鲍曼不动杆菌耐药机制的研究进展

鲍曼不动杆菌耐药机制的研究进展

岳明，盛传伦*

(吉林大学中日联谊医院，吉林 长春130033)

鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii,AB)是一种氧化酶阴性、需氧、不发酵糖类的革兰阴性杆菌,广泛存在于自然界中，易在患者的皮肤、呼吸道、泌尿道等部位定植，是医院感染重要的条件致病菌之一。在免疫力低下的患者,可导致严重的感染，如呼吸机相关性肺炎、伤口感染、泌尿道感染、脓毒症、败血症等。随着广谱抗生素在临床的广泛使用，鲍曼不动杆菌对临床常用抗生素的耐药情况日趋严重,具有高耐药水平、多重耐药以及存在地域性差异等特点，其高感染率及致死率已对全球公共健康构成威胁。鲍曼不动杆菌的耐药机制多而复杂，多重耐药常是多种耐药机制共存的结果，本文聚焦鲍曼不动杆菌对临床主要使用的五大类抗生药物的耐药相关机制进行综述。

1鲍曼不动杆菌对β-内酰胺类抗菌药物的耐药机制

由于临床上对β-内酰胺类药物的广泛使用，使得鲍曼不动杆菌对β内酰胺类抗生素的耐药率呈逐年上升趋势，特别是对头孢哌酮-舒巴坦,其耐药率从2007的5.4%升至2011年的43.4%，而对亚胺培南和美罗培南的耐药率，也从2007年的37.6%和42.7%升至2011年的65.2%和66.2%[1]。鲍曼不动杆菌对β-内酰胺类抗生素耐药可能通过细菌产生的各种β-内酰胺酶、细菌外膜蛋白缺乏以及外排泵的过度表达而起作用。

1.1细菌产生的各种β-内酰胺酶细菌产生的β-内酰胺酶共分为4类。A类β-内酰胺酶主要是指广谱β-内酰胺酶(ESBLs)，ESBLs是一类能水解氧亚胺基β-内酰胺类抗生素的β-内酰胺酶，是由细菌质粒介导的，可被β-内酰胺酶抑制剂抑制。其基因型分为TEM型、SHV型、KPC型等。武大伟[2]等研究发现16株ESBLs表型阳性的耐第三代头孢鲍曼不动杆菌中11株(36.7%)产TEM型ESBLs，4株(13.3%)产PER型ESBLs，1株(3.3%)产VEB-1型ESBLs； B类β-内酰胺酶为金属β-内酰胺酶(BMLs)，其活性位点为二价金属阳离子(主要是锌离子)，通过对抗生素的水解作用达到耐药，包括IMP、VIM和SIM三型。大多数BMLs基因位于包括编码氨基糖苷类耐药酶的基因在内的I类整合子中。研究[2]发现4株鲍曼不动杆菌菌株金属酶阳性，其中1株IMP-1阳性，另外3株IMP-1、IMP-2、VIM-2同时阳性；C类β-内酰胺酶即AmpC酶，是由染色体或质粒介导产生的，可水解青霉素、头孢菌素及单环酰胺类抗生素，但不能水解碳青霉烯类、四代头孢菌素和喹诺酮类。张丽梅[3]等人研究检测出阳性AmpC基因，并发现携带AmpC基因的鲍曼不动杆菌的耐药性明显高于该耐药基因阴性菌株；D类β-内酰胺酶(CHDLs)为苯唑西林酶，又称OXA碳青霉烯酶，具有活性丝氨酸位点，能水解碳青霉烯类药物。其中包括OXA-23，OXA-40,OXA-51,OXA-58和OXA-143。在鲍曼不动杆菌OXA-23、OXA-51等基因中插入序列ISA-bal，该序列提供的强启动子导致耐药基因高度表达以至耐药。王辉[4]等人研究不仅发现了OXA-23，并发现OXA-23型酶位于染色体上，而不在整合子或质粒上。廖晚珍等[5]在70株耐碳青霉稀类鲍曼不动杆菌中研究发现均有blaOXA-23和blaOXA-51的表达，blaOXA-58在其中1株表达。可见OXA-23是我国最常见的OXA碳青霉烯酶。Afzal-Shah[6]等发现，OXA-23对碳青霉烯类的水解活性不高，如外膜通透 性降低或外排泵系统增强也可能介导耐药。

