鮑曼不動桿菌生物膜形成與耐藥的關系及治療的研究進展*

張志紅，張 翔，黃文輝 綜述,趙玲莉△ 審校

1.青海大學研究生院，青海西寧 810016；2.青海大學附屬醫院檢驗科，青海西寧 810001； 3.太原煤氣化職工醫院檢驗科，山西太原 030000

鮑曼不動桿菌是自土壤、水分離的一種革蘭陰性非發酵菌，具有較強的生物膜形成能力和抗菌藥物耐藥性，可在生物、醫療器械及環境表面定植存活較長時間。鮑曼不動桿菌是醫院感染重要的機會性致病菌之一，可引起肺部感染、菌血癥、心內膜炎、尿路感染、腦膜炎、皮膚及軟組織的感染，感染主要發生在免疫能力低下或院內重癥患者。

近些年，關于鮑曼不動桿菌引起的社區獲得性感染的報道也有所增加，有研究者從經過二次處理的市政廢水中分離的菌株中檢測出帶有染色體定位的blaOXA-51-like基因和獲得性質粒定位的blaOXA-23-like基因的泛耐藥性鮑曼不動桿菌，提示泛耐藥性鮑曼不動桿菌和耐藥基因的潛在流行危害[1]。

鮑曼不動桿菌生物膜形成率明顯高于其他菌種，有生物膜的鮑曼不動桿菌對抗菌藥物的耐受性較強。多重耐藥(MDR)菌株、泛耐藥菌株的出現是對人類健康的嚴重威脅。在世界衛生組織的“耐藥菌清單”中，耐碳青霉烯的鮑曼不動桿菌位于首位，從醫院分布特點來看主要來自于ICU、呼吸科、神經外科，標本來源主要為呼吸道、血液、泌尿道。感染該菌的危險因素有針對革蘭陰性菌的多次或長時間的抗菌藥物用藥史，機械通氣的持續時間，侵入性手術和氣管切開術，與發病率和病死率有較高的相關性。本文就鮑曼不動桿菌生物膜形成相關因素、耐藥現狀，以及二者之間的關系，抗菌藥物聯合用藥治療效果進行綜述，從而為防治鮑曼不動桿菌的感染提供參考依據，為探索開發新型治療方式，新藥作用靶點，減毒疫苗制備提供方向。

1 鮑曼不動桿菌的生物膜形成和耐藥性相關分析

1.1生物膜形成相關因素 生物膜是一種附著在生物或非生物表面的細菌細胞群落，限制了藥物擴散到作用部位，是鮑曼不動桿菌多重耐藥的重要機制之一。以下介紹生物膜形成的相關因素。

1.1.1Csu菌毛系統 CsuA/B基因簇編碼的菌毛，受BfmS/BfmR雙組分系統調控，使細菌容易附著在非生物表面，有利于生物膜的形成。GGDEF結構域蛋白A1S3296是一種主要的雙鳥苷酸環化酶，AHMAD等[2]發現A1S3296在鮑曼不動桿菌17978的生物膜調控中具有多種作用，過表達促進了Csu菌毛介導的生物膜形成，提示具有功能性的第二信使信號分子(Cyclic-di-GMP)對鮑曼不動桿菌生物膜的形成具有重要作用。因此，A1S3296抑制劑的識別可能作為開發預防鮑曼不動桿菌生物膜形成和定植的消毒劑的方向。此外，日本的研究發現Csu操縱子陽性菌株產生的生物膜比陰性菌株形成的生物膜要成熟得多，在Csu操縱子陽性菌株之間，生物膜成熟度也存在很大差異。另外，Csu操縱子基因的轉錄水平差異很大，提示除Csu和BfmS/BfmR(雙組分調節系統)以外，對生物膜形成及成熟度還涉及其他調控系統及因子[3]。

1.1.2外膜蛋白 外膜蛋白A(OmpA)是革蘭陰性菌外膜蛋白的主要成分，在調節鮑曼不動桿菌生物膜的形成、黏附、侵襲性及宿主的免疫應答中起關鍵作用，OmpA過表達是鮑曼不動桿菌引起的院內肺炎和菌血癥病死率的獨立危險因素[4]。外膜蛋白Bap是生物膜的初始附著和成熟的關鍵因素之一，可以影響生物膜的厚度和量。

1.1.3群體感應系統(QS) QS是細菌之間通過 “自動誘導物”的信號分子進行交流的模式，以維持種群密度。隨著菌落數量的增加，自動誘導物的濃度也成比例增加。當達到閾值濃度，自動誘導物與細菌細胞內同源受體結合觸發信號轉導級聯反應，使某些基因表達改變，這種變化有助于細菌適應許多不利的環境條件。

