“另一種可能的方法是，使用含有不同作用模式的多種殺菌成分組合的殺菌劑配方來降低微生物耐藥的可能性，就像使用聯(lián)合療法來避免對抗生素的耐藥一樣。”

?????????????????????????????????????? –––––by Lucy Jane Bock

首批從使用殺菌劑（皮膚消毒劑和物表器械消毒劑）中獲益的患者是兩個男孩，1867年，約瑟夫·李斯特(Joseph Lister)描述了他如何用苯酚來防止兩個男孩受傷的肢體感染，從而使他們免于截肢。1 從那時起，我們一直依賴于消毒劑，通過減少易感患者傷口、所使用用的導(dǎo)管、呼吸機(jī)和環(huán)境中的細(xì)菌污染來預(yù)防感染發(fā)生，易感患者如新生兒。如果殺菌劑失效，我們可能會再次活在一個充滿更多危險的世界里，剖腹產(chǎn)、早產(chǎn)、侵入性手術(shù)、燒傷和意外事故等造成的死亡事件將在全球司空見慣。鑒于多重耐藥(MDR)微生物可能導(dǎo)致無法治愈的感染，我們對殺菌劑的依賴再次增加，因為預(yù)防感染(使用殺菌劑)的實際效果優(yōu)于治療(使用失效的抗生素)。然而越來越多的證據(jù)表明，即使在推薦濃度下使用并且按照推薦接觸時間使用殺菌劑，細(xì)菌也會對殺菌劑產(chǎn)生耐藥性。從實驗室研究中，我們也發(fā)現(xiàn)越來越多的證據(jù)表明微生物對抗生素具有交叉耐藥性。我們正在研究這些令人擔(dān)憂的結(jié)果，以了解觀察性研究和實驗室結(jié)果與臨床感染預(yù)防措施之間的相關(guān)性，以及某些殺菌劑的使用是否會無意中導(dǎo)致出現(xiàn)對一線抗生素更具耐藥性的細(xì)菌。

殺菌劑用于患者和工作人員術(shù)前的手衛(wèi)生、沐浴以及皮膚消毒，它們可幫助燒傷患者康復(fù)并防止易感患者被環(huán)境中的微生物污染所感染，如在新生兒病房里銅綠假單胞菌污染病人。2 雖然感染預(yù)防的措施取決于所用殺菌劑的效果，但檢測殺菌劑效果的標(biāo)準(zhǔn)(EN 1040和EN 13727)并不非常具有挑戰(zhàn)性，因為它們并不能非常準(zhǔn)確地反映臨床的污染。所需≥5的對數(shù)下降效果僅指減少懸液中浮游細(xì)胞的數(shù)量而沒有考慮生物膜的保護(hù),而且所用菌株為標(biāo)準(zhǔn)實驗室菌株，不能準(zhǔn)確地反映當(dāng)前臨床的多重耐藥菌株。3-5在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中使用殺菌劑方面也沒有統(tǒng)一的方案，相反，不同地方和國家的指導(dǎo)方針差別很大。有賴于大量商業(yè)證實有效的殺菌劑配方，我們才能將細(xì)菌菌落和表面污染降低到足以避免感染的水平。

大多數(shù)殺菌劑在細(xì)菌細(xì)胞中有多個靶點，其中許多靶點尚未明確定義。通過改變細(xì)胞膜的強(qiáng)度或電荷使細(xì)胞膜破裂，導(dǎo)致跨膜質(zhì)子泵失活、滲漏、最終裂解。在細(xì)胞內(nèi)，殺菌劑可以通過破壞代謝過程或凝固細(xì)胞成分和破壞DNA發(fā)揮作用。6研究表明，殺菌劑的配方不一定總能達(dá)到足夠的殺滅效果，至少在實驗室環(huán)境中是如此，例如，肺炎克雷伯菌和銅綠假單胞菌在氯己定和奧替尼啶的有效濃度下仍可存活50%，即使當(dāng)分別暴露在推薦接觸時間內(nèi)，仍存在著感染預(yù)防失敗的風(fēng)險。7-8