1.2细菌外膜蛋白细菌外膜构成半透性的屏障，外膜孔蛋白是外膜上一种可以形成通道并允许外来分子通过脂质双分子层的蛋白，β内酰胺类抗生素只有穿过膜孔蛋白组成的亲水通道才能进入细胞，从而发挥抗菌作用。细菌通过改变外膜蛋白的结构或者调节外膜蛋白的表达可导致膜通透性降低，减少抗生素透入菌膜从而逃逸抗生素的杀菌作用，使细菌产生耐药。例如膜孔蛋白OprD是亚胺培南进入菌体的特异通道，所以膜孔蛋白OprD的表达减低或丢失可以引起细菌对亚胺培南的耐药。罗柳林[7]等人研究发现耐亚胺培南和美罗培南的鲍曼不动杆菌的部分膜孔蛋白全部缺失或明显下调，而对亚胺培南和美罗培南敏感的菌株的膜孔蛋白无明显变化。上述研究均表明膜孔蛋白与鲍曼不动杆菌的耐药性相关。

1.3外排泵过度表达外排泵是在革兰阴性菌的外膜上存在的特殊能量依赖性药物外排系统，可主动将进入细菌体内的药物不断泵出至菌外，菌体内药物浓度减少无法达到抗菌作用。目前与鲍曼不动杆菌有关的外排系统主要是AdeABC，以质子跨膜梯度为外排动力，由操纵子基因adeABC编码，主要包括转运蛋白(AdeB)、膜融合蛋白(AdeA)和外膜蛋白(AdeC)3个部分组成，3部分协同完成药物进入、结合及泵出的主动外排过程。外排泵过度表达也引起细菌对氨基糖苷类、四环素类、喹诺酮类等药物的耐药。朱小华等[8]对86株鲍曼不动杆菌临床分离株进行分析，结果显示鲍曼不动杆菌耐药情况严重时adeA的检出阳性率为84．9%(73/86)，多重耐药菌株adeA基因的mRNA相对表达量明显高于敏感菌株。

2鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类药物的耐药机制

鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类抗生素耐药机制主要的是产生氨基糖苷类修饰酶(AMEs)和16SrRNA甲基化酶(ArmA)。

2.1氨基糖苷类修饰酶(AMEs)AMEs包括乙酰转移酶(AAC)、磷酸转移酶(APH)和核苷转移酶(ANT)。AMEs主要由质粒和染色体介导，大多位于可动遗传因子上，质粒的交换和转座子的转座作用都有利于耐药基因掺入到敏感菌的遗传物质中，使得耐药性在同种或异种细菌间水平传播，从而导致其耐药性传播更为广泛。此外，修饰酶催化此类药物氨基或羟基的共价修饰，使其与核糖体的结合减少也可导致耐药。姜梅杰[9]等人在46株院内分离的多重耐药鲍曼不动杆菌中检出了5种AMEs基因，其中41株(89.1%)携带ant(3”)-I基因，33株(71.7%)携带aac(3)-I基因，2株(4.3%)携带aac(3)-II基因，1株(2.2%)携带aph(3’)-VI基因，1株(2.2%)携带aac(6’)-II基因，并且其中29株(63%)同时携带2种AEMs基因，4株(8.7%)同时携带3种AEMs基因，5株未检出AMEs基因。检出AMEs基因的41株菌株全部对庆大霉素及妥布霉素耐药，提示鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类药物耐药可能与AMEs基因密切相关。

2.216SrRNA甲基化酶(ArmA)鲍曼不动杆菌产生的16SrRNA甲基化酶(ArmA)，为质粒的来源，或者位于转座子(Tn1548)内，是介导高水平氨基糖苷类抗生素耐药的一类酶。其主要耐药机制是该酶阻止细菌的30 S核糖体16S rRNA与氨基糖苷类药物结合，导致细菌对庆大霉素、妥布霉素以及阿米卡星菌等多种临床常用氨基糖苷类药物高度耐药。王敏等人收集了2008年1月到12月湘雅二医院72株鲍曼不动杆菌进行16srNA甲基化基因PCR扩增，扩增到armA基因阳性菌株20株(27.8%)，其中18株菌株对庆大霉素、妥布霉素以及阿米卡星耐药，而未携带armA基因的菌株对庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星的耐药率分别为39.1%、16.7%和20.0%，明显低于携带armA基因的鲍曼不动杆菌(90%)，可见携带armA基因的菌株耐药性显著升高[10]。

