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耐药肺结核防治

2014年04月10日

  广泛耐药性肺结核主要影响从事经济活动的年轻人,具有较高的死亡率,其出现引发了全球的健康危机。在一些国家,如南非, 耐药性肺结核占肺结核病例的3%,却消耗了全国肺结核总预算的1/3以上,该不可持续状况给国家肺结核规划的稳定性带来威胁。

  然而,谈耐多药结核病色变,特别是完全耐药肺结核和极度耐药肺结核,这两种肺结核耐所有或几乎所有的传统一线和二线抗结核药物。

  在本综述中,作者讨论了肺结核的流行病学,发病机制,诊断,治疗,对医务工作者的影响,广泛耐药肺结核和其他耐药结核菌在道德和医学法学方面的问题。最后,讨论了功能无法治愈的肺结核的新问题,以及这些问题给公共卫生和临床实践带来问题和挑战。

  高度耐药结核菌的出现和增长使治疗肺结核的新药物和肺结核快速诊断迅速发展,更加紧迫的是应增加资金,加强对全球肺结核的控制,研究和宣传。

  综述要点:

  ⑴广泛性耐药和更多的耐药性肺结核对全球健康构成严重威胁,导致高死亡率,特别是治疗十分昂贵。

  ⑵分子流行病学研究数据显示,广泛耐药性肺结核是逐步获得和出现的,随后是传播和疫情扩大。

  ⑶模拟研究表明,耐药肺结核的早期诊断和有效治疗可以大大减少疾病负担。

  ⑷一些新的见解(例如,人体内药代动力学变化,外排泵,肺内药物梯度,适应性突变差异影响适应性和疾病超级传播的概念)挑战目前对耐药性肺结核发病机制的理解。

  ⑸一些新技术(如GeneXpert MTB / RIF检测)能够快速诊断耐药性肺结核。

  ⑹因为缺乏有效的药物,广泛耐药性肺结核患者的治疗效果(尤其是在流行环境中)较差。

  ⑺缺乏有效的药物和资源稀缺意味着无法治愈的肺结核患者进入社会,成为肺结核传播的高危因素。

  ⑻最近,几个新的有效抗结核药物(如delamanid,bedaquiline和利奈唑胺)已供临床使用,但耐药肺结核联合用药方案急需在中等载量和高载量条件下的前瞻性临床研究中验证。

  一、概述

  虽然全球一些地区肺结核的发病率正在下降(如美洲,欧洲,西太平洋地区和东南亚),其他地区(如非洲)肺结核则是失控的,造成每年约150万人死亡。过去十年中,全球许多地区耐多药肺结核的发病率(至少对异烟肼和利福平耐药)迅速增长。

  最近,这种担忧已经被广泛耐药肺结核的威胁所超越(耐异烟肼,利福平,氟喹诺酮类,一种二线注射类药物;图1)。在该新的威胁中,适当的诊断,预防和治疗非常关键,有以下几个原因。

  耐多药结核病及其进展形式较药物敏感性肺结核预后差;耐药性肺结核经常影响从事经济活动的年轻人,虽然耐多药和广泛耐药肺结核占资源贫乏地区肺结核总负担的极小部分,但这些结核菌消耗了结核病规划的不相称比例资源。

  例如,在南非,耐多药和广泛耐药肺结核占肺结核总感染例数不到3%,但消耗国家肺结核规划总预算的35%,该花费相当大的比例用于广泛耐药性肺结核。在本综述中,作者讨论广泛耐药性肺结核和超广泛耐药性肺结核的几个重要方面。

  图1.广泛耐药性肺结核的全球分布(根据基因型和国家)

 


  二、定义和术语

  1.耐药性肺结核包括耐多药,广泛耐药,极度耐药和完全耐药性肺结核。

  ⑴.耐多药结核病:至少对异烟肼和利福平的两个最有效的第一线抗结核药物耐药;治疗更昂贵且有毒副作用,在有效治疗方案中的治愈率(40%-80%)较药物敏感菌株差(> 90%治愈率)。

  ⑵.广泛耐药结核病:耐多药结核病加上耐任何氟喹诺酮类药物和任何二线注射药物(即,卡那霉素,丁胺卡那霉素,或卷曲霉素);广泛耐药结核病的治愈率和存活率较耐多药结核病差。

  ⑶.超广泛耐药结核病:初步研究数据表明,治愈率和存活率可能较耐所有二线注射药物的结核病差,WHO推荐的所有第4组药物,乙胺丁醇和吡嗪酰胺,除了广泛耐药结核病,都需要前瞻性研究来确认;两个概念(极端耐药结核病和完全耐药结核病),未获得WHO认可,已经被提出用来描述最严重耐药形式的结核病。

  ⑷.极端耐药结核病:已报道两例耐药菌株结核病患者对所有已知的一线和二线药物耐药,包括所有第3组药物(氟喹诺酮类),以及第5组疗效不确定的药物(利福布汀,氯法齐明,氨苯砜,克拉霉素,和氨硫脲;利奈唑胺在检测那时尚无);两名患者经过长期疾病后死亡。

  ⑸.完全耐药性结核病:伊朗报道称,15株结核菌对所有检测的一线或二线药物耐药,而在印度,有4例病例对所有检测的一线和第二线药物耐药(环丝氨酸未检测),在南非,耐药由高可信度的基因型突变定义(对氨基苯甲酸除外);所有研究中,治疗结果较差,死亡率高。

