AES 专家系统及与临床的沟通 治疗有效 临床医生的困惑? 邵海枫南京军区总医院解放军检验医学研究所临床中心实验科 治疗失败 每种抗菌药物有天然抗菌谱 如何去实现? 我们能否预测 细菌对抗菌药物的 天然耐药 某些细菌 自身敏感性 某些细菌 敏感性或耐药性 同一种细菌的所有菌株共同具有的永久特性 稳定可预测 抗菌活性谱 www.themegallery.com www.themegallery.com 肠杆菌科细菌 氨 阿 氨 哌 替 一 头 二 莫 苄 抗菌药物 苄 拉 卡 代 霉 代 西 西 西 西 西 头 菌 头 林 林 林 林 林 孢 素 孢 / / 菌 菌 棒 舒 细菌 酸 巴 素 素 坦 氟劳地枸橼酸杆菌 R R R R R R 克氏枸橼酸杆菌 R R R 产气肠杆菌 R R R R R R 阴沟肠杆菌 R R R R R R 大肠埃希菌 对 内酰胺类药物无天然耐药 B- R R R 蜂房哈夫尼亚菌 R R 亚胺培南 替加环素 呋喃妥因 多粘菌素 B 氨基糖苷类 非肠杆菌科革兰阴性菌 氨哌替氨阿哌头头头头氨亚美厄抗菌药物苄拉卡苄莫拉孢孢孢孢曲胺罗他西西西西西西噻三他吡南培培培林林林林林林肟嗪啶肟南南南, / / / 细菌阿舒棒他莫巴酸唑西坦巴林坦鲍曼不动杆菌复合群 R * R R R 多粘菌素 B 氨基糖苷类 替加环素 复方新诺明 肺炎克雷伯菌 R R 摩根摩根菌 R R R R # R R R 奇异变形杆菌 对青霉素和头孢菌素无天然耐药 # R R R 普通变形杆菌 R R R # R R R 普罗维登菌 R R R R R R * 洋葱伯克霍德菌 R R R R R R R R R R R R R R 铜绿假单胞菌 R R R R R R R R 嗜麦芽窄食单胞菌 R R R R R R R R R R R R R 沙门菌和志贺菌 对 B- 内酰胺类药物无天然耐药 粘质沙雷菌 R R R R R R R R 小肠结肠炎耶尔森菌 R R R R # 对亚胺培南的 MIC 可轻度升高, 但并非碳青霉烯酶机制, 检测 IMP 敏感可报告 * 斯氏普罗维登菌对对庆大霉素 奈替米星和妥布霉素天然耐药, 但对阿米卡星非天然耐药 注 : 第三代头孢菌素 头孢吡肟 氨曲南 替卡西林 / 棒酸 哌拉西林 / 他唑巴坦和卡巴配能未列出, 因该科无天然耐药 沙门菌和志贺菌对第 1 2 代头孢菌素和头霉菌素体外试验有活性, 但临床治疗无效 CLSI2014 * 由于对舒巴坦的活性可敏感注 : 非发酵菌对青霉素, 第 1 2 代头孢菌素, 头霉菌素, 氯洁霉素, 糖肽类, 利奈唑胺, 大环内酯类等天然耐药 CLSI2014
细菌 抗菌药物 肠球菌 头孢菌素 万古霉素 粪肠球菌 R R R R 屎肠球菌 R R R R 替考拉林 氨基糖苷类 克林霉素 复方新诺明 获得性耐药 感染菌株具有的不断变化的和不可预测的特点 如何去实现? 鹑鸡肠球菌肠球菌 / 铅黄肠球菌 R R R R R 必须进行敏感性试验 革兰阳性杆菌 : 对氨曲南 多粘菌素 B/ 粘菌素和萘啶酸天然耐药 如何去实现? 如何去实现? 检测抗生素的体外活性对体内治疗结果进行预测治疗有效的可能性治疗失败的潜在风险 对人类致病的细菌几百种使用的抗生素一百余种细菌的耐药表型几千种 依赖于 成功的治疗 如何去实现? 细菌的耐药性 药物剂量和给药方式 感染部位 抗生素的活性 病人状态 药代动力学 治疗参考书 = 细菌学资料 : 天然活性谱 + 获得性耐药 + 药代动力学资料 + 临床资料 临床研究结果 以软件仿效人类的逻辑分析 确定抗生素 体内 效果 提出治疗效果的解释建议
专家系统 专家系统 原始结果 知识库 + 规则库 专家系统的类型 1. 条例式 Rules Based 逻辑推论 2. 表型符合式 Phenotype Matching 分析后的结果 条例式专家系统 专家系统 铜绿假单胞菌 以 如果 - 那么 ( If-Then ) 来表达 复杂的耐药机制无法预测所有的结果 完全依赖于抗菌药物敏感性试验 条例中的规则以敏感性分类结果 (S,I,R) 为基础 无法观察低水平或不完全表达的耐药性 羧基和脲青霉素类 :R 头胞他啶 :S 氨曲南 :S 耐药可能是由获得性 β- 内酰胺酶引起, 所有的青霉素类耐药 头胞他啶 :R 羧基或脲青霉素类 :S 不可能出现的表型 铜绿假单胞菌 检测到的药敏结果鉴定结果 专家系统的工作方式 + 专家系统数据库 - 核查 - 修正 - 确认 条例式专家系统 专家系统数据库信息 : 细菌和抗菌药物的分类药物敏感性折点和解释天然耐药模式不可能和异常耐药模式获得性耐药模式 CLSI 和公开发表的一些微生物学耐药性信 最终结果
