鮑曼不動(dòng)桿菌耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展

鮑曼不動(dòng)桿菌耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展

岳明，盛傳倫*

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院，吉林 長春130033)

鮑曼不動(dòng)桿菌(Acinetobacter baumanii,AB)是一種氧化酶陰性、需氧、不發(fā)酵糖類的革蘭陰性桿菌,廣泛存在于自然界中，易在患者的皮膚、呼吸道、泌尿道等部位定植，是醫(yī)院感染重要的條件致病菌之一。在免疫力低下的患者,可導(dǎo)致嚴(yán)重的感染，如呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎、傷口感染、泌尿道感染、膿毒癥、敗血癥等。隨著廣譜抗生素在臨床的廣泛使用，鮑曼不動(dòng)桿菌對臨床常用抗生素的耐藥情況日趨嚴(yán)重,具有高耐藥水平、多重耐藥以及存在地域性差異等特點(diǎn)，其高感染率及致死率已對全球公共健康構(gòu)成威脅。鮑曼不動(dòng)桿菌的耐藥機(jī)制多而復(fù)雜，多重耐藥常是多種耐藥機(jī)制共存的結(jié)果，本文聚焦鮑曼不動(dòng)桿菌對臨床主要使用的五大類抗生藥物的耐藥相關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述。

1鮑曼不動(dòng)桿菌對β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物的耐藥機(jī)制

由于臨床上對β-內(nèi)酰胺類藥物的廣泛使用，使得鮑曼不動(dòng)桿菌對β內(nèi)酰胺類抗生素的耐藥率呈逐年上升趨勢，特別是對頭孢哌酮-舒巴坦,其耐藥率從2007的5.4%升至2011年的43.4%，而對亞胺培南和美羅培南的耐藥率，也從2007年的37.6%和42.7%升至2011年的65.2%和66.2%[1]。鮑曼不動(dòng)桿菌對β-內(nèi)酰胺類抗生素耐藥可能通過細(xì)菌產(chǎn)生的各種β-內(nèi)酰胺酶、細(xì)菌外膜蛋白缺乏以及外排泵的過度表達(dá)而起作用。

1.1細(xì)菌產(chǎn)生的各種β-內(nèi)酰胺酶細(xì)菌產(chǎn)生的β-內(nèi)酰胺酶共分為4類。A類β-內(nèi)酰胺酶主要是指廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBLs)，ESBLs是一類能水解氧亞胺基β-內(nèi)酰胺類抗生素的β-內(nèi)酰胺酶，是由細(xì)菌質(zhì)粒介導(dǎo)的，可被β-內(nèi)酰胺酶抑制劑抑制。其基因型分為TEM型、SHV型、KPC型等。武大偉[2]等研究發(fā)現(xiàn)16株ESBLs表型陽性的耐第三代頭孢鮑曼不動(dòng)桿菌中11株(36.7%)產(chǎn)TEM型ESBLs，4株(13.3%)產(chǎn)PER型ESBLs，1株(3.3%)產(chǎn)VEB-1型ESBLs； B類β-內(nèi)酰胺酶為金屬β-內(nèi)酰胺酶(BMLs)，其活性位點(diǎn)為二價(jià)金屬陽離子(主要是鋅離子)，通過對抗生素的水解作用達(dá)到耐藥，包括IMP、VIM和SIM三型。大多數(shù)BMLs基因位于包括編碼氨基糖苷類耐藥酶的基因在內(nèi)的I類整合子中。研究[2]發(fā)現(xiàn)4株鮑曼不動(dòng)桿菌菌株金屬酶陽性，其中1株IMP-1陽性，另外3株IMP-1、IMP-2、VIM-2同時(shí)陽性；C類β-內(nèi)酰胺酶即AmpC酶，是由染色體或質(zhì)粒介導(dǎo)產(chǎn)生的，可水解青霉素、頭孢菌素及單環(huán)酰胺類抗生素，但不能水解碳青霉烯類、四代頭孢菌素和喹諾酮類。張麗梅[3]等人研究檢測出陽性AmpC基因，并發(fā)現(xiàn)攜帶AmpC基因的鮑曼不動(dòng)桿菌的耐藥性明顯高于該耐藥基因陰性菌株；D類β-內(nèi)酰胺酶(CHDLs)為苯唑西林酶，又稱OXA碳青霉烯酶，具有活性絲氨酸位點(diǎn)，能水解碳青霉烯類藥物。其中包括OXA-23，OXA-40,OXA-51,OXA-58和OXA-143。在鮑曼不動(dòng)桿菌OXA-23、OXA-51等基因中插入序列ISA-bal，該序列提供的強(qiáng)啟動(dòng)子導(dǎo)致耐藥基因高度表達(dá)以至耐藥。王輝[4]等人研究不僅發(fā)現(xiàn)了OXA-23，并發(fā)現(xiàn)OXA-23型酶位于染色體上，而不在整合子或質(zhì)粒上。廖晚珍等[5]在70株耐碳青霉稀類鮑曼不動(dòng)桿菌中研究發(fā)現(xiàn)均有blaOXA-23和blaOXA-51的表達(dá)，blaOXA-58在其中1株表達(dá)。可見OXA-23是我國最常見的OXA碳青霉烯酶。Afzal-Shah[6]等發(fā)現(xiàn)，OXA-23對碳青霉烯類的水解活性不高，如外膜通透 性降低或外排泵系統(tǒng)增強(qiáng)也可能介導(dǎo)耐藥。