長期以來，人們知道某些微生物具有一種內(nèi)在能力，能夠在某些殺菌劑的推薦濃度下依然耐藥的作用(見圖1)。微生物對特定殺菌劑的固有抗性來自于它們的膜結(jié)構(gòu)(革蘭氏陰性菌)、外排泵的表達(dá)(如銅綠假單胞菌)或代謝狀態(tài)(產(chǎn)生孢子)對殺菌過程產(chǎn)生影響。革蘭氏陰性菌是多重耐藥（MDR）最大的挑戰(zhàn)。由于具有外膜和脂多糖(LPS)層，它們對殺菌劑滲透的敏感性不如革蘭氏陽性菌。斯氏普羅維登菌（Providencia stuartii ） 和變形桿菌（Proteus spp. ）具有特別高的殺菌劑耐藥性。9此外，一些革蘭氏陰性菌，如銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌、鮑曼不動桿菌和洋蔥伯克霍爾德菌，含有大量的外排泵，有助于降低細(xì)胞內(nèi)殺菌劑的濃度。10事實上，由受污染的消毒溶液引起的新生兒和兒科病房暴發(fā)經(jīng)常報道，例如，在新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房由受污染的氯己定溶液引起的洋蔥伯克霍爾德菌的暴發(fā)11和在兒科腫瘤血液科暴發(fā)的無色桿菌暴發(fā)可追溯到受污染的季銨鹽溶液。12細(xì)菌孢子對最常用的殺菌劑如氯己定和碘制劑具有天然耐藥性，需要使用對其具有殺菌活性的消毒劑，例如高濃度的氯。13天然耐藥的細(xì)菌最值得關(guān)注，我們正在通過對這些耐藥菌可能隱藏的環(huán)境使用合適的感染預(yù)防措施來控制其傳播。例如，建議避免使用氯己定沖洗導(dǎo)管，因為這雖然能殺滅革蘭氏陽性細(xì)菌，但可能造成具有內(nèi)在耐藥性的奇異變形桿菌的選擇性耐藥，它可能形成結(jié)晶和生物膜，導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞進(jìn)而加重臨床癥狀。14

(圖一)? 根據(jù)微生物對殺菌劑的抗性進(jìn)行分類。

革蘭氏陰性菌對陽離子殺菌劑的耐藥在院內(nèi)MDR感染中提出了一個特殊的挑戰(zhàn)。在實驗室中已被證明能夠耐藥某些高濃度殺菌劑的菌群以粗體突出顯示。

長期以來，人們認(rèn)為敏感的細(xì)菌不能適應(yīng)殺菌劑從而增加它們對高濃度殺菌劑的耐藥性，理由是殺菌劑攻擊細(xì)胞的多個非特異性靶點(三氯生是一個例外，因為后來發(fā)現(xiàn)它有一個特異性靶點FabI)，15 現(xiàn)在已經(jīng)證明這是不正確的。細(xì)菌能夠改變它們的膜結(jié)構(gòu)，上調(diào)外排泵和/或增加它們生成生物膜的能力從而實現(xiàn)對殺菌劑6的耐藥 (見圖2)。原本對殺菌劑敏感的細(xì)菌可能現(xiàn)在能夠適應(yīng)殺菌劑并可能通過消毒程序而存活，這令人擔(dān)憂，也增加了管理難度。劑量不足的殺菌劑將使一些細(xì)菌克隆通過一個或多個抗性機(jī)制選擇，對殺菌劑更具耐藥性，從而保留生物活性。16-17 在實驗室中發(fā)現(xiàn)，殺菌劑劑量不足可導(dǎo)致生物膜的形成，如污染情況嚴(yán)重、清潔不到位、稀釋濃度錯誤、接觸時間的不足、不正確的配方等。細(xì)菌對殺菌劑的適應(yīng)有不同的機(jī)制也因不同的細(xì)菌有不同的適應(yīng)情況。