条例式专家系统 一级规则 天然耐药或敏感未检测出 不可能的表型 技术操作错误 二级规则 罕见表型, 可以发生, 但几率 <10% 三级规则 提供交叉耐药信息 推测相应的耐药机制 修正敏感性解释结果, 以提供最符合临床治疗效果的建议 表型符合式专家系统 AES (Advanced Expert System) 第二代专家系统 具有特殊的检测抗生素耐药性的能力 每个结果都会给予一个标识说明 ( 绿色, 黄色, 红色和紫色 ) 专家系统 表型符合式专家系统 AES 创新合理的 AST ( 抗生素耐药试验 ) 逻辑分析 推断过程 3 个要素组成矩阵 AES 以 MIC 为基础 能检测超过一种细菌耐药机制的表型 可发现新出现的耐药性 细菌 / 耐药机制 / 抗生素 每单元均表达了可能出现 MIC 分布 根据 MICs 值, 从生物学角度进行数据分析 (MIC = 全球性 & 定量值 ): 不受分类影响 (S I R) 利用一些国际发表的数据建立资料库 以全球认可的表型为基础 表型的发生率可根据当地情况微调 非常典型的 AES 的数据库的每个单元 例子 : 大肠埃希菌 / 获得性青霉素酶 / 氨苄西林 E.coli 1. Ampicillin Cephalotin Cefotaxime 在范围内的边界 在范围外的边界 Wild Penicillinase MIC 0.125 0.25 0.5 1.0 2.0 4.0 8.0 16.0 Example of an M IC Distribution ESBL 观察的结果 根据 AES 所设定的 单元, 以细菌对抗菌药物的不同反应来印证生物表型结果
E.coli Wild 2 针对治疗所需要作出的修改 Ampicillin Cephalotin Cefotaxime AES 数据库 MIC 分布的构成 某种药物 / 某种耐药机制 / 一种细菌 Penicillinase 氨曲南 / 头孢菌素酶 / 大肠埃希菌 ESBL S R MIC.5 1 2 4 8 16 32 观察的结果 完整的 MIC 范围是 0.5-32, 典型菌的 MIC 范围是 1-16 典型 (T) 抗生素结果符合 非常典型 (VT) 不典型 (NVT) AES 数据库 ( 某种机制的表型 ) 一种细菌 / 同一类 ( 族 ) 抗生素中的每种药物 / 一组 MIC 范围 大肠埃希菌 Ampicillin 0.25 16 Cefazolin AES 0.125 16 Cefotetan 0-1 Ceftriaxone 0 0.5 MIC.5 1 2 4 8 16 32 Cefepime 0 0.5 首先检查抗生素结果符合 所测试的 MIC 结果是否落在已知表型的 MIC 分布内? 如果是, 抗生素结果符合的程度? 不典型 / 典型 / 非常典型 Imipenem 0.03.06.12.25.5 1 2 4 8 16 32 64 128 0-1 抗生素结果符合 粉色图标表示实际的检测到的 MIC 值 箭头指向右表示检测的 MIC 大于或等于某个值 ( >=32) 箭头指向左表示检测的 MIC 小于或等于某个值 (<= 0.5) 粉色方块表示检测的 MIC 等于一个固定的 MIC 值 ( = 8) MIC = 1 MIC = 8 MIC < 0.5 MIC > 16 抗生素结果符合检测到的 MIC 是否与相应 MIC 分布符合? 符合的程度? 0.5 1 2 4 8 16 32 典型 非常典型 不很典型 典型
测试到的 MIC > 4 MIC 范围 抗生素结果符合 E. coli 野生型获得性 Pase ESBL Ampicillin >=32 ( 0.5-16) (>= 256) (>= 256) 测试到的 MIC < 4 确定的 MIC (4) Cefazolin = 8 (0.25-8) (0.5-64) (>= 16) Ceftazidime = 4 (<= 0.25) (<= 0.5) (2-512) 1. 表型符合 E. coli Wild Acq Pase ESBL Ampicillin >=32 ( 0.5-16) (>= 256) (>= 256) Cefazolin = 8 (0.25-8) (0.5-64) (>= 16) 结果可靠性程度 AES 符合 : 与一个或多个表型符合修改后符合 : 与一个或多个表型符合, 但 MIC 仅有一个稀释度偏差不符合 : 没有该种表型 无法进行专家系统分析 (AES 数据库中无相应数据 ) Ceftazidime = 4 (<= 0.25) (<= 0.5) (2-512) 最符合表型 表型符合 表型符合 当出现多于一个最符合表型时该如何?