  极端耐药肺结核第一次在两位意大利女性中报道,两例女性患者在送往医院422天和625天后死亡,分别接受了94个月和60个月的治疗。完全耐药性肺结核已在伊朗,印度和南非有过报道。超广泛耐药性肺结核目前尚未被WHO所定义,且每种形式的严重程度尚不清楚。

  耐多药和广泛耐药性肺结核是由国际共识所定义。事实上,在欧洲耐多药和广泛耐药性肺结核的队列研究中,可接受的广泛耐药性肺结核的定义为:同时有临床应用价值(广泛耐药性肺结核的结局比耐多药肺结核差)和应用价值(强调次优依从性驱使获得二线药物的耐药)。

  2.WHO分类的肺结核一线和二线治疗药物

  第1组—一线口服药物:异烟肼 、吡嗪酰胺 、乙胺丁醇、利福平 、利福布汀

  第2组—二线注射药物:卡那霉素、 阿米卡星、卷曲霉素、链霉素

  第3组—氟喹诺酮类药物:左氧氟沙星、莫西沙星、氧氟沙星、加替沙星

  第4组—口服抑菌二线药物:对氨基水杨酸、环丝氨酸、特立齐酮、乙硫异烟胺、丙硫异烟胺

  第5组—对耐药结核病疗效和作用不清楚的药物:氯法齐明、利奈唑胺、阿莫西林克拉维酸钾、氨硫脲、克拉霉素 、亚胺培南一西司他丁、美罗培南克拉维、高剂量异烟肼 、Bedaquiline、Delaminid

  与此相反,国际协会仍然需要商定超广泛耐药性肺结核的定义,包括应该由哪些药物组成来定义该耐药结核菌,是否包括新的药物(如 delamanid,bedaquiline),应该多久对这组药物进行重新评估,包含新的化合物。是否超广泛耐药性肺结核较广泛耐药结核病预后差还不明确。

  最近公布的数据支持WHO的推荐,不使用完全耐药性肺结核术语,而是定义为新的类别,超广泛耐药性肺结核。在一项研究中,405例广泛耐药性肺结核患者在药物易感性数据的基础上分为4个组,广泛性耐药且耐所有二线药的肺结核患者的治愈率显著低于单独广泛耐药肺结核患者(19% vs 43%),而附加耐药患者(≥48% vs 35%)治疗失败和死亡的风险更高。

  这些数据表明,附加耐药超广泛耐药性肺结核患者的的临床预后较单独耐多药和广泛耐药性肺结核更差。另一项南非广泛耐药性肺结核的研究结果表明,结核分枝杆菌分离株耐药的数目,是患者死亡率的独立预测因子。因此,国际上商定的基于临床预后的定义,需要告知公共卫生部门努力监测和预防药物出现进一步的耐药。

  三、广泛性和完全性耐药结核病的分子流行病学研究

  结合分枝杆菌基因型分类方法的进展,为观察结核杆菌活动提供了时间和空间。在间隔区寡核苷酸分型,IS6110 DNA指纹鉴定和结核分枝杆菌多位点的数目可变串联重复序列分类的基础上,菌株可分类为基因型相同的(聚类)或不同于其他杆菌的基因型。

  因此,聚类表明近期传播或传染肺结核,不管存在或不存在原发耐药。通过比较,对于药物敏感性肺结核,鉴别为不同的基因型表明隐性感染内源性再激活(即病人过去被感染且随后疾病进展)。耐多药肺结核病例中不同的基因型可能来自于内源性再激活或获得新的耐药,如果患者既往采用过抗结核药物治疗(个体患者在治疗过程中获得继发性耐药)。

  应用这些方法已经解决了重要的知识缺口,并且对于描述Tugella Ferry,KwaZulu-Natal和南非等地广泛耐药性肺结核的传播非常关键。在哪些研究中,尽管获得至少对四种药物耐药,结核杆菌仍保持传播和外源性重新感染既往治疗患者的适应性。

  2011年,在84个国家报道的广泛耐药性肺结核中(图1),至2012年底,仅14个国家报道结核杆菌的基因分型。南非仍然是唯一已经完成全面的分子流行病学调查的国家,调查结果已被WHO和地方卫生行政部门采用作为耐药肺结核新发和传播政策决策。

  伊朗和南非已经完成的研究,提供仅有完全耐药性肺结核的分子流行病学可用数据。伊朗的研究结果表明,完全耐药性肺结核所有的菌株基因型是独一无二的;研究者总结认为,这些病例是通过使用二线药物治疗呼吸道疾病而不是肺结核等导致出现的。

  通过对比,来自南非的研究发现表明,完全耐药菌株基因型大多为群集性(84%)并与广泛基因型耐药菌株聚集。研究者认为,这些患者附加耐药的获得,主要来自于由于少数的有效的药物可用,广泛耐药结核病治疗不彻底。

  这些结论强调,需要改进广泛使用的快速诊断检测相关的实验室能力,提高患者的管理,并强化耐多药肺结核治疗方案等,来阻止广泛或完全耐药性肺结核的出现和随后的传播。

  四、临床流行病学及未来发展趋势

  几项研究的结果表明,既往肺结核的治疗是耐多药肺结核的最主要的危险因素,在既往治疗的患者中,既往治疗失败,既往治疗方案的数目,和既往肺结核的治疗质量等可预测耐药性。