導(dǎo)致微生物對殺菌劑耐藥性增加的另一個主要適應(yīng)性是外排泵的上調(diào)(見下圖2A)，這使細(xì)菌可以將細(xì)胞內(nèi)殺菌劑的濃度降低到亞毒性水平。在革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌中，所有5個主要的外排泵家族的成員都顯示出對殺菌劑暴露反應(yīng)的上調(diào)，從而導(dǎo)致對三氯生、氯己定、苯扎氯銨、雙胍、西曲溴銨、多種季銨鹽QACs、酚醛和其他物質(zhì)的耐藥性增加。9? 通過qacA/B射流系統(tǒng)研究了金黃色葡萄球菌對氯己定的耐藥性，尤其令人擔(dān)憂的是，這些qac基因已經(jīng)在含有抗生素和/或重金屬耐藥基因的質(zhì)粒上被發(fā)現(xiàn)，這意味著對殺菌劑耐藥的選擇壓力可以導(dǎo)致對抗生素耐藥菌株的選擇，反之亦然。20? SME-(Serratia marcescens粘質(zhì)沙雷氏菌酶)型碳青霉烯類也被證明存在于遺傳基因中，該遺傳基因還包含TetR MFS外排泵，該泵可能增加對殺菌劑的耐藥性，這是抗生素耐藥性的共同選擇和殺菌劑耐藥性增加的另一個例子。21

傷口或臨床設(shè)備上已形成的生物膜，也對殺菌劑的起效產(chǎn)生障礙。生物膜很難被清除，因為這些細(xì)胞聚集在一起并受到作為擴(kuò)散屏障的排出的細(xì)胞外基質(zhì)的保護(hù)，并中和或結(jié)合殺菌劑使其失效。生物膜內(nèi)的生理異質(zhì)性也可以增強(qiáng)細(xì)菌的信號傳遞和基因交換，在混合物種的生物膜中，更耐藥的細(xì)菌可以保護(hù)敏感的細(xì)菌22(見下圖2B)。然而，除了現(xiàn)有生物膜提供的外層保護(hù)外，研究還表明，暴露于低水平的殺菌劑可增加生物膜本身的形成，例如表皮葡萄球菌中的案例23，這意味著暴露在殘留的生物殺菌劑中可能會增加生物膜產(chǎn)生的可能性，從而增加去污失敗的可能性。

（圖2）最常見的耐藥性殺菌劑耐藥機(jī)制

(A)革蘭氏陰性菌，陽離子殺菌劑與帶負(fù)電荷的脂多糖結(jié)合并穿透細(xì)胞膜。此外,通道蛋白使殺菌劑擴(kuò)散到外膜。在革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌，任何進(jìn)入細(xì)胞的殺菌劑都會通過各種排出泵排出。更高的殺菌劑濃度可以使得排出系統(tǒng)不足以維持細(xì)胞內(nèi)的殺菌劑處于亞毒性濃度。在耐藥殺菌劑的細(xì)胞中，由于外排物的增多可進(jìn)一步上調(diào)外排泵的表達(dá)，這將有助于細(xì)胞內(nèi)維持殺菌劑的亞毒性水平。在革蘭氏陰性細(xì)胞中，殺菌劑進(jìn)入細(xì)胞的可能性進(jìn)一步降低，通過通道蛋白的缺失和對帶負(fù)電荷的LPS脂多糖的修飾，使陽離子殺菌劑對外膜結(jié)合力、穿透力大大下降。甚至在不動桿菌中也檢測到脂多糖的完全去除。18

(B) 生物膜通過限制殺菌劑從細(xì)胞外向內(nèi)的滲透，在某些情況下降解殺菌劑，從而使細(xì)菌細(xì)胞在生物膜中受到保護(hù)，降低殺菌劑的功效。生物膜內(nèi)的細(xì)胞會改變新陳代謝，通常會增加對殺菌劑的耐藥性。藥敏的細(xì)菌(如革蘭氏陽性細(xì)菌)可以受到耐藥微生物(如革蘭氏陰性細(xì)菌)的保護(hù)，使兩者得以生存。

擁有生物膜的細(xì)胞僅暴露在亞毒性水平的殺菌劑中，在選擇壓力下產(chǎn)生更具耐藥性的細(xì)胞，使其重新定植于殺菌劑的靶向區(qū)域。暴露在亞毒性水平的殺菌劑中也能誘導(dǎo)細(xì)胞形成生物膜，從而形成對殺菌劑耐藥性不斷增加的惡性循環(huán)。

