鮑曼不動桿菌耐藥機(jī)制及治療現(xiàn)狀的研究

陳金蓮，劉泉波

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院感染科/國家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實驗室/兒科學(xué)重慶市重點(diǎn)實驗室/兒童感染免疫重慶市重點(diǎn)實驗室，重慶 400014）

鮑曼不動桿菌（Acinetobacter baumannii，Ab）為不動桿菌屬中最常見的一種革蘭陰性桿菌，廣泛存在于水、土壤、醫(yī)院環(huán)境、人體皮膚、呼吸道、消化道和泌尿生殖道中，是引起醫(yī)院內(nèi)感染的重要致病菌[1]。當(dāng)外界條件溫和時，Ab 易大量繁殖并破壞宿主體內(nèi)的正常菌群平衡，引起各種原發(fā)性或繼發(fā)性感染[2，3]。近年來某些不合理的用藥情況導(dǎo)致Ab 的耐藥率上升。據(jù)2019 年CHINET 中國細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，非發(fā)酵革蘭陰性桿菌在臨床上的檢出率為23.8%，其中Ab 所占的比例為38.2%，排名第1，主要來源于呼吸道、血液和泌尿道等標(biāo)本；不動桿菌屬對碳青霉烯類藥物如美羅培南等的耐藥率較前升高至70%以上，對其他參與檢測的抗菌藥敏感性也多在50%以上[4]。Ab 是致病性革蘭氏陰性菌，具有先天存在的耐藥基因介導(dǎo)產(chǎn)生先天耐藥性，也容易被誘導(dǎo)產(chǎn)生新的耐藥性，因而具有多種耐藥機(jī)制[5-7]。本文對Ab 耐藥機(jī)制及治療作一綜述，以期為臨床防治Ab 感染以及抗生素的選用提供參考。

1 耐藥機(jī)制

Ab 的耐藥基因可以通過質(zhì)粒等可移動基因元件作為橋梁彼此傳播，從而創(chuàng)建抗生素耐藥基因庫，具有很高的遺傳可塑性[8]。因此，Ab 對幾乎所有的抗生素都可以產(chǎn)生耐藥性，其耐藥機(jī)制主要包括β-內(nèi)酰胺酶的產(chǎn)生、主動外排泵機(jī)制的高效表達(dá)、外膜蛋白（outer membrane proteins，Omps）調(diào)控的細(xì)胞膜通透性改變、細(xì)菌靶向基因改變以及生物膜的形成等。1.1 β-內(nèi)酰胺酶的產(chǎn)生 Ab 主要產(chǎn)生超廣譜β-內(nèi)酰胺酶、金屬β-內(nèi)酰胺酶、AmpC 型β-內(nèi)酰胺酶、碳青霉烯水解酶這幾種β-內(nèi)酰胺酶。其中，碳青霉烯水解酶可以破壞美羅培南等抗菌藥中的β-內(nèi)酰胺環(huán)中的酰胺鍵，使其斷裂而失去抗菌活性。臨床中最常用的β-內(nèi)酰胺酶分類方案是Ambler 提出的基于氨基酸序列的分類方法，它將這些酶分為A、B、C、D 共4 個分子類別。B 類金屬β-內(nèi)酰胺酶和D類苯唑西林酶在Ab 對碳青霉烯類抗菌藥物耐藥性的產(chǎn)生中起重要作用。B 類碳青霉烯酶的活性位點(diǎn)內(nèi)含有金屬離子，可以抵抗β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，但易受金屬離子螯合劑的抑制，主要包括NDM、IMP、VIM、SIM等，故其又稱為金屬β-內(nèi)酰胺酶。苯唑西林酶對甲氧西林、氯唑西林以及苯唑西林具有很強(qiáng)的水解作用，且可不受克拉維酸和乙二胺四乙酸的抑制。編碼苯唑西林酶的基因是blaOXA 等位基因，主要有天然的blaOXA-5 基因和后天獲得blaOXA-23、blaOXA-24 和blaOXA-58 等。研究發(fā)現(xiàn)[9]，blaOXA-23 基因檢出率最高，其主要位于質(zhì)粒和染色體上，在不同分離菌株之間依賴整合子、轉(zhuǎn)座子水平傳播。目前報道了含有blaOXA-23 基因的轉(zhuǎn)座子主要有Tn2006、Tn2007、Tn2008 和Tn2009，我國最常見的是Tn2009 和質(zhì)粒PAZJ221。

