鮑曼不動桿菌耐藥機制的研究進展

鮑曼不動桿菌耐藥機制的研究進展

岳明，盛傳倫*

(吉林大學中日聯誼醫院，吉林 長春130033)

鮑曼不動桿菌(Acinetobacter baumanii,AB)是一種氧化酶陰性、需氧、不發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，是醫院感染重要的條件致病菌之一。在免疫力低下的患者,可導致嚴重的感染，如呼吸機相關性肺炎、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，鮑曼不動桿菌對臨床常用抗生素的耐藥情況日趨嚴重,具有高耐藥水平、多重耐藥以及存在地域性差異等特點，其高感染率及致死率已對全球公共健康構成威脅。鮑曼不動桿菌的耐藥機制多而復雜，多重耐藥常是多種耐藥機制共存的結果，本文聚焦鮑曼不動桿菌對臨床主要使用的五大類抗生藥物的耐藥相關機制進行綜述。

1鮑曼不動桿菌對β-內酰胺類抗菌藥物的耐藥機制

由于臨床上對β-內酰胺類藥物的廣泛使用，使得鮑曼不動桿菌對β內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]。鮑曼不動桿菌對β-內酰胺類抗生素耐藥可能通過細菌產生的各種β-內酰胺酶、細菌外膜蛋白缺乏以及外排泵的過度表達而起作用。

1.1細菌產生的各種β-內酰胺酶細菌產生的β-內酰胺酶共分為4類。A類β-內酰胺酶主要是指廣譜β-內酰胺酶(ESBLs)，ESBLs是一類能水解氧亞胺基β-內酰胺類抗生素的β-內酰胺酶，是由細菌質粒介導的，可被β-內酰胺酶抑制劑抑制。其基因型分為TEM型、SHV型、KPC型等。武大偉[2]等研究發現16株ESBLs表型陽性的耐第三代頭孢鮑曼不動桿菌中11株(36.7%)產TEM型ESBLs，4株(13.3%)產PER型ESBLs，1株(3.3%)產VEB-1型ESBLs； B類β-內酰胺酶為金屬β-內酰胺酶(BMLs)，其活性位點為二價金屬陽離子(主要是鋅離子)，通過對抗生素的水解作用達到耐藥，包括IMP、VIM和SIM三型。大多數BMLs基因位于包括編碼氨基糖苷類耐藥酶的基因在內的I類整合子中。研究[2]發現4株鮑曼不動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同時陽性；C類β-內酰胺酶即AmpC酶，是由染色體或質粒介導產生的，可水解青霉素、頭孢菌素及單環酰胺類抗生素，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，并發現攜帶AmpC基因的鮑曼不動桿菌的耐藥性明顯高于該耐藥基因陰性菌株；D類β-內酰胺酶(CHDLs)為苯唑西林酶，又稱OXA碳青霉烯酶，具有活性絲氨酸位點，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。在鮑曼不動桿菌OXA-23、OXA-51等基因中插入序列ISA-bal，該序列提供的強啟動子導致耐藥基因高度表達以至耐藥。王輝[4]等人研究不僅發現了OXA-23，并發現OXA-23型酶位于染色體上，而不在整合子或質粒上。廖晚珍等[5]在70株耐碳青霉稀類鮑曼不動桿菌中研究發現均有blaOXA-23和blaOXA-51的表達，blaOXA-58在其中1株表達。可見OXA-23是我國最常見的OXA碳青霉烯酶。Afzal-Shah[6]等發現，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增強也可能介導耐藥。

1.2細菌外膜蛋白細菌外膜構成半透性的屏障，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雙分子層的蛋白，β內酰胺類抗生素只有穿過膜孔蛋白組成的親水通道才能進入細胞，從而發揮抗菌作用。細菌通過改變外膜蛋白的結構或者調節外膜蛋白的表達可導致膜通透性降低，減少抗生素透入菌膜從而逃逸抗生素的殺菌作用，使細菌產生耐藥。例如膜孔蛋白OprD是亞胺培南進入菌體的特異通道，所以膜孔蛋白OprD的表達減低或丟失可以引起細菌對亞胺培南的耐藥。羅柳林[7]等人研究發現耐亞胺培南和美羅培南的鮑曼不動桿菌的部分膜孔蛋白全部缺失或明顯下調，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桿菌的耐藥性相關。

1.3外排泵過度表達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，可主動將進入細菌體內的藥物不斷泵出至菌外，菌體內藥物濃度減少無法達到抗菌作用。目前與鮑曼不動桿菌有關的外排系統主要是AdeABC，以質子跨膜梯度為外排動力，由操縱子基因adeABC編碼，主要包括轉運蛋白(AdeB)、膜融合蛋白(AdeA)和外膜蛋白(AdeC)3個部分組成，3部分協同完成藥物進入、結合及泵出的主動外排過程。外排泵過度表達也引起細菌對氨基糖苷類、四環素類、喹諾酮類等藥物的耐藥。朱小華等[8]對86株鮑曼不動桿菌臨床分離株進行分析，結果顯示鮑曼不動桿菌耐藥情況嚴重時adeA的檢出陽性率為84．9%(73/86)，多重耐藥菌株adeA基因的mRNA相對表達量明顯高于敏感菌株。