在同一菌株中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不止一種針對殺菌劑耐藥的機(jī)制，導(dǎo)致細(xì)菌在消毒劑的常見殺菌濃度下產(chǎn)生耐藥性。許多針對殺菌劑的不同耐藥機(jī)制導(dǎo)致了對抗生素和/或其他殺菌劑的交叉耐藥。雖然大多數(shù)抗生素都有特定的目標(biāo)位點(一個例外是多粘菌素)大多數(shù)殺菌劑具有非特異性和多靶點，但外排泵的表達(dá)增加，其中大多數(shù)具有廣泛的底物范圍，可將細(xì)胞內(nèi)抗生素或殺菌劑的濃度降低到亞毒性水平。24同樣，通過調(diào)整細(xì)胞膜，可以防止殺菌劑和抗生素進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生交叉抗性并存活(見圖2)。25生物膜形成能力的提高將拮抗殺菌劑和抗生素的作用。在實驗室的耐藥性研究中發(fā)現(xiàn)了幾個這種交叉抗性的例子。在一些病例中，銅綠假單胞菌對奧替尼啶的耐藥導(dǎo)致對氨基糖苷類藥敏性降低。8令人擔(dān)憂的是，由于PhoPQ.17突變導(dǎo)致脂多糖發(fā)生變化，適應(yīng)氯己定的肺炎支原體菌株可能對多粘菌素產(chǎn)生耐藥性。

在臨床上很難找到明確的由殺菌劑耐藥導(dǎo)致抗生素交叉耐藥的證據(jù)，相反，抗生素耐藥也可導(dǎo)致殺菌劑交叉耐藥，其致病順序難以確定。然而，銅綠假單胞菌對奧替尼啶的耐藥在模擬的臨床環(huán)境中與的實驗室環(huán)境中產(chǎn)生了相同的突變，這首次表明，實驗室的耐藥可能反映了在醫(yī)院排水槽中可能發(fā)生的情況8(Bock et al . 2019稿件編寫中)。一些研究開始在縱向研究的基礎(chǔ)上分析臨床環(huán)境中細(xì)菌種群可能發(fā)生的變化。抗生素和大多數(shù)殺菌劑在20世紀(jì)50年代開始廣泛使用。通過比較1917 – 1949年肺炎克雷伯菌株與現(xiàn)代菌株的耐藥譜可知，現(xiàn)代菌株對三氯生、氯己定和多種季銨鹽的耐藥均有所增加。26

英國一家醫(yī)院在長達(dá)86年時間里，采用了氯己定進(jìn)行病原微生物的去定植，隨后改為奧替尼啶。金黃色葡萄球菌菌株對氯己定和奧替尼啶的耐藥性隨著消毒流程的演變而顯著增加。與氯己定和氟喹諾酮有關(guān)的外排泵NorA和NorB的突變也隨時間增加。27

類似地，一項對澳大利亞醫(yī)院19年間糞腸球菌對酒精的耐藥性進(jìn)行的研究顯示，這段時間內(nèi)屎腸球菌的耐藥性增強(qiáng)了10倍。此時期正是酒精搓手在醫(yī)院得到了推廣的時間。

在大多數(shù)耐酒精菌株中發(fā)現(xiàn)了與耐溶劑相關(guān)的基因突變，并檢測到屎腸球菌E. faecium的耐酒精序列類型發(fā)生了轉(zhuǎn)變。28荷蘭最近的一項研究也發(fā)現(xiàn)，6型序列(ST6)在單核細(xì)胞李斯特菌感染中所占比例有所上升。ST6菌株含有emrC質(zhì)粒，該質(zhì)粒編碼苯扎氯銨、阿莫西林和慶大霉素外排泵。在食品加工業(yè)中季銨鹽類、苯扎氯銨的使用可能無意中使單核細(xì)胞李斯特菌在選擇壓下產(chǎn)生的毒性更強(qiáng)、耐藥性更強(qiáng)的ST6菌株。29

