耐复方新诺明嗜麦芽窄食单胞菌的研究进展

赵苏瑛(综述)，李 岷(审校)

(江苏省中医院检验科，南京210029)

嗜麦芽窄食单胞菌属于窄食单胞菌属，该菌属是一个新命名的菌属，属于假单胞菌科的RNA同源群。嗜麦芽窄食单胞菌是该属内唯一的菌种。此菌1961年根据鞭毛特征被命名为嗜麦芽假单胞菌［1］，1983年根据核酸同源性和细胞脂肪酸组成被归入黄单胞菌属，与其他黄单胞菌不同，其无黄单胞菌素，无植物病原性，可在37℃环境中生长，1993年被命名为嗜麦芽窄食单胞菌［2］。该菌氧化分解麦芽糖迅速又明显，故定名为嗜麦芽。氧化酶阴性、明胶酶和DNA酶阳性是该菌的鉴别特点。嗜麦芽窄食单胞菌广泛存在于自然界，是引起医院内感染的重要条件致病菌，该细菌存在一种锌离子依赖的金属β内酰胺酶，表现为对碳青霉烯类抗生素天然耐药，对复方新诺明大都敏感［3］。因此，复方新诺明也是治疗该菌的首选药物。近年来，多重耐药的嗜麦芽窄食单胞菌频频出现，该菌对复方新诺明的敏感性也逐年下降，临床用药又遇到新的难题。

1 嗜麦芽窄食单胞菌的分布和致病特点

嗜麦芽窄食单胞菌为革兰阴性杆菌，一端丛毛菌，有动力。最适生长温度为35℃，专行需氧，营养要求不高。该菌广泛存在于自然界，也可寄居于人的呼吸道和肠道内，作为条件致病菌，可引起呼吸道感染、伤口感染、尿路感染及脑膜炎、心内膜炎等。研究表明，引起本菌定植和感染的危险因素有机械通气，广谱抗生素使用不当，机体免疫力低下等［4-9］。国内也有学者报道，脑外伤患者呼吸道易受感染［10］。目前，嗜麦芽窄食单胞菌已经是引起医院内感染的常见非发酵革兰阴性杆菌，仅次于铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌而居临床分离阳性率的第三位［11］。

2 嗜麦芽窄食单胞菌对常用抗生素的敏感性

嗜麦芽窄食单胞菌对多种抗生素耐药，特别是对头孢菌素和伊米配能耐药率更高。复方新诺明是治疗嗜麦芽窄食单胞菌感染的唯一推荐使用药物。治疗复方新诺明耐药的菌株引起的感染，只能联合应用一种或几种体外敏感试验表现敏感的药物。现在世界范围内对复方新诺明耐药的嗜麦芽窄食单胞菌菌株逐年递增并且存在地区差异，如加拿大、拉丁美洲报道的复方新诺明耐药率是2%，欧洲为 10%［12］。

3 复方新诺明耐药菌株的发现

最早对复方新诺明耐药的嗜麦芽窄食单胞菌是从沙特阿拉伯Riyadh Armed Forces医院的2例患者身上分离得到的［10］。第一株是2005年从1例48岁的沙特阿拉伯女性患者身上分离得到的，患者由于慢性髓性白血病而入院治疗，药物化疗后静脉滴注抗生素进行抗感染治疗，然而所有治疗均宣告失败，最终由于感染性休克而死亡。在其死亡后，其中央静脉置管抽取的血培养报道有嗜麦芽窄食单胞菌生长。第二例菌株是2006年分离自1例65岁的沙特阿拉伯男性患者，其为膀胱癌终末期肾病患者，左侧肾穿刺导尿标本经培养确定为嗜麦芽窄食单胞菌。该患者没有任何感染的临床症状且右侧导管和导尿标本培养也均为阴性。左侧更换导管后重复尿培养结果也为阴性。这两个菌株的鉴定均使用API 20NE，嗜麦芽窄食单胞菌符合率为99%，药敏试验使用自动化MicroScan系统测试，药敏解读依照美国临床实验室标准化研究所标准。结果显示这两个嗜麦芽窄食单胞菌菌株对复方新诺明均有耐药现象，程度不一，其中1株最低抑菌浓度＞8/152 mg/L，另一株最低抑菌浓度＞32 mg/L。

