fēng)險增加的新源頭。該計劃[34-35]的主要目標(biāo)建立在3個方面：(1)使歐盟成為耐藥性監(jiān)測的最佳實踐區(qū)；(2)積極進(jìn)行耐藥性信息數(shù)據(jù)收集、研究、發(fā)展和創(chuàng)新；(3)開展全球議程，使全球耐藥信息共享。針對耐藥性現(xiàn)象，美國[36]亦提出了4個戰(zhàn)略目標(biāo)：(1)制定更具有代表性的食品動物生產(chǎn)和消費策略，更適用于數(shù)據(jù)趨勢分析；(2)優(yōu)化數(shù)據(jù)采集、分析和報告；(3)加強項目合作研究；(4)與國際機構(gòu)合作，特別是那些致力于減緩耐藥細(xì)菌傳播的國際機構(gòu)。世界衛(wèi)生組織(WHO)也一直在關(guān)注微生物耐藥性問題[37]，并于2015年啟動了“抗微生物藥物耐藥性全球行動計劃”，該計劃分為5項戰(zhàn)略目標(biāo)：(1)提高對抗微生物藥物耐藥性的認(rèn)識與理解；(2)加強監(jiān)測和研究；(3)降低感染發(fā)生率；(4)優(yōu)化抗微生物藥物的使用；(5)確保在應(yīng)對抗生物藥物耐藥性方面進(jìn)行可持續(xù)投資。

3 展望

針對抗生素耐藥問題，世界衛(wèi)生組織也設(shè)立了全球抗生素耐藥監(jiān)測系統(tǒng)(GLASS)[38]，該系統(tǒng)2014年發(fā)布了首份全球抗生素耐藥報告。報告顯示世界遭受嚴(yán)重的公共衛(wèi)生威脅，全球?qū)⒚媾R進(jìn)入“后抗生素時代”的挑戰(zhàn)[1]，針對當(dāng)下微生物對多種臨床抗生素的耐藥性逐漸增強的現(xiàn)狀，甚至抗幾乎所有臨床相關(guān)抗生素的“超級細(xì)菌”已出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)立即開展抗生素耐藥防控相關(guān)活動，以減緩或規(guī)避“無藥可救”的情形的到來。目前，歐盟地區(qū)和北美地區(qū)在應(yīng)對抗生素耐藥性問題方面，都實施了符合本國(本地區(qū))抗生素耐藥特點的監(jiān)控措施。在監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測細(xì)菌種類與范圍，耐藥判定標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)報道等方面具有差異但同時又相互參考，為國際間的數(shù)據(jù)交流提供條件。

我國抗生素耐藥監(jiān)測工作進(jìn)展滯后于北美及歐洲多數(shù)發(fā)達(dá)國家，目前仍然存在監(jiān)測系統(tǒng)不完善，標(biāo)準(zhǔn)不能統(tǒng)一，監(jiān)測覆蓋面狹窄，數(shù)據(jù)單薄，信息更新不及時等一系列問題[25]，因此我們可以借鑒歐盟與北美一些優(yōu)秀經(jīng)驗，與國際研究接軌，完善我國耐藥監(jiān)測系統(tǒng)，擴(kuò)大監(jiān)測范圍，積極進(jìn)行耐藥流行病學(xué)動態(tài)數(shù)據(jù)分析。加強藥物使用規(guī)范，健全藥物管理制度。研發(fā)治療疾病新制劑，例如新型抗菌疫苗的研制，新型抗菌肽等活性物質(zhì)[39]。同時可考慮利用細(xì)菌基因組學(xué)，比較耐藥基因的變化，以獲得新的靶標(biāo)用于特定微生物的抗菌藥物的研發(fā)[40]。綜合運用多種方法和途徑，使我國抗生素耐藥性監(jiān)測得到完善與發(fā)展。