嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物耐藥機制的研究進展

劉 燦

（安徽省六安市人民醫院檢驗科，安徽 六安 237000）

嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物耐藥機制的研究進展

劉 燦

（安徽省六安市人民醫院檢驗科，安徽 六安 237000）

嗜麥芽窄食單胞菌在正常情況下寄生于人體呼吸道和腸道內，為條件致病菌，過去由于其致病率低，臨床上未能引起重視，但當機體免疫力低下、不合理使用抗菌藥物或免疫抑制劑以及各種侵入性治療操作時就容易引起交叉感染，是最重要的院內感染菌之一。該菌對多種藥物天然耐藥，在治療時又容易引起獲得性耐藥，磺胺類抗菌藥物是治療其比較有效的藥物，但最近幾年由于大量使用，嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物的耐藥性逐年上升，給臨床治療帶來麻煩，引起臨床的高度重視。

嗜麥芽窄食單胞菌；磺胺類抗菌藥物；耐藥性

嗜麥芽窄食單胞菌在正常情況下寄生于人體呼吸道和腸道內，為條件致病菌，過去由于其致病率低，臨床上未能引起重視，但當機體免疫力低下、不合理使用抗菌藥物或免疫抑制劑以及各種侵入性治療操作時就容易引起交叉感染，是最重要的院內感染菌之一［1］。

嗜麥芽窄食單胞菌（stenotropomonas maltophilia，SMA）1960年首次被發現［2］，1993年改名為現名。它廣泛分布于水、土壤、動物體內，為條件致病菌，在醫院內以痰液檢出率最高［3-4］。過去由于其致病力低，在臨床上一直未引起重視，但是最近幾年隨著臨床廣譜抗菌藥和免疫抑制劑的廣泛和大劑量應用以及侵入性操作如氣管插管，機械通氣等的普及，其分離率呈逐年上升趨勢［5］，是臨床微生物實驗室中非發酵菌分離率中排名第二，僅次于銅綠假單胞菌的常見菌。它對臨床上多種抗菌藥物如 β-內酰胺類、碳青霉烯類等抗菌藥物呈天然耐藥而且在治療中容易產生獲得性耐藥，吳錦［6］等發現，一旦其耐藥性產生很容易在院內傳播，所以嗜麥芽窄食單胞菌感染在臨床治療上一直是一個難題，給臨床帶來許多麻煩。

2008—2011年間汪復、朱德妹等關于中國細菌耐藥性監測數據顯示：嗜麥芽窄食單胞菌的檢出率占全年監測菌株的3.3%～12.9%［7-9］。目前認為治療嗜麥芽窄是單胞菌感染比較有效藥物是磺胺類、氟喹諾酮類、頭孢哌酮／舒巴坦和米諾環素等，但米諾環素由于其價格昂貴加之副作用大，在臨床上難以很好的推廣，因此前三種是目前市場上的主導藥物。本文就嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物的耐藥機制作一綜述。

目前認為嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物耐藥的主要機制有：sul基因和 dfrA基因導致的細菌耐藥、整合子介導的細菌耐藥和插入序列引起的細菌耐藥。