3鲍曼不动杆菌对喹诺酮类药物的耐药机制

喹诺酮类药物是一种合成类抗菌药，近年来鲍曼不动杆菌对喹诺酮类药物的耐药情况越来越严峻。吴晓玲等人[11]研究显示2002-2011年鲍曼不动杆菌对氟喹诺酮类药物的耐药率由33.1%±9.7%上升到64.4%±6.2%。鲍曼不动杆菌对喹诺酮类药物耐药的机制除了之前提到的外排泵系统和细菌细胞膜通透性的改变外，主要是编码拓扑异构酶的gyrA或parC基因突变导致拓扑异构酶的改变，使得喹诺酮类药物同DNA螺旋酶-DNA复合体的亲和性降低。其耐药性主要与gyrA和parC基因突变和药物的主动泵出有关，gyrA基因点突变仅表现为中度耐药，但是当gyrA或parC双位点突变时表现为高度耐药。gyrA的基因突变主要发生在Ser-83→Leu，parC的基因突变发生于Ser-80→Leu。戴宁[12]等人研究发现在17株鲍曼不动杆菌菌株携带的gyrA基因83位Ser被Leu所取代，28株鲍曼不动杆菌菌株所携带的parC耐药基因80位Ser被异亮氨酸(Ile)取代，1株菌株携带parC耐药基因中80位Ser和84位Glu分别被Ile和Val所取代，15株菌株同时检出gyrA和parC基因突变。

4鲍曼不动杆菌对多粘菌素类药物的耐药机制

多粘菌素(Colistin)是从芽孢杆菌中分离得到的脂肽类抗生素，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。多粘菌素是阳离子抗生素，所以主要针对革兰阴性菌，其抗菌机制是作用于细菌的细胞膜，使细胞内的重要物质外漏而起到杀菌作用。多粘菌素分子中聚阳离子环与菌体细胞膜中脂多糖的脂质A相互作用，嵌进细胞膜的磷脂，增加细菌细胞膜通透性，细胞内成分外漏致使细菌死亡。多粘菌素耐药虽然不多见，但已经开始在鲍曼不动杆菌等革兰阴性菌中出现。研究发现鲍曼不动杆菌对多粘菌素的耐药机制包括脂多糖(LPS)的完全丧失以及基因PMR轨迹的突变。脂多糖(LPS)是通过脂质A生物合成基因IpxA、IpxC、IpxD以致脂多糖(LPS)的完全丧失。PMR轨迹是一个自动调节双组分信号的传导系统，其中包括传感器激酶、反应调节器和磷酸乙醇胺转移酶。磷酸乙醇胺转移酶有助于多粘菌素通过将乙醇胺基团加入LPS的脂质A成分，降低了细菌的负电荷电阻膜，多粘菌素类带正电荷的肽链和原本带负电荷的脂多糖之间的无法发生静电反应，进而出现耐药反应[13]。王国恩等人于2010年和2011年分别分离鲍曼不动杆菌583株和934株，其对多粘菌素的敏感率分别为92%和91%[14]。

5鲍曼不动杆菌对替加环素的耐药机制

替加环素是主要抗鲍曼不动杆菌的四环素类药物之一，是一种新型甘氨酰环素类抗生素，是米诺环素的衍生物。但是其抑制细菌蛋白质合成的作用强于米诺环素和四环素。替加环素可用于治疗对四环素耐药菌所致的鲍曼不动杆感染的机制是因为TetA和TetB转座子介导的外排泵系统对核糖体有保护作用。

Stefano等对84株多重耐药(MDR)的鲍曼不动杆菌进行体外实验结果显示对于替加环素仅有4.8%表现出耐药[15]。2011年张辉等人从医院临床分离的5958株鲍曼不动杆菌中，对替加环素的耐药率为13.4%[1]。虽然替加环素在体外对于鲍曼不动杆菌的药敏实验保持了良好的抗菌活性，但临床观察结果与药敏结果不一致，临床的治疗效果较差，这可能与应用药物剂量不同有关。目前鲍曼不动杆菌对于替加环素已得到证实的耐药机制主要为AdeABC外排泵系统，该系统是鲍曼不动杆菌中最主要的外排系统，在对替加环素不敏感的菌株中发现AdeR突变点(Prol16→Leu)和AdeS突变点(Thrl53→Met)，可能是导致外排系统过度表达的原因[16]。目前，对于鲍曼不动杆菌感染，多黏菌素或替加环素仍是最后一线治疗药物。

鲍曼不动杆菌的耐药机制之间并非孤立，有时甚至是多种耐药机制共同存在，使选择抗生素的难度更大。熟悉鲍曼不动杆菌的耐药机制，可以更准确的指导临床合理应用抗菌药物，对多重耐药甚至泛耐药鲍曼不动杆菌的感染控制和治疗有重要指导意义。

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(收稿日期：2015-02-17)

文章编号：1007-4287(2015)12-2156-03

*通讯作者