4 嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明耐药的机制研究

4.1 sul1、sul2基因与嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明耐药密切相关 这两个基因最早是在革兰染色呈阴性的肠杆菌科细菌中发现的，它们编码的主要产物是是二氢叶酸合成酶。肠杆菌科中的大肠埃希菌、沙门菌等细菌均携带有大量的sul1、sul2基因，其相同的临床表现为对复方新诺明产生耐药现象［13］。由于嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明天然敏感，其对复方新诺明的耐药现象出现较晚。到目前为，止国内外对其耐磺胺类药物的耐药机制研究也较少，特别是在分子生物学水平上对其进行耐药基因的研究更少。Barbolla等［11］对31株嗜麦芽窄食单胞菌进行研究后发现，其中有3株表现为对复方新诺明高度耐药，并且在这3株耐复方新诺明的嗜麦芽窄食单胞菌中同时扩增出sul1基因和一类整合子基因，这两个基因在对复方新诺明敏感的嗜麦芽窄食单胞菌中都未检测到。因此，专家推断sul1基因是一类整合子的一部分，它发挥生物学功能是由一类整合子介导的。Toleman等［14］经过进一步研究发现sul2基因位于大的质粒上，并且与ISCR(插入元件共同区)连锁，只有少部分由染色体介导，结果表明嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明的耐药可能是由一类整合子与ISCR元件以及sul2基因的连锁共同作用产生的。其具体作用方式可能是sul1和sul2基因通过一类整合子及ISCR插入元件发挥作用，表达出对复方新诺明具有抗性的二氢叶酸合成酶，二氢叶酸合成酶的存在使细菌对复方新诺明的消耗量增加，从而表现为对复方新诺明的耐药。此外，整合子还能通过耐药基因的整合在质粒间传播，从而引起耐药性的播散［15］。因此，sul1、sul2基因的存在与嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明的耐药有直接关系。

4.2 dfrA基因与嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明耐药密切相关 Hu等［16］和 Hou等［17］发现 dfrA 基因与嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明耐药有关。dfrA基因和sul基因一样，也位于一类整合子上。在该区域内 dfrA基因有 dfrA17-aadA5、dfrA12-aadA2、aacA4-catB8-aadA1、aadB-aadA4、aacA4、aadA5、aadA1、aadB-aac(6')-Ⅱ-blaCARB-8、arr-3-aacA4 和 cmlA1。最新研究发现dfrA基因编码二氢叶酸还原酶可介导复方新诺明的耐药，在他们的实验中第一次报道了dfrA17和dfrA12序列，这两个序列在所有耐复方新诺明的嗜麦芽窄食单胞菌中都被检出，说明dfrA17和dfrA12所在的区域与复方新诺明的抗性有关。同时，实验指出并不是一类整合子的全部序列都参与细菌的耐药，sul1也不是全部序列都参与复方新诺明的耐药。dfrA、sul2与sul1基因协同作用可以诱导细菌的多重耐药，包括对复方新诺明的高水平耐药。值得注意的是，sul2基因和整个整合子序列都包含在一个长7.3 kb的质粒上，说明sul2基因与整个整合子能在细菌间通过质粒进行水平传播。

4.3 其他耐药机制的研究 Liaw等［18］对多重耐药的嗜麦芽窄食单胞菌(包括复方新诺明耐药)进行研究后发现，除了整合子外，还有一些其他机制导致了细菌的耐药，如细菌的流出泵、葡萄糖磷酸变位酶及生物膜的形成等。细菌的流出泵中的两个亚型:smeD和smeA，在耐药的嗜麦芽窄食单胞菌存在两者的高表达，且smeD的表达水平较smeA更高。因此，学者推测smeD和smeA的高表达与嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明的耐药有关。葡萄糖磷酸变位酶与生物膜形成经研究后发现，嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明的耐药关系不大。有一点值得肯定，即并不是简单的一种耐药机制参与嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明的耐药，而是至少有三种以上的耐药机制共同作用的结果。

5 结语

细菌的耐药是个世界性难题，除了进一步研究其耐药机制外，合理使用抗生素也应引起足够的重视。整合子和质粒机制能参与多重耐药的水平传播，因其高效性，应引起足够的重视，采取积极有效的措施，控制耐药基因的水平转移［19］。同时，提倡临床上合理使用抗生素，以减少耐药细菌的产生。

［1］Hugh R，Ryschenkow E.Pseudomonas maltophilia，an Alcaligeneslike species［J］.J Gen Microbiol，1961，26:123-132.