1.2細(xì)菌外膜蛋白細(xì)菌外膜構(gòu)成半透性的屏障，外膜孔蛋白是外膜上一種可以形成通道并允許外來分子通過脂質(zhì)雙分子層的蛋白，β內(nèi)酰胺類抗生素只有穿過膜孔蛋白組成的親水通道才能進(jìn)入細(xì)胞，從而發(fā)揮抗菌作用。細(xì)菌通過改變外膜蛋白的結(jié)構(gòu)或者調(diào)節(jié)外膜蛋白的表達(dá)可導(dǎo)致膜通透性降低，減少抗生素透入菌膜從而逃逸抗生素的殺菌作用，使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥。例如膜孔蛋白OprD是亞胺培南進(jìn)入菌體的特異通道，所以膜孔蛋白OprD的表達(dá)減低或丟失可以引起細(xì)菌對亞胺培南的耐藥。羅柳林[7]等人研究發(fā)現(xiàn)耐亞胺培南和美羅培南的鮑曼不動(dòng)桿菌的部分膜孔蛋白全部缺失或明顯下調(diào)，而對亞胺培南和美羅培南敏感的菌株的膜孔蛋白無明顯變化。上述研究均表明膜孔蛋白與鮑曼不動(dòng)桿菌的耐藥性相關(guān)。

1.3外排泵過度表達(dá)外排泵是在革蘭陰性菌的外膜上存在的特殊能量依賴性藥物外排系統(tǒng)，可主動(dòng)將進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的藥物不斷泵出至菌外，菌體內(nèi)藥物濃度減少無法達(dá)到抗菌作用。目前與鮑曼不動(dòng)桿菌有關(guān)的外排系統(tǒng)主要是AdeABC，以質(zhì)子跨膜梯度為外排動(dòng)力，由操縱子基因adeABC編碼，主要包括轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(AdeB)、膜融合蛋白(AdeA)和外膜蛋白(AdeC)3個(gè)部分組成，3部分協(xié)同完成藥物進(jìn)入、結(jié)合及泵出的主動(dòng)外排過程。外排泵過度表達(dá)也引起細(xì)菌對氨基糖苷類、四環(huán)素類、喹諾酮類等藥物的耐藥。朱小華等[8]對86株鮑曼不動(dòng)桿菌臨床分離株進(jìn)行分析，結(jié)果顯示鮑曼不動(dòng)桿菌耐藥情況嚴(yán)重時(shí)adeA的檢出陽性率為84．9%(73/86)，多重耐藥菌株adeA基因的mRNA相對表達(dá)量明顯高于敏感菌株。