  其他个人的风险因素各不相同,但通常包括年龄小,男性,禁闭史,既往住院史,酗酒,贫困,HIV感染和吸烟。很少有研究区分原发性和获得性(或继发性)耐药之间的危险因素。因此,是否这些决定因素是代表暴露给耐药肺结核患者,或者是与次优治疗选择耐药有关,目前还不清楚。

  已应用分子流行病学来识别耐多药作为集群病例的危险因素,研究已表明,原发性耐药可发生在最近进行肺结核治疗的患者中(特别是在入院环境中),提示耐药株的院内再感染。正如预期的那样,几乎所有的研究中既往使用二线药物治疗来评估菌株,可预测广泛耐药性肺结核。

  在一些地区,既往治疗不符合国家指南,在诊断为肺结核前购买氟喹诺酮类药物,既往的治疗方案缺乏依从性,以及贫困也是广泛耐药性肺结核的独立预测因素。

  已发展数学模型来探索耐药肺结核的流行行为和干预措施的潜在有效性。大多数模型使用确定性房室模拟来捕捉一小部分既往治疗患者耐药的获得,和耐药肺结核出现后的进一步传播。

  流行理论认为,单感染宿主感染人群的数量,不仅仅依赖于病原体的传染性,也依赖于传染的持续时间,而这又取决于肺结核诊断和治疗的时机和有效性。

  虽然耐多药肺结核常常被假定为有进化的适合度代价可能会减少它们的传播,模型表明,这种可能减少被抵消,通过接受一线药物治疗的耐药患者长于传染期预计的持续时间,这些患者对治疗的反应要慢于药物敏感肺结核患者。

  这些模型显示,早期诊断和有效治疗耐药肺结核,无论是通过改善培养途径和药物敏感试验,或通过快速诊断,可能对减少高患病率地区耐药肺结核负担产生深远的影响。

  其他将疫情动态模拟与经济分析相联系的模型研究表明,这些措施性价比很高,因为干预不仅提供潜在的拯救生命,而且也预防耐药结核病的进一步传播。根据亚洲,印度,特别是中国耐药肺结核的沉重负担来看。

  五、肺结核发病机理和耐药突变发展的机制

  1.选择性耐药突变——传统的观点

  对耐多药和广泛耐药性肺结核(例如,在印度,中国和南非)出现机制的常规理解,是基于Luria,Delbrück和 David的研究。Luria- Delbrück的实验表明,分枝结核杆菌的基因突变导致耐药,引起独立选择的压力。20世纪70年代,David使用Luria和Delbrück的检测显示非常低的平均突变率(2.6×10-8 突变/结核分枝杆菌/代,异烟肼,2.3×10-10利福平,1×10-7,乙胺丁醇)。

  因此,产生肺结核耐药,但从头测序率非常低且可预测,而不是由水平基因转移预测(图2)。鉴于每名患者大量的细菌的载量多达109菌落形成单位和结核杆菌的复制,预先存在的结核分枝杆菌亚群抗一种药物预期可能发生在一些患者中,虽然预先存在的对两个或三个药物耐药的概率(如通过突变率的乘法计算)无穷小。

  经典的单药耐药性的出现理解,最初的治疗杀死了大部分易感细菌亚群,但允许预先存在的耐药亚群继续进行复制,最终取代药物易感菌群(图2)。这种情况可能发生于支离破碎的治疗中或治疗方案缺乏依从性。

  对于联合治疗,可能会出现药代动力学不匹配,如在联合治疗中一种药物药代动力学半衰期较短易消失,留下另一具有较长的半衰期药物,实际上还是单药疗法。这种情况会导致连续获得耐药突变,耐多药和广泛耐药性肺结核是由于积累的基因突变获取突变。

  在这种传统的观点中,耐药性的主要决定因素是基因突变,无论是在基因前药物转化到活性药物,或是因为缺乏依从性药物靶点的基因被选择。然而,基础实验和临床研究的结果已经挑战了该传统观点。

  2.基于药物浓度,外排泵和进化获得性耐药的观点

  即使治疗依从性良好,也可以发生耐药,即使严格监管治疗的患者仍然会发耐多药性肺结核生。几种机制可以解释该现象,其中有些是使用肺结核的中空纤维(hollow-fibre)系统模型建立,该方法为临床前方法,不同结核分枝杆菌代谢人群暴露在抗结核药物浓度-时间曲线。

  在Gandhi和他的同事报道广泛耐药结核病前1-2年,研究发现,使用肺结核hollow-fibre系统模型可显示很容易发生喹诺酮耐药,即使药物浓度可最大化杀死结核杆菌。单药治疗2周内可发生获得性耐药导致出现双相灭杀曲线,尤其是当环丙沙星和氧氟沙星与较差疗效的二线药物联合使用时。

  随后的hollow-fibre系统中使用异烟肼,利福平,吡嗪酰胺和与乙胺丁醇的研究,发现同样可迅速获得耐药,提示了另外两个相关的概念。

  首先,有效性和获得性耐药与曲线下面积和药物浓度峰值密切相关—即药物浓度以下的耐药增加,结核菌杀灭失败。第二,获得性耐药要么伴有或之前伴有,非常早期的诱导性许多低水平耐药外排泵,这些外排泵可耐多药或耐受性。

  在几轮复制中,这些外排泵可以保护杆菌,最终生成染色体突变与在名为“耐药产生的时间轴”(图3)时获得高水平新耐药相关成为可能。在实验室的这种“耐药产生的时间轴”的模式中,低于治疗剂量的药物浓度在长期治疗过程中开始一个单向序列事件,诱导泵外排作为通向多药耐药性的第一步,以基因突变为最后一步。