2鮑曼不動桿菌對氨基糖苷類藥物的耐藥機制

鮑曼不動桿菌對氨基糖苷類抗生素耐藥機制主要的是產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包括乙酰轉移酶(AAC)、磷酸轉移酶(APH)和核苷轉移酶(ANT)。AMEs主要由質粒和染色體介導，大多位于可動遺傳因子上，質粒的交換和轉座子的轉座作用都有利于耐藥基因摻入到敏感菌的遺傳物質中，使得耐藥性在同種或異種細菌間水平傳播，從而導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修飾，使其與核糖體的結合減少也可導致耐藥。姜梅杰[9]等人在46株院內分離的多重耐藥鮑曼不動桿菌中檢出了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%)同時攜帶2種AEMs基因，4株(8.7%)同時攜帶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，提示鮑曼不動桿菌對氨基糖苷類藥物耐藥可能與AMEs基因密切相關。

2.216SrRNA甲基化酶(ArmA)鮑曼不動桿菌產生的16SrRNA甲基化酶(ArmA)，為質粒的來源，或者位于轉座子(Tn1548)內，是介導高水平氨基糖苷類抗生素耐藥的一類酶。其主要耐藥機制是該酶阻止細菌的30 S核糖體16S rRNA與氨基糖苷類藥物結合，導致細菌對慶大霉素、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月湘雅二醫院72株鮑曼不動桿菌進行16srNA甲基化基因PCR擴增，擴增到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鮑曼不動桿菌對喹諾酮類藥物的耐藥機制

喹諾酮類藥物是一種合成類抗菌藥，近年來鮑曼不動桿菌對喹諾酮類藥物的耐藥情況越來越嚴峻。吳曉玲等人[11]研究顯示2002-2011年鮑曼不動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%。鮑曼不動桿菌對喹諾酮類藥物耐藥的機制除了之前提到的外排泵系統和細菌細胞膜通透性的改變外，主要是編碼拓撲異構酶的gyrA或parC基因突變導致拓撲異構酶的改變，使得喹諾酮類藥物同DNA螺旋酶-DNA復合體的親和性降低。其耐藥性主要與gyrA和parC基因突變和藥物的主動泵出有關，gyrA基因點突變僅表現為中度耐藥，但是當gyrA或parC雙位點突變時表現為高度耐藥。gyrA的基因突變主要發生在Ser-83→Leu，parC的基因突變發生于Ser-80→Leu。戴寧[12]等人研究發現在17株鮑曼不動桿菌菌株攜帶的gyrA基因83位Ser被Leu所取代，28株鮑曼不動桿菌菌株所攜帶的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株菌株同時檢出gyrA和parC基因突變。

4鮑曼不動桿菌對多粘菌素類藥物的耐藥機制

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，其抗菌機制是作用于細菌的細胞膜，使細胞內的重要物質外漏而起到殺菌作用。多粘菌素分子中聚陽離子環與菌體細胞膜中脂多糖的脂質A相互作用，嵌進細胞膜的磷脂，增加細菌細胞膜通透性，細胞內成分外漏致使細菌死亡。多粘菌素耐藥雖然不多見，但已經開始在鮑曼不動桿菌等革蘭陰性菌中出現。研究發現鮑曼不動桿菌對多粘菌素的耐藥機制包括脂多糖(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軌跡是一個自動調節雙組分信號的傳導系統，其中包括傳感器激酶、反應調節器和磷酸乙醇胺轉移酶。磷酸乙醇胺轉移酶有助于多粘菌素通過將乙醇胺基團加入LPS的脂質A成分，降低了細菌的負電荷電阻膜，多粘菌素類帶正電荷的肽鏈和原本帶負電荷的脂多糖之間的無法發生靜電反應，進而出現耐藥反應[13]。王國恩等人于2010年和2011年分別分離鮑曼不動桿菌583株和934株，其對多粘菌素的敏感率分別為92%和91%[14]。

5鮑曼不動桿菌對替加環素的耐藥機制

替加環素是主要抗鮑曼不動桿菌的四環素類藥物之一，是一種新型甘氨酰環素類抗生素，是米諾環素的衍生物。但是其抑制細菌蛋白質合成的作用強于米諾環素和四環素。替加環素可用于治療對四環素耐藥菌所致的鮑曼不動桿感染的機制是因為TetA和TetB轉座子介導的外排泵系統對核糖體有保護作用。

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

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

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(收稿日期：2015-02-17)

文章編號：1007-4287(2015)12-2156-03

*通訊作者