2鮑曼不動(dòng)桿菌對氨基糖苷類藥物的耐藥機(jī)制

鮑曼不動(dòng)桿菌對氨基糖苷類抗生素耐藥機(jī)制主要的是產(chǎn)生氨基糖苷類修飾酶(AMEs)和16SrRNA甲基化酶(ArmA)。

2.1氨基糖苷類修飾酶(AMEs)AMEs包括乙酰轉(zhuǎn)移酶(AAC)、磷酸轉(zhuǎn)移酶(APH)和核苷轉(zhuǎn)移酶(ANT)。AMEs主要由質(zhì)粒和染色體介導(dǎo)，大多位于可動(dòng)遺傳因子上，質(zhì)粒的交換和轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座作用都有利于耐藥基因摻入到敏感菌的遺傳物質(zhì)中，使得耐藥性在同種或異種細(xì)菌間水平傳播，從而導(dǎo)致其耐藥性傳播更為廣泛。此外，修飾酶催化此類藥物氨基或羥基的共價(jià)修飾，使其與核糖體的結(jié)合減少也可導(dǎo)致耐藥。姜梅杰[9]等人在46株院內(nèi)分離的多重耐藥鮑曼不動(dòng)桿菌中檢出了5種AMEs基因，其中41株(89.1%)攜帶ant(3”)-I基因，33株(71.7%)攜帶aac(3)-I基因，2株(4.3%)攜帶aac(3)-II基因，1株(2.2%)攜帶aph(3’)-VI基因，1株(2.2%)攜帶aac(6’)-II基因，并且其中29株(63%)同時(shí)攜帶2種AEMs基因，4株(8.7%)同時(shí)攜帶3種AEMs基因，5株未檢出AMEs基因。檢出AMEs基因的41株菌株全部對慶大霉素及妥布霉素耐藥，提示鮑曼不動(dòng)桿菌對氨基糖苷類藥物耐藥可能與AMEs基因密切相關(guān)。

2.216SrRNA甲基化酶(ArmA)鮑曼不動(dòng)桿菌產(chǎn)生的16SrRNA甲基化酶(ArmA)，為質(zhì)粒的來源，或者位于轉(zhuǎn)座子(Tn1548)內(nèi)，是介導(dǎo)高水平氨基糖苷類抗生素耐藥的一類酶。其主要耐藥機(jī)制是該酶阻止細(xì)菌的30 S核糖體16S rRNA與氨基糖苷類藥物結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)菌對慶大霉素、妥布霉素以及阿米卡星菌等多種臨床常用氨基糖苷類藥物高度耐藥。王敏等人收集了2008年1月到12月湘雅二醫(yī)院72株鮑曼不動(dòng)桿菌進(jìn)行16srNA甲基化基因PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增到armA基因陽性菌株20株(27.8%)，其中18株菌株對慶大霉素、妥布霉素以及阿米卡星耐藥，而未攜帶armA基因的菌株對慶大霉素、妥布霉素、阿米卡星的耐藥率分別為39.1%、16.7%和20.0%，明顯低于攜帶armA基因的鮑曼不動(dòng)桿菌(90%)，可見攜帶armA基因的菌株耐藥性顯著升高[10]。

3鮑曼不動(dòng)桿菌對喹諾酮類藥物的耐藥機(jī)制

喹諾酮類藥物是一種合成類抗菌藥，近年來鮑曼不動(dòng)桿菌對喹諾酮類藥物的耐藥情況越來越嚴(yán)峻。吳曉玲等人[11]研究顯示2002-2011年鮑曼不動(dòng)桿菌對氟喹諾酮類藥物的耐藥率由33.1%±9.7%上升到64.4%±6.2%。鮑曼不動(dòng)桿菌對喹諾酮類藥物耐藥的機(jī)制除了之前提到的外排泵系統(tǒng)和細(xì)菌細(xì)胞膜通透性的改變外，主要是編碼拓?fù)洚悩?gòu)酶的gyrA或parC基因突變導(dǎo)致拓?fù)洚悩?gòu)酶的改變，使得喹諾酮類藥物同DNA螺旋酶-DNA復(fù)合體的親和性降低。其耐藥性主要與gyrA和parC基因突變和藥物的主動(dòng)泵出有關(guān)，gyrA基因點(diǎn)突變僅表現(xiàn)為中度耐藥，但是當(dāng)gyrA或parC雙位點(diǎn)突變時(shí)表現(xiàn)為高度耐藥。gyrA的基因突變主要發(fā)生在Ser-83→Leu，parC的基因突變發(fā)生于Ser-80→Leu。戴寧[12]等人研究發(fā)現(xiàn)在17株鮑曼不動(dòng)桿菌菌株攜帶的gyrA基因83位Ser被Leu所取代，28株鮑曼不動(dòng)桿菌菌株所攜帶的parC耐藥基因80位Ser被異亮氨酸(Ile)取代，1株菌株攜帶parC耐藥基因中80位Ser和84位Glu分別被Ile和Val所取代，15株菌株同時(shí)檢出gyrA和parC基因突變。