  多项临床研究结果支持外排泵可以诱导耐多药的产生。研究人员分析了耐药的临床分离株(包括耐多药性结核病),发现耐药株中遗传突变和多药外排泵共存。来自同一患者多次痰样品中的结核菌具有相同的早期外排泵诱导机制,以及与获得性耐药有关的后期染色体突变。

  然而,全基因组测序的研究表明:这些外排泵本身就是结核分枝杆菌基因组编码的,通过表观遗传的机制来诱导的。

  研究已清楚表明,获得性耐药即使在严格监测患者中也会发生。然而,许多公共卫生研究人员和医生认为依从性差是获得性耐药的主要原因。研究人员通过使用hollow-fibre系统模型,研究在标准短程化疗中,缺乏依从性在获得性耐药产生中的作用。

  只有错过了60%剂量的患者才会发生治疗失败。在依从性较差的患者中未出现耐多药分离株。不过有短暂的耐单药株出现,但不久就消失了。

  一项使用鼠的结核病模型研究发现,即使非依从性发生率高,也未发现耐多药结核病。上述研究中,结合了严格监测下的获得性耐药和特殊药物阈值浓度以下的耐药,均提示药物动力学的改变可能是耐药性发生的主要原因。

  为了验证这种假设,研究人员通过计算机辅助模拟了来自南非西开普结核病患者的药代动力学。结果发现即使是100%的依从性,在治疗开始的头2个月内,仍有0.68%的患者发生耐多药。

  由于部分患者的利福平异烟肼的药物代谢率较高(患者间的药代动力学差异);这些患者对长期的单药治疗有效。这种药代动力学的变异主要是由于机体对外源物质的代谢和药物转运的基因多态性。这些模拟的结果,已在三个临床试验中得到验证。

  首先是一个荟萃分析,该研究表明异烟肼的乙酰化速度越快,耐药率越高。第二个是关于前瞻性研究的荟萃分析,与短程督导化疗相比,自我管理疗法虽然依从性较差,但并未导致获得性的比例增加。

  第三个研究是142例南非患者的前瞻性研究。研究人员检测了这些患者的吡嗪酰胺,利福平和异烟肼的药代动力学,随访时间长达2年。这些患者的药代动力学差异较大,虽然三种药物的最高剂量与最低剂量的比例是2.7,但利福平在体内的最高浓度和最低浓度的比例超过102,异烟肼超过31,吡嗪酰胺超过63。

  吡嗪酰胺,利福平和异烟肼的浓度峰值和浓度曲线下面积可预测91%以上的治疗失败病例。治疗第三个月时获得性耐药的病例仅为0.7%。并且之前血药浓度峰值较低和在曲线下的患者尽管依从性100%,但都会出现耐药。依从性不能预测耐药性的发生。因此,由于药代动力学的差异而引起的低药物浓度是耐药性产生的直接原因。

  药代动力学的不同,也可能是由于药物渗透进入肺部微环境速度的不同(图2)。研究发现从同一病人不同部位分离到不同的菌株的耐药谱不同。这支持了不同药物渗透速度或暴露的假说。

  总的来说,这些来自实验室,临床试验模拟和前瞻性临床研究的数据支持一个观点。即生物变异(例如,药代动力学变异)是耐多药结核病的罪魁祸首。因此,需要创新和新的方法为每个病人设计最佳剂量。

  这些方法可能包括遗传药理学方法,测定患者药物浓度的方法,口服对病灶有更好的靶向作用药物,或通过吸入法针对性地给药。

  3.基因型,表型和补偿性突变

  结核分枝杆菌的基因型变异是结核病耐多药出现的一个重要原因。David通过结核分枝杆菌实验室株H37Rv,确定了结核分枝杆菌的突变率。

  2013年的一项研究表明,不同基因型的结核分枝杆菌的突变率不同。通过大量序列的多态性系统发育学分析,研究人员发现第二分支(北京株)的突变率要高于第四分支(包括H37Rv,和欧美的常见株)。

  鉴于此发现,第二分支出现耐多药肺结核的概率是第四分支的22倍。甚至在开始治疗前,就已经出现耐药株。平均突变率的计算提示,获得性耐药不可能轻易来自于治疗(一种以上药物),因此不能把耐药性的产生简单得归结为药物的作用。

  除了不同基因型之间突变率的不同,同一基因型的不同菌株之间的突变率也不同。然而,这种变异的原因未明。虽然有些证据表明,某些菌株(如北京株)耐多药出现可能性增加相关。有一种猜想是DNA修复机制的失调,但几乎没有证据支持这一猜想。

  此外,属于高突变支系的细菌和快速代谢一线抗结核药物的患者相互作用,这两个因素可以解释一些短程督导治疗患者出现耐多药的现象。

  全基因组测序的研究结果已经表明,编码耐药性的基因突变与结合杆菌基因组的其他补偿性突变有关。类似于假单胞菌属的代偿基因突变可以调节细菌的毒力和传播能力,结核分枝杆菌的代偿基因突变可能与生理和结构的变化有关(图 2)。

  总的来说,这些发现提出,耐药性的基因突变可能会影响细菌的微解剖结构和抗原特异性,从而影响T细胞免疫应答。

  4.免疫调节治疗的潜在作用

  关于耐药性结核病的免疫学数据比较少。但有些免疫系统介导结核杆菌清除的报道。通过使用体外杀伤实验发现,如果药物敏感或耐药结核病患者的外周血调节性T细胞枯竭,那么结核分枝杆菌的复制会增强。这意味着这些细胞在体内起着重要颠覆性的生物学作用。

