关于头孢地罗(cefiderocol)的肉汤微量稀释法与纸片扩散法之间敏感性比较的解释性协议,该协议采用了临床与实验室标准协会(Clinical and Laboratory Standards Institute)、欧洲抗菌药物敏感性测试委员会(European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing)以及美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration)制定的标准
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时间:2025年12月11日
来源:Journal of Clinical Microbiology 5.4
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碳青霉烯类耐药革兰氏阴性菌中头孢地尔(FDC)的稀释法(BMD)与扩散法(DD)检测结果一致性分析。研究纳入1170株不同属种(含CR/CS菌株)的革兰氏阴性菌,比较CLSI、EUCAST、FDA指南下BMD与DD的符合率(CA)。结果显示CLSI CA最高(90.0%-100%),EUCAST在E. cloacae复合群CA仅66.7%,FDA对A. baumannii-calcoaceticus复合群CA仅63.0%。误差分析表明CLSI错误率最低(mE 1.5%-5.0%),EUCAST易致耐药误判(ME 7.9%-50.7%),FDA在CR菌株中mE达41.0%。首次建立B. cepacia与E. anophelis的FDC敏感性数据。
### 研究背景与意义
头孢地尔罗辛(Cefiderocol,FDC)是一种新型碳青霉烯类抗生素,其独特的作用机制使其能够有效对抗产碳青霉烯酶的耐药革兰氏阴性菌(MDR-GNB)。FDC通过铁载体侧链穿透细菌外膜,结合青霉素结合蛋白(PBP),从而绕过常见的耐药机制(如外膜通透性改变、β-内酰胺酶活性增强)。该药物已获美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于治疗复杂尿路感染和医院获得性肺炎,但因缺乏统一的体外药敏试验分类标准,不同实验室在解读结果时可能存在差异,直接影响临床治疗选择。
目前,国际上有三个主要药敏分类标准:美国临床实验室标准研究所(CLSI)、欧洲临床微生物学与感染病学学会(EUCAST)和FDA。由于各机构对耐药性的定义、MIC(最低抑菌浓度)和抑制圈直径(DD)的解读规则存在差异,可能导致相同菌株在不同指南下被分类为不同耐药状态。例如,CLSI与EUCAST对FDC的敏感阈值设定不同,前者以误差率最小化为原则优化分类,后者则基于药代动力学/药效学(PK/PD)和流行病学阈值(ECOFFs)制定更保守的标准。这种差异可能引发实验室间的数据可比性障碍,甚至导致临床误判。
### 研究方法与样本特征
本研究纳入了1,170株革兰氏阴性菌,涵盖临床常见的高耐药风险菌种:
- **肠杆菌科**(包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、肠沃克菌等)
- **铜绿假单胞菌**和**鲍曼不动杆菌-钙塔奇菌复合体**
- **非典型病原菌**(如斯氏立克氏菌、伯克霍尔德菌、爱德华氏菌等)
样本来源为台湾和中国大陆的临床病例(2018-2025年),通过质谱鉴定菌种,并基于碳青霉烯类MIC值区分碳青霉烯敏感(CS)和耐药(CR)菌株。研究重点是比较BMD( broth microdilution,肉汤稀释法)与DD(disk diffusion, disk扩散法)在不同指南下的分类一致性,并探索无分类标准的菌种(如伯克霍尔德菌、爱德华氏菌)的药敏特征。
### 关键研究结果
#### 1. **分类一致性(CA)与误差分析**
- **CLSI标准**:整体CA最高(90.0%-100%),尤其在肠杆菌科(大肠杆菌、肺炎克雷伯菌)中表现优异,CR菌株的CA可达95%以上,仅个别因抑制圈边缘模糊(如鲍曼不动杆菌复合体)导致 minor error(ME率<5%)。
- **EUCAST标准**:CA显著降低(66.7%-100%),尤其在肠沃克菌和肠球菌复合体中表现较差。例如,肠沃克菌CR组的CA仅为75%,且存在大量major error(ME率>10%),表现为MIC分类为敏感(S)的菌株被DD误判为耐药(R)。
- **FDA标准**:CA波动较大,对鲍曼不动杆菌复合体的CA仅为63%,主要因 stricter zone diameter阈值导致大量假敏感分类(如MIC≤4 μg/mL的菌株被DD误判为R)。