4鮑曼不動(dòng)桿菌對多粘菌素類藥物的耐藥機(jī)制

多粘菌素(Colistin)是從芽孢桿菌中分離得到的脂肽類抗生素，包括：多粘菌素A、多粘菌素B、多粘菌素C、多粘菌素D、多粘菌素E。多粘菌素是陽離子抗生素，所以主要針對革蘭陰性菌，其抗菌機(jī)制是作用于細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)的重要物質(zhì)外漏而起到殺菌作用。多粘菌素分子中聚陽離子環(huán)與菌體細(xì)胞膜中脂多糖的脂質(zhì)A相互作用，嵌進(jìn)細(xì)胞膜的磷脂，增加細(xì)菌細(xì)胞膜通透性，細(xì)胞內(nèi)成分外漏致使細(xì)菌死亡。多粘菌素耐藥雖然不多見，但已經(jīng)開始在鮑曼不動(dòng)桿菌等革蘭陰性菌中出現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)鮑曼不動(dòng)桿菌對多粘菌素的耐藥機(jī)制包括脂多糖(LPS)的完全喪失以及基因PMR軌跡的突變。脂多糖(LPS)是通過脂質(zhì)A生物合成基因IpxA、IpxC、IpxD以致脂多糖(LPS)的完全喪失。PMR軌跡是一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)雙組分信號的傳導(dǎo)系統(tǒng)，其中包括傳感器激酶、反應(yīng)調(diào)節(jié)器和磷酸乙醇胺轉(zhuǎn)移酶。磷酸乙醇胺轉(zhuǎn)移酶有助于多粘菌素通過將乙醇胺基團(tuán)加入LPS的脂質(zhì)A成分，降低了細(xì)菌的負(fù)電荷電阻膜，多粘菌素類帶正電荷的肽鏈和原本帶負(fù)電荷的脂多糖之間的無法發(fā)生靜電反應(yīng)，進(jìn)而出現(xiàn)耐藥反應(yīng)[13]。王國恩等人于2010年和2011年分別分離鮑曼不動(dòng)桿菌583株和934株，其對多粘菌素的敏感率分別為92%和91%[14]。

5鮑曼不動(dòng)桿菌對替加環(huán)素的耐藥機(jī)制

替加環(huán)素是主要抗鮑曼不動(dòng)桿菌的四環(huán)素類藥物之一，是一種新型甘氨酰環(huán)素類抗生素，是米諾環(huán)素的衍生物。但是其抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成的作用強(qiáng)于米諾環(huán)素和四環(huán)素。替加環(huán)素可用于治療對四環(huán)素耐藥菌所致的鮑曼不動(dòng)桿感染的機(jī)制是因?yàn)門etA和TetB轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的外排泵系統(tǒng)對核糖體有保護(hù)作用。

Stefano等對84株多重耐藥(MDR)的鮑曼不動(dòng)桿菌進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示對于替加環(huán)素僅有4.8%表現(xiàn)出耐藥[15]。2011年張輝等人從醫(yī)院臨床分離的5958株鮑曼不動(dòng)桿菌中，對替加環(huán)素的耐藥率為13.4%[1]。雖然替加環(huán)素在體外對于鮑曼不動(dòng)桿菌的藥敏實(shí)驗(yàn)保持了良好的抗菌活性，但臨床觀察結(jié)果與藥敏結(jié)果不一致，臨床的治療效果較差，這可能與應(yīng)用藥物劑量不同有關(guān)。目前鮑曼不動(dòng)桿菌對于替加環(huán)素已得到證實(shí)的耐藥機(jī)制主要為AdeABC外排泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)是鮑曼不動(dòng)桿菌中最主要的外排系統(tǒng)，在對替加環(huán)素不敏感的菌株中發(fā)現(xiàn)AdeR突變點(diǎn)(Prol16→Leu)和AdeS突變點(diǎn)(Thrl53→Met)，可能是導(dǎo)致外排系統(tǒng)過度表達(dá)的原因[16]。目前，對于鮑曼不動(dòng)桿菌感染，多黏菌素或替加環(huán)素仍是最后一線治療藥物。

鮑曼不動(dòng)桿菌的耐藥機(jī)制之間并非孤立，有時(shí)甚至是多種耐藥機(jī)制共同存在，使選擇抗生素的難度更大。熟悉鮑曼不動(dòng)桿菌的耐藥機(jī)制，可以更準(zhǔn)確的指導(dǎo)臨床合理應(yīng)用抗菌藥物，對多重耐藥甚至泛耐藥鮑曼不動(dòng)桿菌的感染控制和治療有重要指導(dǎo)意義。

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(收稿日期：2015-02-17)

文章編號：1007-4287(2015)12-2156-03

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