［2］Palleroni NJ，Bradbury JF.Stenotrophomonas，a new bacterial genus for Xanthomonas maltophilia(Hugh 1980)Swings et al.1983.［J］.Int J Syst Bacteriol，1993，43(3):606-609.

［3］Denton M，Todd NJ，Kerr KG，et al.Molecular epidemiology of Stenotrophomonas maltophilia isolated from clinical specimens from patients with cystic fibrosis and associated environmental samples［J］.J Clin Microbiol，1998，36(7):1953-1988.

［4］Davin-Regli A，Bollet C，Auffray JP，et al.Use of random amplified polymorphic DNA for epidem iolog ical typing of stenotrophomonas maltophilia［J］.J Hosp Infect，1996，32(1):39-50.

［5］Von Graevenitz A.Acineto bacter，Alcaliyenes，Moraxella and other nonfermentative Gram negative bacteria［M］//Murry PR.Manual of Clinical Microbiology.6th ed.Washington DC:American Society for Microbiology，1995:520.

［6］苏关关，袁玉华，赵峰.某院1998～2000年细菌耐药监测［J］.浙江预防医学，2002，14(3):10-11.

［7］Spencer RC.The emergence of epidemic multiple antibioticresistant Stenotrophomonas(Xanthomonas)meltophilia and Burkholderia(Pseudomonas)cepacia［J］.J Hosp Infect，1995，30 Suppl:453-464.

［8］Villarino ME，Stevens LE，Schable B，et al.Risk factors for epidemic Xanthomonas maltop-hila infection/colonization in intensive care unit patients［J］.Infect control Hosp Epidemiol，1992，13(4):201-206.

［9］Klausner JD，Zukerman C，LimayeAP，etal.Outbreak of stenotromonas maltophilia bacter emia among patients under going bone marrow transplantation:association with faulty replacement of handwashing soap［J］.Infect Control Hosp Epiemiol，1999，20(11):756-758.

［10］钟尉端.嗜麦芽窄食单胞菌对磺胺耐药［J］.中国医药前沿2007，2(5):90-91.

［11］Barbolla R，Catalano M，Orman BE，et al.Class 1 integrons increase trimethoprim-sulfamethoxazole MICs against epidemiologically unrelated Stenotrophomonas maltophilia isolates［J］.Antimicrob Agents Chemother，2004，48(2):666-669.

［12］Lai CH，Chi CY，Chen HP，et al.Clinical characteristics and prognostic factors of patients with Stenotrophomonas maltophilia bacteremia［J］.J Microbiol Immunol Infect，2004，37(6):350-358.

［13］孙海平，林宁.多重耐药大肠埃希菌复方新诺明耐药相关基因研究［J］.现代检验医学杂志，2008，23(5):42-43.

［14］Toleman MA，Bennett PM，Bennett DM，et al.Global emergence of trimethoprim/sulfamethoxazole resistance in Stenotrophomonas maltophilia mediated by acquisition of sul genes［J］.Emerg Infect Dis，2007，4(13):559-565.

［15］邓笑伟，刘长庭，李天智，等.嗜麦芽寡养单胞菌中Ⅱ类整合酶基因的发现及意义［J］.中华医院感染学杂志，2007，17(9):1061-1063.

［16］Hu LF，Chang X，Ye Y，et al.Stenotrophomonas maltophilia resistance to trimethoprim/sulfamethoxazolemediated by acquisition of sul and dfrA genes in a plasmid-mediated class 1 integron［J］.Int J Antimicrob Agents，2011，37(3):230-234.

［17］Hou TW，Yin XL，Jiang CY.Microbiology and clinical analysis of six cases of hospital-acquired pneumonia caused by Acinetobacter baumannii［J］.Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi，2007，30(1):35-39.

［18］Liaw SJ，Lee YL，Hsueh PR.Multidrug resistance in clinical isolates of Stenotrophomonas maltophilia:roles of integrons，efflux pumps，phosphoglucomutase(SpgM)，and melanin and biofilm formation［J］.Int J Antimicrob Agents，2010，35(2):126-130.

［19］Gaze WH，Abdouslam N，Hawkey PM，et al.Incidence of class 1 integrons in a quaternary ammonium compound-polluted environment［J］.Antimicrob Agents Chemother，2005，49(5):1802-1807.