  该发现表明,通过操纵调节性T细胞的免疫调节(例如,白细胞介素2的靶向拮抗剂,自体输血,输注间充质基质细胞,或阻断其他调节性T细胞的功能)可能影响疾病的进展。

  结核病有效的治疗不仅需要药物治疗,而且还需要调整或重新定向免疫系统,以更有效地对抗结核分枝杆菌。在化疗前的时代里,约20%的结核病病例会自愈,该结果支持了免疫介导清除的概念。

  目前已经提出几种免疫干预措施来治疗耐药结核病。例如,结核分枝杆菌微卡(vaccae),维生素D,静脉内免疫球蛋白,许多疗法为调节调节性T细胞。

  另一种方法是使用免疫抑制药物(如类固醇或TNF拮抗剂)。其具体作用机制为增强药物对长期复制持留菌的化疗作用,破坏肉芽肿的防护作用,将结核杆菌暴露在药物下。因此,免疫抑制药物可能会增强清除结核杆菌的能力。

  5.传播动力学

  许多临床,细菌,行为和环境因素可能会促使结核杆菌的传播。但在大多数情况下,结核病是由一小部分的患者传播的(所谓的“超级传播者”)。这小部分患者的特点很难归纳出来,但可培养的细菌量是很重要的。

  流行病学建模研究表明,感染控制的干预措施(特别是医务工作者和上述一小部分的患者可能带来大量传播)可能会降低耐药结核病的出现率。

  高度耐药菌株的高传播能力和毒力(高死亡率和严重的临床肺免疫病理学),包括广泛耐药结核病,他们在HIV感染率较低地区的广泛传播表明,导致正常甚至增强的进化适应性突变的补偿性突变可能与耐药性突变有关。

  一些耐药性突变和非耐药性突变的上位相互作用(突变对表型的作用,如适应性变化依赖于同一基因组中存在或不存在其他突变),基因型和菌株型以及相关的补偿性突变可能调节适合度代价与耐药性突变联系起来。

  小结:肺结核发病机理和耐药突变发展的机制

  1.药物治疗方案差和非依从性选择性耐药突变

  ⑴在持续期,患者痰培养阳性异烟肼耐药株(南非许多地区20%的结核病例)对利福平单药治疗有效,导致利福平耐药

  ⑵社会因素,包括中断(图2)所有相互作用,以增加非依从性并进一步获得耐药的风险

  2.低于治疗剂量药物浓度驱动耐药尽管依从性良好

  ⑴诱发泵外排

  ⑵药物代谢率的变异,导致低于治疗剂量的血药浓度

  ⑶药物吸收率的变异,导致低于治疗剂量的峰浓度值

  ⑷纤维空洞病灶中的分枝杆菌暴露于低于治疗剂量的药物浓度

  3.耐药结核分枝杆菌传播增加

  ⑴高结核杆菌负荷

  ⑵结核分枝杆菌基因型

  ⑶结核杆菌在雾化痰的代谢状态

  ⑷咳嗽和咳粘痰的频率和强度

  ⑸空洞症和空洞的数量

  ⑹通风程度,暴露时间,湿度和其他因素

  4.基因型和补偿性突变的作用

  ⑴上位相互作用可能调节拟合度(增加,减少或不变)

  ⑵因为蛋白质组变化的代偿性突变影响结构和生理通路

  ⑶菌株和突变的类型与不同细胞壁的特征,厚度和出芽特点相关

  ⑷耐药分离株杆菌结构和蛋白质组的变化影响宿主的反应

  六、诊断

  Xpert MTB/RIF方法是一种半巢式实时定量PCR方法,能同时检测结核菌和耐利福平突变。这种方法在许多结核病高负担国家得到广泛的使用,预计将大幅降低结核病疫情。Xpert MTB/RIF方法的最佳标本类型为痰,但也有证据支持肺外样本的检测。

  Xpert MTB/RIF可通过增加敏感性和提高肺结核初始治疗的时间来增加肺结核病例的检测数量。与GeneXpert检测相比,Xpert MTB/RIF可增加利福平耐药性检测,培养早期发现耐药株,为临床早期开始合适的治疗提供建议,并降低结核耐药株的传播。

  然而,需要克服大量操作带来的挑战。在南非洲,即使使用快速探针,从检测至开始二线治疗还是需要花费大约55天。

  Xpert MTB/RIF检测可通过对初级医疗机构的医务工作者简单培训后即可完成。这一简便性可以使该方法推广到监狱或其他耐多药肺结核高发的临床热点地区。

  异烟肼耐药在一些高负担地区的发病率约10%-15%,然而Xpert MTB/RIF方法不能检测异烟肼单药耐药性。此外,在一些国家如南非,几乎每年治疗1万例耐多药肺结核,新发肺结核病例中耐药性病例大约占5%-6%。

  利福平耐药的阳性预测价值不高(约70%)即,大约在3或4个利福平耐药性阳性的结果可能会出现1个假阳性。推荐的算法(如在南非)或患者不适或临床上似是而非的真正的肺结核患者,通过Xpert MTB/RIF方法检测阳性的患者通常一开始就使用针对耐多药的治疗,而确定的检查结果要等待。