這些流行病學(xué)研究，結(jié)合對耐藥性機(jī)制的實驗室調(diào)查，是進(jìn)一步探討我們的發(fā)現(xiàn)與臨床相關(guān)性的起點。過去15年來，對殺菌劑耐藥性的實驗室研究有所增加。這些研究表明，在實驗室中，大多數(shù)微生物可以對大多數(shù)陽離子殺菌劑產(chǎn)生一定程度的增強(qiáng)耐藥性。因此，問題出現(xiàn)了：對殺菌劑耐藥性的增強(qiáng)在臨床上沒有被作為一個問題提出，是因為我們沒有尋找它因此沒有發(fā)現(xiàn)它？還是因為我們一直把它歸因于其他因素呢？先前描述的一些較長期的研究表明，我們的醫(yī)院中的微生物對殺菌劑的耐藥性正在逐漸提高?？股亟徊婺退幒涂股毓策x擇耐藥之間的關(guān)系，是殺菌劑耐藥中最令人擔(dān)憂的部分，這些直到我們開始描述一些殺菌劑耐藥機(jī)制時才變得明確起來。因此，交叉耐藥、共選擇和增加殺菌劑耐藥性的臨床實例缺乏，并不能證明這些不會發(fā)生，而正是由于缺乏對殺菌劑耐藥機(jī)制的知識，此類研究才未能得以開展。

了解對微生物現(xiàn)有殺菌劑濃度的耐藥性在疫情控制中尤其重要。疫情暴發(fā)主要通過加強(qiáng)感染預(yù)防措施加以控制，包括強(qiáng)化殺菌劑的使用。30 – 32

由于沒有對臨床菌株進(jìn)行殺菌劑藥敏性檢測，尚不清楚感染暴發(fā)菌株對殺菌劑耐藥性的增強(qiáng)是否是感染預(yù)防崩潰的一個誘因，以及在暴發(fā)控制中使用的特定殺菌劑發(fā)揮了什么作用。篩選暴發(fā)菌株中對殺菌劑耐藥性的機(jī)制可以防止無效殺菌劑的使用，從而使得暴發(fā)無法控制。一項對殺菌劑藥敏試驗的獨立研究，調(diào)查了從兒科燒傷病房患者中分離出的銅綠假單胞菌對聚維定碘、氯己定和磺胺嘧啶銀的耐藥性。根據(jù)感染菌株的藥敏性，改變局部處理方案，成功地消除了傷口內(nèi)的銅綠假單胞菌。33另一種可能的方法是，使用含有不同作用模式的多種殺菌成分組合的殺菌劑配方來降低微生物耐藥的可能性，就像使用聯(lián)合療法來避免對抗生素的耐藥一樣。

關(guān)于這種“多成分組合型殺菌劑”的有效性的研究尚未進(jìn)行，因此，支持這種殺菌劑會降低耐藥機(jī)會的觀點仍然占大多數(shù)。此外，還計劃開展進(jìn)一步研究，以調(diào)查特定的殺菌劑-生物組合是否更有效，或是否增加耐藥的可能性，以便感染預(yù)防專業(yè)人員在制定特定微生物應(yīng)用指南時正確選擇?？偟膩碚f重點是要考慮：是否需要或能夠改變感染預(yù)防具體措施，以防止將來出現(xiàn)殺菌劑耐藥和對抗生素可能產(chǎn)生交叉耐藥性的問題，就像抗生素管理有助于為未來保存抗生素資源那樣。34

綜上所述

研究表明，在大多數(shù)情況下，殺菌劑在預(yù)防感染方面是有效的，但如果使用不當(dāng)，則可能會失效。在這種劑量不足的殺菌劑暴露之后，細(xì)菌可以通過對抗生素產(chǎn)生交叉耐藥性的機(jī)制，或在某些情況下，通過位于相同移動元素上的殺菌劑和抗生素耐藥性基因的共同選擇，增強(qiáng)對常用殺菌劑的耐藥性。到目前為止，大多數(shù)殺菌劑耐藥的證據(jù)是基于實驗室的發(fā)現(xiàn)，但有跡象表明這些可能與臨床有關(guān)，這顯然需要進(jìn)一步研究。根據(jù)目前有限的發(fā)現(xiàn)，問題仍然是：是否以及何時改變目前使用殺菌劑的方式，以避免今后在預(yù)防感染方面出現(xiàn)問題。

致謝:感謝J·馬克·薩頓和馬修·E·萬德對手稿的批評反饋。

資助:作者沒有從任何公共、商業(yè)或非盈利部門的資助機(jī)構(gòu)宣布這項研究的具體資助。

免責(zé)聲明:所表達(dá)的觀點是作者的觀點，不一定是英國公共衛(wèi)生的觀點。

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