1.2 主動外排泵機(jī)制的高效表達(dá) 抗生素的療效取決于其在細(xì)胞內(nèi)的濃度，然而主動外排泵可以依賴質(zhì)子動力勢能將細(xì)菌中的抗生素排出細(xì)胞膜外，從而使這些抗生素在細(xì)胞內(nèi)無法維持最佳濃度，達(dá)不到滅菌效果。細(xì)菌中廣泛存在的質(zhì)粒、整合子、插入序列、共同區(qū)等基因轉(zhuǎn)移元件為編碼外排泵的基因提供了媒介，使其在細(xì)菌中水平傳播，因此細(xì)菌可以不斷產(chǎn)生新的外排泵基因型。研究表明[10]，AdeABC、AdeFGH 和AdeIJK 外排泵與細(xì)菌耐藥有關(guān)，其中AdeABC 外排泵是被臨床研究最早的外排系統(tǒng)，也是產(chǎn)生耐藥的最主要因素。AdeABC 屬于耐藥結(jié)節(jié)化細(xì)胞分化家族（Resistance-nodulation-cell division，RND）家族外排泵，在幾乎所有的Ab 中都存在，其主要包括AdeB、AdeC 和AdeA。AdeC 是AdeABC 外排泵的最外層蛋白，在外排過程中起重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)[11]，抑制AdeC 能使細(xì)菌外排過程完全停止，提高抗菌治療的效果。

1.3 Omps 調(diào)控的細(xì)胞膜通透性改變 Omps 鑲嵌在外膜脂質(zhì)雙層內(nèi)，其起源于細(xì)胞表面，并外膜囊一起傳遞。大部分外膜表面覆蓋著一類具有高度選擇性的通道蛋白，被稱之為膜孔蛋白，這種膜孔蛋白聚合起來可以形成孔道。細(xì)菌外膜具有良好的通透性，當(dāng)編碼此類通道蛋白的基因發(fā)生突變時會阻塞孔道，使細(xì)菌外膜通透性下降，導(dǎo)致藥物不能正常進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)發(fā)揮作用[12]。有研究發(fā)現(xiàn)了一些與外膜相關(guān)的蛋白在Ab 耐替加環(huán)素菌株中表達(dá)的證據(jù)[13]，說明外膜通透性的變化與Ab 耐替加環(huán)素的分子基礎(chǔ)有關(guān)。目前在Ab 中發(fā)現(xiàn)了不同類型的Omps，如CarO、OmpA、OprD、OMPA，這些孔蛋白不但與耐藥性相關(guān)，而且能作為水通道的介質(zhì)，通過活化半胱天冬酶誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，調(diào)控結(jié)締組織自噬，在發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

1.4 細(xì)菌靶向基因改變 細(xì)菌作用靶點(diǎn)經(jīng)過修飾或靶位基因突變后，藥物與靶位相互作用的親和力會下降，從而發(fā)生耐藥。比如，DNA 促旋酶是氟喹諾酮類藥物作用于Ab 的重要的靶點(diǎn)，由A、B 兩種亞基組成，當(dāng)gyrA 亞基發(fā)生突變時，其與氟喹諾酮類藥物之間的親和力就會降低，因此導(dǎo)致耐藥。青霉素結(jié)合蛋白（PBPs）結(jié)構(gòu)功能的改變以及表達(dá)的不足也會導(dǎo)致親和力降低而產(chǎn)生耐藥，如β 內(nèi)酰胺類抗菌藥物，就是因為PBPs 發(fā)生改變，導(dǎo)致抗菌藥物與該蛋白的親和力降低，所以產(chǎn)生了耐藥。

1.5 生物膜的形成 Ab 易附著在生物和非生物表面，并在其上形成生物膜[14]。生物膜是一種物理屏障，是由細(xì)菌細(xì)胞群被自身產(chǎn)生的細(xì)胞外聚合物，如多糖、蛋白質(zhì)、核酸和脂類等物質(zhì)包裹所形成的，可以增強(qiáng)細(xì)菌對抗菌藥物的抵抗力[15，16]。生物膜的形成使Ab 對酸和干燥環(huán)境具有更高的抗性，導(dǎo)致其在醫(yī)院環(huán)境及醫(yī)療設(shè)備中更容易定植生長[17]。有研究表明[15]，生物膜增加了Ab 在相對濕度為31%環(huán)境中的生存時間，有些分離株甚至可以存活將近100 d。

2 治療現(xiàn)狀

2.1 β-內(nèi)酰胺類抗生素的復(fù)合制劑 β-內(nèi)酰胺類抗生素的復(fù)合制劑是一種β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，其中舒巴坦作為一種廣譜酶抑制劑起到主要的抗感染作用，它通過與Ab 中的PBP2 不可逆結(jié)合，使細(xì)菌內(nèi)多種β-內(nèi)酰胺酶失去活性，從而達(dá)到抑菌效果[18]。有研究表明[19]，高劑量舒巴坦在治療耐多藥的Ab 感染方面具有優(yōu)勢。臨床通過應(yīng)用舒巴坦、他唑巴坦和克拉維酸這3 種藥物治療Ab 感染，但舒巴坦的治療最為顯著[5]。另有研究表明[20]，高劑量舒巴坦與另一種單一抗菌劑如左氧氟沙星等聯(lián)合使用，相比其他方案具有更高的臨床癥狀改善率和治愈率，而在消除微生物和其他原因?qū)е碌睦^發(fā)性死亡率方面之間沒有顯著差異。