  其他诊断方法包括线路探头检测(line-probe),MTBDRplus测定第2版,与Xpert MTB/RIF方法相似,但可以直接检测患者标本,而且结果更加可信。因此,这些基于分子的方法( Xpert MTB/RIF 和MTBDRplus)可以在几天之内快速准确的诊断耐药性结核杆菌。

  最近,有一种新的检测手法叫MTBDRsl分析。它主要评估二线注射药物(突变在rrs基因上),氟喹诺酮(突变在gyrA基因上)和乙胺丁醇(突变在 embB基因上)的耐药。然而,这种分析是不推荐对痰涂片阴性的标本直接使用,因为它的准确性较低。这就意味着要进行细菌培养来确定。对二线注射药物和氟喹诺酮药物耐药检测的敏感性分别为90%和95%。

  其他测试平台,包括显微镜观察药物的敏感性,硝酸还原酶测定,薄层琼脂药敏试验可在资源匮乏地区使用,具有良好准确性。

  七、广泛耐药和治疗失败肺结核的药物和手术治疗

  对耐多药结核病治疗无反应(治疗后至少六个月培养阳性)的患者,对氟喹诺酮类和氨基糖苷类药物持续敏感的患者,治疗医师应考虑其非依从性,吸收不良,药物质量和其他一些因素。如果合适的话,可考虑给予患者手术,二线药物方案和注射剂治疗。

  为广泛耐药结核病建立一个治疗方案比耐多药结核病更具挑战性。因为广泛耐药肺结核患者中具有耐多药史的比例相当高。卷曲霉素耐药经常发生,因为卷曲霉素与氨基糖苷类的交叉耐药。在178株广泛耐药肺结核菌中,卷曲霉素抗性为80%左右。

  乙硫异烟胺和环丝氨酸往往不是最好的选择。其他药物选择包括高剂量的异烟肼(能成功治疗 inhA启动子突变的结核菌,并在南非用于治疗广泛耐药性肺结核),氯法齐明,还有第3或4组的药物。

  然而,一些药物具有的价值值得存疑。莫西沙星往往应用于氟喹诺酮类耐药的治疗方案中,尽管有记录其对氟喹诺酮类耐药。在合适情况下,如果突变筛查是有用的,美罗培南,利福布汀都是一种选择。

  利奈唑胺虽然没有在全球的国家肺结核规划中,但在广泛耐药性肺结核患者中的阴转率很高。这种作用的长期结果未知,而且费用和毒副作用是主要考虑的问题。最近美国FDA批准的TMC-207(bedaquiline)令人鼓舞,但这种药物在资源匮乏地区难以广泛应用。

  在南非,bedaquiline的注册被医疗控制委员会驳回,但支持其先临床注册来记录其治疗广泛耐药肺结核的安全性和有效性。但由于对照组安慰剂的高死亡率,研究人员提出了一些顾虑。Delamanid也是一种很有希望的药物。

  总的来说,广泛耐药肺结核和更多肺结核的耐药株目前没有有效的药物治疗。因此在一些结核高负担地区如南非,广泛耐药结核病的预后较差(研究期间结核菌的阴转率为20%,1年死亡率为40%)并不令人奇怪。

  超广泛耐药肺结核难以解释,因卷曲霉素,对氨基水杨酸,环丝氨酸,和其他药物的药敏试验可靠性差。目前无法确定超广泛耐药结核菌是否是影响患者的临床结局。更进一步的副作用的高发生率可引起超广泛耐药肺结核患者的潜在致命的结果。

  对广泛耐药结核病患者治疗失败的定义标准存在争议,但很重要。因为只有标准明确了,医生可以及时撤销无用的治疗。在南非,如果治疗后 12个月内结核菌不阴转,那么治疗就被视为是没有意义的。

  患者细结核菌阴转的中位时间约为6个月。然而,这个指标的预测意义需要更大型的前瞻性研究数据。约25%阴转的患者随后不久会再次出现培养阳性。

  小结:广泛耐药性肺结核和更多耐药结核菌的管理

  1.耐多药肺结核的处理原则

  ⑴如果可能的话,治疗方案要基于至少四种已证明或可能敏感的药物。

  ⑵治疗药物包括新一代的氟喹诺酮类药物(例如莫西沙星或左氧氟沙星),再加上注射药物,通常是氨基糖苷类(即阿米卡星或卡那霉素),任一一线的敏感药物和另外4组药物(如环丝氨酸,特立齐酮,或乙硫异烟胺)。这样至少有四种药物,细菌是敏感的。

  ⑶注射药物的疗程通常6-8个月或更长的时间,推荐时间为24个月

  ⑷之前服用的药物达3个月或更长的时间,需要缓慢减量。

  ⑸心理因素应加以解决。

  ⑹应对药物不良反应进行监测。因为这是正常现象。

  ⑺单一药物不应该加入到一个失败的治疗方案中。

  2.广泛耐药结核病的治疗原则

  ⑴治疗方案应基于药敏试验。

  ⑵从第二组药物中选择一种注射药物,从第1组选择细菌敏感的药物,在从第3或4组中选择可用的敏感药物。

  ⑶鉴于一些国家的耐多药结核病的高发病率,治疗方案往往是围绕卷曲霉素和对氨基水杨酸构建的。

  ⑷应对药物不良反应进行认真的监测,特别是卷曲霉素(例如,肾功能衰竭,低钾血症,和低镁血症)。

  ⑸服用卷曲霉素的患者应该在前8周每周监测尿素和电解质,然后每月一次。应注意及时纠正肾功能衰竭的危险因素(即,脱水,恶心,呕吐,腹泻,以及避免其他肾毒性药物[复方新诺明和奈韦拉平]),和早期确认可能的肾脏疾病(如糖尿病和HIV相关肾病)。