1 sul基因和 dfrA基因導致的細菌耐藥

嗜麥芽窄食單胞菌對臨床上多種抗菌藥物呈天然耐藥并且在治療中容易產生獲得性耐藥，復方新諾明即磺胺甲基異嗯唑（sulfamethoxazole，SMZ）／甲氧芐啶（trimethoprim，TMP）的復合制劑一直是臨床治療 SMA感染的首選藥物。其作用機理為干擾細菌的葉酸代射，使細菌的生長、繁殖受到抑制。細菌不能利用生長環境中的葉酸，而是利用環境中的對氨苯甲酸、二氫蝶啶和谷氨酸在菌體內的二氫葉酸合成酶的催化下合成二氫葉酸，二氫葉酸在二氫葉酸還原酶作用下形成四氫葉酸，四氫葉酸作為一碳單位的輔酶，參與核酸前體物（嘌呤、嘧啶）的合成。而核酸是細菌生長繁殖的必須物質。磺胺類抗菌藥物的化學結構與對氨甲苯酸類似，能與對氨甲苯酸競爭二氫葉酸合成酶。影響二氫葉酸的合成，因而使細菌生長繁殖受到抑制。磺胺甲基異嗯唑（SMZ）能與對氨苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶，使二氫葉酸合成減少；甲氧芐啶能（TMP）抑制二氫葉酸還原酶，使四氫葉酸的生成受阻；SMZ與TMP合用后協同作用于細菌葉酸合成的不同環節，使細菌的葉酸代謝受到雙重阻斷，導致細菌不能合成有效的核酸，從而達到抑菌和殺菌的目的。細菌額外獲得編碼二氫葉酸合成酶（編碼基因為 sul）和二氫葉酸還原酶（編碼基因為dfrA）相關基因，導致其對磺胺類抗菌藥物耐藥。具體作用機制為：細菌額外獲得 sul基因表達二氫葉酸合成酶抵消了磺胺與對氨苯甲酸競爭性抑制作用，導致細菌對SMZ耐藥；細菌通過額外獲得dfrA基因表達二氫葉酸還原酶補充了甲氧芐胺嘧啶靶位酶，導致細菌對 TMP耐藥。

但是目前國內外認為嗜麥芽窄食單胞菌對復方新諾明耐藥起主要作用的是 sul基因，dfrA起次要作用。sul基因有2個亞型，分別為 sul1和 sul2基因，它們編碼的都是對磺胺類抗菌藥物具有抗性的二氫葉酸合成酶。sul基因首次發現于革蘭陰性細菌中，如大腸埃希菌、沙門菌等，并表現為對磺胺類抗菌藥物耐藥。sul1基因由 I類整合子介導，可在不同菌株間傳遞；sul2基因既可存在大的質粒上，也可由染色體介導，但絕大部分存在于質粒上，sul2與 ISCR插入元件共同區連鎖；sul1、sul2基因的存在與細菌耐磺胺類抗菌藥物有直接關系，并且整合子-ISCR結構可以更容易地容易把幾個耐藥基因一起從一個質粒整合到另一個質粒或染色體上，增加耐藥性傳播［10］。

2 整合子介導的細菌耐藥

整合子系統1991年被 Hall等正式提出，整合子一基因盒系統屬于可移動基因元件，它常常以環狀 DNA分子形式獨立存在，也可借助于移動的轉座子、質粒在同種或不同種細菌之間傳播，對細菌耐藥性的傳播產生作用。

整合子迄今已發現有 10大類，在臨床分離的菌株中絕大部分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類整合子。其中Ⅰ類整合子在 sMA中的攜帶率最高、最常見，并且參與了多重耐藥的水平傳播［11］，目前研究認為 I類整合子攜帶與抗菌藥物耐藥有關的基因主要在3′端可變區，其攜帶的耐藥基因盒主要有：磺胺類的耐藥基因盒：dfrA17；氨基糖苷類耐藥基因：aadAl、aadA5、aacA4、aadB、aphAl5；以及對消毒劑耐藥的基因：qacEΔ，它們分別介導著對磺胺類、氨基糖苷類和消毒劑耐藥［12］。方小龍等研究發現55株嗜麥芽窄食單胞菌中對復方新諾明的耐藥檢測率為12.73%，其中5株（9.09%）檢測出Ⅰ類整合子陽性，且 MIC非常高，其中 4株 intI基因和 qacEΔl基因陽性，并且 sull基因陽性株均為復方新諾明高度耐藥株［13］。Toleman等［14］收集 103株臨床分離的 SMA，26株（25%）是耐復方新諾明的，其中又有21株含有sul基因，其中81%是存在Ⅰ類整合子上的。Liaw等［15］在 70株嗜麥芽窄食單胞菌檢出了42株中含有Ⅰ類整合子，檢出率為60%，并且發現多重耐藥菌株的Ⅰ類整合子檢出率明顯高于非多重耐藥菌株。

由此可見對 SMA感染的患者來說，整合子—基因盒的出現給臨床帶來了嚴峻的挑戰。臨床在治療時必須要參考檢驗科的藥敏結果進行用藥，同時還要檢測其相關基因，防止耐藥的出現。