1. 表型符合 E. coli Wild Acq Pase ESBL 表型符合 E. coli Wild Acq Pase ESBL Ampicillin >=16 ( 0.5-16) T (>= 256) VT (>= 256) VT Ampicillin >=16 ( 0.5-16) T (>= 256) VT (>= 256) VT Cefazolin = 8 (0.25-8) T (0.5-64) VT (>= 16) NVT Cefazolin = 8 (0.25-8) T (0.5-64) VT (>= 16) NVT Ceftazidime <=2 (<= 0.25) VT (<= 0.5) VT (2-512) T Ceftazidime <=2 (<= 0.25) VT (<= 0.5) VT (2-512) T Typical Very Typical NVT 表型符合 表型符合 以绿色五星的数量来表示表型符合的程度 可能的表型 - 基本符合 (NVT) 可接受的表型 比较符合 (T) 3 颗星表示最符合 最符合的表型 - 非常符合 (VT) 表型符合 渗透性障碍 ( 头霉菌素 ) ESBL is the Best Phenotype 3 Stars Phenotype Match = NVT due to Cefazolin Antibiotic Match
表型符合 当没有最符合的表型时该如何? 如果全部抗生素中仅有一个抗生素与期望的 MIC 分布不符合时 AES 会建议仅修改 MIC 绿脓假单胞菌野生型高水平耐药 Aq Pse+R Carb Ticarcillin >=128 (1-32) (>= 64) (>= 256) Ceftazidime = 16 (0.25-4) (>= 16) (0.25-4) Aztreonam = 4 (0.5-16) (>= 16) (0.5-16) Imipenem = 2 (0.25-4) (0.25-4) (8-128) 当 AES 发现两个符合的表型中各自有一个药物在希望的 MIC 分布外该如何?
E. coli Wild Acq Pase ESBL Ampicillin >=32 ( 0.5-16) (>= 256) (>= 256) Cefazolin = 4 (0.25-8) (0.5-64) (>= 16) Ceftazidime = 4 (<= 0.25) (<= 0.5) (2-512) AES 建议将结果修正为 更耐药 表型更符合 修正最少的 MIC 稀释度 Acq Pase ESBL Ceftazidime.12.25 0.5 1 2 4 Cefazolin 4 8 16 32 符合 Acq Pase 需 向更敏感修正 ; 与典型区域差 3 个 MIC 符合 ESBL 需 向更耐药修正 ; 与典型区域差 2 个 MIC 因此选择 ESBL 无符合表型当 AES 发现要符合所有可能的表型都需要进行一个以上的该如何? 4 被修正过的结果以黄色标示 无符合表型 无符合表型 C. freundii Wild (Case) Acq Pase ESBL Ampicillin = 16 (>=8) (>= 128) (>= 128) Piperacillin <=4 (0.5-8) (>= 32) (>=16) Cefuroxime = 32 (0.5-8) (0.5-16) (>=2) Cefuroxime-A = 32 (0.5-8) (0.5-16) (>=2)
无符合表型 无符合表型当 AES 发现被分析的细菌不存在于 AES 数据库中该如何? 红星表示与可能的表型最接近的表型, 但是 AES 确实无法分析出观测的是哪种表型, 无符合表型 以紫色标记表示 仍可获得 MIC 结果. 注意 无 AES 图谱和分析结果 加强与临床的沟通 沟通的途径 如何做好与临床的沟通 认真查找自身不足 主动和临床沟通 讲座 院内网 加强专业知识的学习 完善院内网络 申请单 电话 用好仪器软件中的专家系统
谢谢