  3.广泛耐药结核的外科治疗

  ⑴单肺发病(或双肺尖的病例)对治疗没有反应的耐多药结核病患者,广泛耐药的任何肺结核病人,对治疗没有反应的广泛耐药肺结核病人都可以接受外科治疗。

  ⑵外科肺切除术设施在高负担的地区是稀缺的。即使可用,手术只适用于极少数患者。

  ⑶患者对侧病变通常不适合手术,但确定对侧病变是由于陈旧性肺结核,还是活动性疾病引起的往往是困难的。PET和CT扫描的作用还需进一步研究。

  八、HIV患者的治疗

  随着耐药性肺结核疫情在非洲南部的出现,以及艾滋病毒在东欧的盛行,大量的耐多药和广泛耐药肺结核患者往往同时感染了HIV。这些患者的死亡率会大幅增加。

  降低死亡率需要合适的治疗。但目前指导这两种疾病治疗方法的研究数据较少。存在的问题是,对于药物敏感性肺结核和HIV的治疗,共同治疗会导致药物与药物的相互作用,增加毒副反应,降低依从性,增加免疫重建综合症的发生率。

  很少有研究前瞻性地研究了上述的问题。目前没有关于二线抗结核药物和抗逆转录病毒药物相互作用的研究,虽然这种相互作用存在疑问。有小样本的回顾性研究报道了耐多药结核病和HIV治疗的重叠毒副作用。

  尽管这些研究中的不良事件是常见的,他们在联合治疗的发生率与单独治疗相当。鉴于药物的复杂性,服药时间和毒副作用,单独耐多药结核病的治疗依从性可能较低。但是这并没有得到很好的研究。如果再加上抗逆转录病毒疗法有可能使依从性进一步下降。

  耐多药肺结核和抗逆转录病毒联合治疗后,免疫重建综合征(定义为由于特异的病原体免疫反应的重新出现,导致临床病情恶化)的发生率未知。

  其是否在肺结核HIV共感染患者中更常见且病情更严重不得而知,因为结核菌的载量可能会增加,二线治疗结核病药物的效力会降低,阴转时间会延长。

  由于缺乏高质量的数据,耐药肺结核和HIV的指南仅仅停留在专家意见,且数据来自于药敏感性肺结核和HIV研究。几个精心设计的临床试验和前瞻性观察研究结果显示,肺结核和抗逆转录病毒的联合治疗可以改善临床结局,降低不良事件和免疫重建综合征的发生率。

  在SAPiT研究中,同时接受肺结核治疗与抗逆转录治疗的患者,比那些先进行肺结核治疗后接受抗逆转录治疗的患者的死亡率要低。基于这些数据,对耐药结核菌和HIV合并感染的患者推荐联合治疗,不论患者的基线CD4细胞数。结核病的治疗方案不论有无HIV感染都是一样的。

  九、耐多药肺结核与广泛/完全耐药性肺结核临床结局的比较

  肺结核患者的生存时间和临床结局与结核菌的耐药程度相关联。一般情况下,药物敏感肺结核患者较耐多药肺结核患者的生存率和治愈率高。同样,耐多药肺结核治疗的成功率比广泛耐药肺结核要高。

  药物敏感肺结核的治疗成功率一般从70%到95%,而耐多药肺结核的成功率通常是40%至70%。有报道称,广泛耐药性肺结核治疗的成功率可高达60%,然而,在多数情况下,成功率通常为20%至50%。

  治疗的成功与否不仅与耐药的类别有关,而且与耐一线或二线药物相关。只对异烟肼和利福平耐药的患者比那些耐乙胺丁醇或链霉素的患者有更好的生存率。额外的氟喹诺酮类和二线注射药物耐药较耐多药,耐多药加耐氟喹诺酮类,耐多药加耐二线注射剂或广泛耐药肺结核,治疗成功率逐步下降。

  对二线和第三线药物耐药的广泛耐药肺结核治疗的成功率也会进一步下降。荟萃分析的结果显示,符合广泛耐药肺结核最低诊断标准患者的治愈率(43%)要高于耐药谱更广的肺结核患者。

  广泛耐药肺结核对其他所有注射剂耐药的患者,对所有注射剂再加至少一种第4组药物耐药的患者,对所有注射剂加至少一种一线药物,第4组药物,再加吡嗪酰胺或乙胺丁醇耐药的患者的治愈率分别为30%,34%和19%。

  基于现有的数据,利用大量的活性药物可以提高治疗成功的几率。比如共同感染HIV的患者使用抗逆转录病毒疗法,使用下一代氟喹诺酮类药物。根据细菌的耐药水平来确定最好的治疗方案,从而提高治疗的成功率还需要进一步的研究

  十、无法治愈肺结核的出现—伦理和医学法学

  目前许多广泛耐药肺结核治疗无反应患者(12-18个月住院强化治疗后结核菌培养未转阴),尚无有效的治疗药物,还有一些不适合外科手术肺切除,致使这些患者的功能性无法治疗。南非大量报道了此类患者,对现行的治疗,医学法学,和伦理学提出了挑战。

  在南非西开普省,自2008年来已有约100名此类患者因治疗无效和无充足的床位出院回到社区。出院后的平均生存时间小于两年。有近1/3的患者在出院时结核菌阳性,这部分病人会造成结核病传播的风险。