3 插入序列引起的細菌耐藥

插入序列即 ISCR是由“insertion sequences”（ISs）和“commmon regions”（CRs）得來，是最簡單的轉座元件，因為最初是從細菌的乳糖操縱子中發現了一段自發的插入序列，阻止了被插入的基因的轉錄，所以稱為插入序列。插入序列是編碼轉座所需的酶的一種轉座子，它的兩側是短反向末端重復序列。轉座子插入的靶序列在插入過程中被復制，在轉座子兩端先形成兩個短正向重復序列。它既可具有插入序列的特點，也具有共同區的特點。ISs的分子片段很小，通常 ＜2.5 kb，屬于高度可移動性轉座因子，能插入基因組一個或多個靶位點，并能通過滾環方式移動至鄰近的基因。ISCRs的組成包含一個 orf513。orf 513基因編碼513個氨基酸序列產物，可以轉移基因盒，其功能與轉座酶相似。在某些復雜性Ⅰ類整合子中，ISCRs中還包含一種或幾種耐藥基因盒和 qac／sul的 3′-CS。ISCR常見的可以分為六大類，目前研究較多的是前4類，研究發現這幾種類型的ISCR均與耐藥基因的傳播密切相關。其中，最為重要、研究的最為廣泛的是 ISCR1，它經常出現在復雜性Ⅰ類整合子的基因序列中，通常它是通過插入到Ⅰ類整合子的 3′保守末端，介導形成復雜的Ⅰ類整合子，如Ⅰn6和Ⅰn7，此外還可以以環狀形式攜帶耐藥基因直接插入帶有一個 ISCR1拷貝的整合子3′保守末端，介導形成帶有兩個拷貝 ISCR1因子的復雜的整合子。ISCR1可以與不同的耐藥基因決定子相連，轉座不同長度的耐藥基因［16］，如 catA2、dfrA、qnr、blaCTX-M、blaCMY，這其中就包括了編碼氯霉素的耐藥基因、氨基糖苷類的耐藥基因和磺胺類的耐藥基因。由于 ISCR因子片段很小，它可以自由移動到鄰近的耐藥基因，并且僅需要單拷貝就可以移動插入鄰近的DNA序列中，因此ISCR因子被認為是強有力的基因捕獲系統。Mark等［17］檢測嗜麥芽窄食單胞菌與插入序列 ISCR相連的磺胺類抗菌藥物耐藥的 sul2基因］時發現其位于 120 kb的大質粒上，并且質粒和 ISCR的結合使耐藥基因具有廣泛傳播的潛能，但嗜麥芽窄食單胞菌中尚未見 ISCR參與的其它耐藥機制報道，有待于進一步的研究，更好的為病人服務。

4 結論

通過以上可以看出，嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物的耐藥機制并不是彼此獨立存在的，它們都是互相聯系、互相滲透的。隨著中國老齡人口的不斷增多，各種新技術、新項目不斷應用于臨床使得SMA的感染也日趨上升，并且由于其耐藥范圍廣、分型多樣，并具有在不同環境之間傳播的能力，因此對其耐藥基因和分子流行病學的研究應該受到廣泛的重視，對醫護人員來說也面臨著巨大的挑戰和壓力。

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Research progress of resistance mechanism of stenotropomonas maltophilia to antimicrobial sulfonamides

LIU Can
（Clinical Laboratory of Lu′an Hospital，Lu′an，Anhui 237000，China）

Stenotropomonas maltophilia（SMA）can be found in human respiratory tract and intestinal under normal circumstances.As a transient normal flora，it is generally not pathogenic.In the past，because of low morbidity，it obtained little attention in clinic.But low immunity，irrational use of antimicrobial drugs or immunosuppressive agents，and various invasive treatment operations are likely to cause cross-infection，which made it one of the main infectious bacteria.Stenotropomonas maltophilia has natural resistance to multiple antimicrobial agents，and it is prone to cause acquired resistance during treatment.Sulfa antibiotics are relatively effective drugs for it.But in recent years due to extensive use，Stenotropomonas maltophilia resistance to sulfa drugs has increased year by year，which causes trouble to clinical treatment.We should attach great importance to such in clinic.

Stenotropomonas maltophilia；sulfa antibiotics drugs；resistance

10.3969／j.issn.1009-6469.2014.05.060

2013-09-26，

2013-12-17）