2.2 多黏菌素類抗生素 多黏菌素是一類對革蘭陰性菌敏感性較高的廣譜抗生素，通過與磷脂酰膽堿的相互作用，破壞細(xì)菌雙層膜結(jié)構(gòu)，使細(xì)菌外層的通透性受到損壞，致使細(xì)菌內(nèi)的成分漏出，從而抑制細(xì)菌的生長，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。有研究表明[21]，Ab 菌株對多黏菌素具有較高的敏感性，是治療Ab 的最佳藥物。黃靖宇等[22]研究表明，對于嚴(yán)重的泛耐藥Ab 感染患者，可以在多粘菌素的基礎(chǔ)上聯(lián)合用藥，該方案可獲得明顯的抗菌效應(yīng)。但是多粘菌素易損傷腎功能及神經(jīng)系統(tǒng)，有研究表明[23]，粘菌素與其他抗菌藥物如左氧氟沙星、替加環(huán)素等聯(lián)合使用可增加腎毒性發(fā)生風(fēng)險，使用時應(yīng)謹(jǐn)慎。

2.3 替加環(huán)素 替加環(huán)素可結(jié)合于細(xì)胞核糖體30S亞單位，使得肽鏈延長過程中斷，從而導(dǎo)致細(xì)菌停止生長，達(dá)到超廣譜的抗菌活性。替加環(huán)素作為一種蛋白合成抑制劑，有望應(yīng)用于治療具有拮抗細(xì)菌外排泵能力的耐藥菌感染，但是其在血清含量較低，不適用于治療菌血癥。在一項對74 例Ab 血流感染及耐藥性分析的研究中發(fā)現(xiàn)[24]，泛耐藥菌占55.4%，藥敏試驗提示對替加環(huán)素和阿米卡星敏感率超過90.0%，但對其他抗生素的敏感率均低40.0%。由此可見，替加環(huán)素仍然對Ab 保持著較高的敏感性。但是替加環(huán)素單獨(dú)頻繁的使用可能會進(jìn)一步提高Ab的耐藥率，因此替加環(huán)素也可聯(lián)合用藥。有研究從細(xì)菌清除率的角度分析替加環(huán)素和其他抗生素合用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聯(lián)合舒巴坦制劑治療耐多藥的Ab 感染的抗菌療效顯著，細(xì)菌清除率較單一用藥更高[25]。

2.4 抗菌肽 抗菌肽是未來對抗不動桿菌最有希望的抗菌藥物之一，由生物體自然產(chǎn)生的，最早在昆蟲中發(fā)現(xiàn)。抗菌肽可以作為先天免疫的一部分保護(hù)宿主抵抗病原體，它攜帶正電荷，能與攜帶負(fù)電荷的細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)合，破壞細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)容物外泄。目前發(fā)現(xiàn)的抗菌肽包括人類、鱷魚、青蛙、蜜蜂等多種生物抗菌肽。其中，人類抗菌肽即LL-37，是抗菌肽家族中被研究最多的成員。該抗菌肽含有37 個氨基酸，呈α 螺旋結(jié)構(gòu)。作為先天免疫的一部分，LL-37 由多種細(xì)胞產(chǎn)生，其抗菌作用的主要機(jī)制是與脂多糖相互作用[26]。除抗菌特性外，其還有具有其他特性，如調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、趨化、中和脂多糖及傷口閉合等[27，28]。

3 總結(jié)

目前臨床上治療Ab 的抗生素主要包括碳青霉烯類、多粘菌素、舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦、替加環(huán)素、氨基糖苷類等。由于Ab 耐藥基因相互之間的迅速傳播，基于多粘菌素、替加環(huán)素與其他藥物的聯(lián)合治療方案成為碳青霉烯耐藥的Ab 感染的治療首選。但幾乎所有的抗生素對碳青霉烯耐藥的Ab 的敏感性都在逐漸降低，而細(xì)菌耐藥性的發(fā)展較于新型抗菌藥的研究通常要更加迅速。因而，必須加強(qiáng)對Ab 的流行病學(xué)及耐藥性監(jiān)測，掌握Ab 的流行病學(xué)特征和耐藥性及其變遷的動態(tài)趨勢，對指導(dǎo)臨床醫(yī)生合理使用抗生素、防止和延緩細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生和預(yù)防院內(nèi)感染的發(fā)生具有十分重要的意義。