  在南非,目前没有系统的计划可确保这些患者在他们的家庭环境中合适的控制结核病的传播,他们没有合理可选择的居住场所(长期住宿的社区设施)。因此这些肺结核晚期的患者需要可以长期住宿的社区设施(可实施多学科治疗,患者资源在此居住)和姑息治疗设施。

  通常,这些患者居住在单室住宅,象正常从业人员一样被雇佣,将他们送回家合理吗?为了补贴家用,他们不得不参加工作,乘坐公共运输设备,和不受限制的出入公共场所。这些活动会造成高耐药肺结核的蔓延造成重要影响。

  还有其他一些伦理上的问题尚未解决。那些被诊断为无反应广泛耐药结核的患者是否应该放弃治疗?对那些依从性差的患者是否应该撤销治疗,以防止耐药性结核菌的产生?我们该怎么处理一小部分总是拖欠治疗的患者,他们是否对随访患者和医务工作者是一个危险?

  是否应该建立一定的设施,在适当的情况下让这些患者集中进行治疗?其他社区或个人是否应有免受一个几乎无法治愈的和潜在的致命疾病受保护的权利?在美国和荷兰等一些国家,为防止耐药肺结核的传播泛滥,并减轻对社区的危险,会采取高度选择性监禁的措施。

  在最近的国际调查显示,只有17%的受访者反对非监禁原则。目前对广泛耐药的结核病怀孕母亲的治疗也存在困难,特别是在资源贫乏的地方,社会服务落后,亲属不愿意接受抚养婴儿。

  在南非,许多结核病机构里的床位被广泛耐药结核病治疗无反应,且无处可去的患者长期占据。虽然有些患者在治疗失败后生存期相对缩短,有些患者还能存活几个月到几年,需要继续养家,参加就业和使用公共交通工具。

  这些问题不仅存在于肺结核高负担的地区,也存在于俄罗斯,东欧,和世界的其他地区。面对这些日益严重的问题,需要世卫组织和各国政府紧急及联合行动。

  十一、医务工作者耐药肺结核的感染和控制

  一些报道记录了在肺结核高负担地区,医务工作者的结核病发病率非常高,超过1000例/10万人。近日,有研究报告了医务工作者耐药肺结核的感染情况。在南非,300多名医务工作者被诊断为耐多药和广泛耐药性肺结核。该比率比一般人群高约6倍。提示耐药结核杆菌可能由院内感染获得。

  研究还报道了开普敦的卫生保健工作者(如护士,医学生,卫生官员,以及资深医生)的耐药性肺结核的发病情况。对耐药肺结核的恐惧,可能会进一步减少医疗结构中最被需要的医务工作者的数量。

  因此,医务工作者工作者至少每年应进行一次筛查(症状问卷和胸部X线检查),这样能获得快速诊断,采取适当的环境控制措施(足够的通风),实施可行的个人保护措施(1微米过滤口罩)。

  医疗机构应该有一个书面的治疗方案。方案包括如何将结核病患者分流,以及如何对医务工作者进行耐药肺结核的筛查和治疗。但是,预防结核病的综合措施,在许多资源贫乏的地区还没有得到广泛实施。

  十二、耐药肺结核患者接触者的预防措施

  对那些与高度耐药结核病患者密切接触的人群是否应接受治疗?这一问题仍存在争议。日常接触只有小于5%-10%的可能性通过气道传播感染肺结核,应将此与药物严重毒副作用权衡。

  目前有效的预防感染药物很少。包括氯法齐明和莫西沙星组合,氯法齐明和对氨基水杨酸组合,还有利奈唑胺和氯法齐明。

  所有这些药物都有潜在的严重的毒副作用,包括心律失常(氯法齐明和莫西沙星),皮肤变色(氯法齐明),以及神经和骨髓毒性(利奈唑胺)。适当的咨询与定期随访是大多数临床医生采取的措施。

  十三、结论

  在20世纪80年代早期,一些结核病高负担地区出现耐多药肺结核。大概20年后,出现第1例广泛耐药肺结核。10多年后,功能上无法治愈的肺结核被报道。虽然现有的患者能得到适当的治疗,卫生基础设施和能力还必须大大地加强,结合使用多学科的方法来进一步遏制耐药肺结核的进展。

  对肺结核发病和耐药机制的研究得到了一些新进展,这可能为耐药结核病的预防和治疗提供了新的思路。这些进展包括确定新的药物特异性突变,上位和补偿性进化,还有一些与细菌传播相关的生物学基本轮廓。

  需要陆续推出快速的诊断方法。研究机构需要通过国际资金的支持,研制出全面,快速医疗点的耐药肺结核检测措施。因为在资源匮乏,高负担的地区新的诊断方法已经实施,医疗人员对耐药肺结核新发病例的治疗能力需要提高。

  新药物可将耐多药肺结核的疗程缩短到1年以内,而且不需要可注射的药物。几个多中心临床试验(包括抗逆转录病毒和耐药结核病联合治疗)正在进行中。

  但是,如果其它更广泛的问题仍未解决(贫困,拥挤,政治稳定以及HIV的感染率),控制肺结核的努力会付之东流。此外,应采取紧急和全面的防护措施预防医务工作者感染结核病。

  功能上无法治愈的肺结核的大规模出现,需要各国政府和国际机构认真采取措施。这些措施包括发展全球经济以减少贫困,使现有的药物能在资源贫乏的地区使用,以及加快药物的研发。