#### 2. **不同菌种的分类差异**
- **肠沃克菌复合体**:
- CLSI:CA为98.0%,仅2% CR菌株因抑制圈边缘问题(如24 mm与23 mm临界值)导致 minor error。
- EUCAST:CA骤降至63.0%,主要因FDA和EUCAST对抑制圈直径的阈值设定更严格(如22 mm vs CLSI的23 mm),导致大量敏感菌被误判为耐药。
- **鲍曼不动杆菌复合体**:
- CLSI与EUCAST的CA分别为89.7%和86.7%,但FDA的CA仅69.0%,因FDA采用更保守的MIC阈值(如MIC≤4 μg/mL为敏感,而CLSI为≤2 μg/mL)。
- **斯氏立克氏菌**:
- 三大指南CA均达98%以上,仅1例CR菌株因MIC=2 μg/mL与DD抑制圈12-15 mm的交界值导致 minor error。
#### 3. **无分类标准的菌种**
- **伯克霍尔德菌**:20株样本中,所有菌株的MIC均≤0.06 μg/mL,抑制圈直径在28-32 mm之间,表明其天然对FDC高度敏感。
- **爱德华氏菌**:50株样本中,MIC中位数4 μg/mL,抑制圈13-23 mm。尽管无分类标准,但数据为未来制定指南提供参考,需注意MIC分布与抑制圈的关系可能存在非线性关联。
### 差异分析:指南间的核心矛盾
#### 1. **CLSI vs EUCAST**
CLSI通过散点图分析优化分类阈值,平衡假阳性和假阴性,而EUCAST基于PK/PD和流行病学阈值,优先减少假阳性(如将敏感阈值设为≥24 mm)。例如,在肺炎克雷伯菌中,EUCAST的敏感阈值(≥24 mm)比CLSI(≥23 mm)严格,导致10.3%的CR菌株因MIC≤4 μg/mL但抑制圈<24 mm被误判为耐药(ME率10.3%)。
#### 2. **CLSI vs FDA**
FDA标准与CLSI在肠杆菌科中一致,但在鲍曼不动杆菌复合体中差异显著。FDA的敏感阈值(≥22 mm)较CLSI(≥23 mm)宽松,但因其MIC阈值更严格(如MIC≤2 μg/mL为敏感),导致大量CR菌株(MIC=2-4 μg/mL)被误判为耐药(ME率41.0%)。
#### 3. **方法学差异的影响**
- **孵育时间**:肠杆菌科需18小时,而鲍曼不动杆菌需20小时,可能影响代谢产物积累导致的MIC波动。
- **终点判读**:CLSI和EUCAST均采用“抑制圈边缘模糊(≤1 mm)”作为中间值,但CLSI允许模糊抑制圈在≤8 mm时仍归为敏感,而EUCAST直接定义为耐药。
### 耐药机制与误分类的潜在原因
1. **外膜通透性改变**:如鲍曼不动杆菌的oqxB基因缺失导致FDC难以穿透外膜,需更高MIC值才能抑制生长,但DD方法可能因物理屏障误判为耐药。
2. **β-内酰胺酶活性**:KPC-2型酶可水解FDC,导致MIC虚高,但DD方法可能因酶活性不足而高估敏感性。
3. **铁载体介导的耐药**:部分菌株(如肠沃克菌)因过度表达铁载体而降低FDC摄取效率,需结合MIC与酶检测综合判断。
### 临床应用建议
1. **优先采用CLSI指南**:因其分类误差率最低(ME率<5%),尤其适用于肠杆菌科和鲍曼不动杆菌的耐药监测。
2. **谨慎使用EUCAST标准**:在肠沃克菌等非典型菌种中,EUCAST可能导致过度分类为耐药,需结合MIC值进一步验证。
3. **补充FDA数据**:FDA标准对高MIC值(≥16 μg/mL)的耐药菌株分类更严格,适合用于FDC的剂量优化研究。
4. **无分类标准的菌种**:伯克霍尔德菌和爱德华氏菌的MIC与抑制圈相关性良好,建议未来研究基于CLSI框架扩展其分类标准。
### 局限性及未来方向
1. **样本局限性**:研究主要针对亚洲地区,需扩大地理分布以验证结果的普适性。
2. **耐药机制未深入**:未检测β-内酰胺酶或外膜基因突变,建议结合基因测序分析误分类原因。
3. **MIC-抑制圈关联性不明确**:如爱德华氏菌的MIC=4 μg/mL与抑制圈16-23 mm的对应关系需进一步验证。
### 结论
CLSI指南在FDC药敏测试中表现出最佳分类一致性,适用于临床常规实验室。而EUCAST和FDA标准因设计理念差异(保守性vs误差率优化),可能导致特定菌种的误分类。未来需建立基于PK/PD的统一分类框架,并针对无分类标准的菌种(如伯克霍尔德菌)制定临时标准,以提升全球范围内FDC治疗的同质性。
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