鮑曼不動桿菌的QS由AbaI誘導劑及其同源受體AbaR兩部分組成，酰基-高絲氨酸內酯分子是自動誘導合酶AbaI基因的產物，對生物膜形成的后期非常重要。通過靶向AbaI合酶抑制劑、酰基-高絲氨酸內酯的酶促降解、調節AbaR的活性或者調節基因的表達破壞QS，進一步調控生物膜的形成，并可能調控其他毒力因素，可作為潛在藥物靶點[5]。目前需要明確QS的影響因素及在生物膜形成的功能后果，QS的誘導是否會改變細菌致病性等。

1.1.4外排泵系統 生物膜形成和外排泵系統之間的關系研究較少，且結果具有爭議性。苯丙氨酸-精氨酸β-萘酰胺(PAβN)是一種外排泵抑制劑，最新的研究發現[6]外排泵基因表達沒有顯示出與生物膜形成能力的直接關系，但PAβN有效地抑制了生物膜的形成并增強了生物膜的分散性。

1.1.5其他因素 聚β-(1,6)-的N-乙酰葡萄糖胺受PgaABCD基因的調控，是生物膜重要的多糖之一，與生物膜的形成呈正相關。研究表明[7]生物膜相關基因的表達和轉錄水平影響生物膜形成。參與生物膜形成的所有基因的表達水平與生物膜形成能力之間存在顯著差異。

1.2生物膜形成和耐藥性的相關性分析 目前，生物膜形成能力與抗菌藥物耐藥性的關系結論不完全一致，可能與未細分鮑曼不動桿菌生物膜形成能力及缺乏公認的生物膜定量標準有關。QI等[8]研究發現非多重耐藥菌株具有較多重耐藥菌株形成更強的生物膜的能力，具有高耐藥性的分離菌株形成的生物膜始終很弱，耐藥性的提高與形成的生物膜量無關。在生物膜形成和抗菌藥物耐藥性對醫院環境中鮑曼不動桿菌存活的研究中，發現生物膜形成能力和除黏菌素以外的所有抗菌藥物的耐藥性之間形成顯著的負相關關系，易感菌株比中介和耐藥菌株均能形成更堅固的生物膜，屬于同一克隆類型的菌株具有相似的生物膜形成能力和相似的抗菌藥物耐藥模式[7]。還有研究指出抗菌藥物耐藥性和生物膜的形成之間存在高度相關性，耐藥菌株具有更強的生物膜形成能力[9-10]。

GREENE等[11]發現環境分離菌株較臨床患者分離菌株產生更多的生物膜量。在臨床分離菌株中，MDR表型增加了其對環境的抵抗力，高生物膜表型協同提高耐受性；在環境分離株中，MDR表型帶有一個降低干燥耐受性的適應度代價，而高生物膜表型緩沖了這個代價。生物膜基因的表達可能會因環境條件而異，提示鮑曼不動桿菌生物膜形成并表現出多重耐藥性的潛力可能與鮑曼不動桿菌在環境中的存活能力有關。

低于最小抑制濃度(MIC)的抗菌藥物濃度定義為亞最低抑菌濃度(sub-MICs)，感染治療過程中，一定劑量的藥物作用一段時間后，各種組織中的給藥濃度通常會低于抗菌藥物的相應MIC。有研究發現sub-MICs的黏菌素和多黏菌素B誘導臨床分離的MDR鮑曼不動桿菌的生物膜形成，通過聚β-(1,6)-的N-乙酰葡萄糖胺和外膜蛋白Bap的調節改變生物膜的形成，需要進一步的研究來確定在抗菌藥物存在下這些基因的誘導機制[12]。

2 抗菌藥物選擇

2.1抗菌藥物選擇依據 鮑曼不動桿菌感染的患者選擇抗菌藥物時要綜合考慮病原體對藥物的敏感性、患者病情的嚴重程度、感染部位等因素；選擇有肝腎毒性的藥物時，同時要結合患者基本情況、肝腎功能，根據患者肌酐清除率調整抗菌藥劑量。對于多藥耐藥菌、泛耐藥菌需抗菌藥物聯合應用。

2.2耐藥情況 流行病學研究結果顯示，多重耐藥鮑曼不動桿菌的感染在全球范圍內呈現增長趨勢[13]。有研究表明，全球每年約100萬例鮑曼不動桿菌感染者分離的菌株中，約50%對包括碳青霉烯類在內的多種抗菌藥物產生耐藥性[14]。近年來國內細菌耐藥監測結果表明，耐碳青霉烯的鮑曼不動桿菌對亞胺培南和美羅培南的耐藥性由2005年的31.0%和39.0%分別上升至2019年73.6%和75.1%[15-16]，即使2012年和2017年有輕微下降，但總體呈現出迅速增長趨勢。耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌具有廣泛耐藥的特點，大部分抗菌藥物耐藥率均在50%以上，常規藥敏試驗顯示僅對替加環素、多黏菌素、頭孢他啶-阿維巴坦敏感[15]。

2.3抗菌藥物聯合用藥 鮑曼不動桿菌的感染，可根據藥敏結果選擇β內酰胺類抗菌藥物。對于碳青霉烯類耐藥鮑曼不動桿菌，根據體外藥物敏感性試驗常用的藥物有舒巴坦、多黏菌素、替加環素。

LIU等[17]研究發現碳青霉烯類與其他抗菌藥物聯合用藥對碳青霉烯類耐藥菌株有協同作用；ZHU等[18]進一步研究發現對于亞胺培南耐藥的分離菌株，亞胺培南聯合用藥的協同性和MIC值呈負相關，MIC值增加時協同性降低；黏菌素聯合用藥時，除與米諾環素組合外，與其他的組合均未顯示協同作用。

鮑曼不動桿菌對于多黏菌素的耐藥性仍維持在較低水平，目前常用的有多黏菌素B、多黏菌素E。然而，在小鼠肺部鮑曼不動桿菌感染模型中，即使是對藥物敏感菌，在最高耐受量的情況下多黏菌素也無法達到抑菌效果；同時，多黏菌素B單獨治療小鼠肺部感染效果也不佳[19]。BAE等[20]發現與接受多黏菌素單獨治療相比，接受多黏菌素聯合治療效果更好，病死率更低，與ZHU等[18]研究結論不同，這種差異可能是由于不同地理區域的抵抗機制不同及兩研究的耐藥菌株不同，需要大樣本的試驗來進一步驗證。

在碳青霉烯類抗菌藥物聯合用藥的研究中，KHALILI等[21]發現美羅培南/黏菌素組與美羅培南/氨芐青霉素-舒巴坦組的臨床療效和微生物清除率是相當的。有學者報道了一項黏菌素聯合用藥的前瞻性隊列研究，結果顯示聯合舒巴坦(舒巴坦的最大劑量為6 g/d)治療組與聯合碳青霉烯類藥物治療組相比病死率沒有顯著差異，該研究雖不是隨機研究，提示了聯合用藥不可盲目選擇[22]。綜上所述，可能將舒巴坦作為聯合用藥的首選。

部分抗菌藥物聯合用藥具有協同性，同時結合當地流行特點、藥敏試驗結果及藥物MIC，減少不恰當的藥物聯用，有利于減少耐藥菌株的產生。

3 小 結

鮑曼不動桿菌生物膜的形成是一個復雜的多基因調控的過程，其在致病性和抗菌藥物耐藥性方面均起了重要作用。鮑曼不動桿菌通過內在機制和獲得性機制使其對抗菌藥物的耐藥性變得復雜，多重耐藥菌可選用的抗菌藥物極少，多黏菌素和替加環素已成為其最后一線希望。通過對生物膜形成機制的研究，找到作用靶點，有望開發潛在替代治療方案，如減毒疫苗的制備。在鮑曼不動桿菌的感染中，與抗菌藥物耐藥相關的生物膜形成機制有待進一步研究。

同時，需要了解鮑曼不動桿菌其他毒力機制。TIPTON等[23]研究發現有莢膜的菌落對消毒劑 、干燥環境、宿主免疫防御系統具有抗性；在小鼠肺感染的模型中，莢膜對于鮑曼不動桿菌的存活是必需的，提示抑制莢膜合成的靶向方法可能具有減少醫院定植和引起疾病的綜合優勢。CHIN等[24]對高毒力鮑曼不動桿菌AB5075的研究發現TetR型轉錄調節因子ABUW_1645的過度表達使高毒性不透明的VIR-O細胞完全轉化為半透明無毒AV-T細胞，并且完全無法切換回VIR-O表型，可設計成鎖定只能產生無毒力細胞的菌株有效地提供針對其他致命感染的保護作用，作為針對鮑曼不動桿菌的減毒活疫苗，為預防提供了方向。研究者需要開拓思維，從多角度出發，找到有效的解決困境的方法。