肠球菌属耐药机制研究进展*

刘 丹 综述，王佳贺 审校

(中国医科大学附属盛京医院老年病科，沈阳 110004)

肠球菌是存在于人类和动物肠道的正常菌群，既往被认为是对人类无害的共栖菌。自20世纪80年代以来，肠球菌引起的感染不断增加，目前已成为引起医院感染的重要条件病原菌，在革兰阳性球菌中居第2位，仅次于葡萄球菌属，可引起机体多种组织器官的严重感染，包括尿路感染、皮肤软组织感染、心内膜炎、腹腔感染、脑膜炎、败血症等，甚至危及患者生命。近年来，肠球菌在临床上的分离率不断上升，危害性越来越大，被美国医院感染监测系统(NISS)列为医院感染的第2大病原菌，其检出率仅次于大肠杆菌。由肠球菌引起的感染耐药机制复杂，包括固有耐药和获得性耐药[1]。随着临床抗菌药物的广泛使用，肠球菌对抗菌药物的耐药性和耐药种类不断增加，且临床分离的肠球菌属多为多重耐药菌株，尤其是耐万古霉素肠球菌(VRE)和氨基糖苷类高水平耐药肠球菌(HLAR)，给临床治疗带来极大的困扰[2]。目前尚缺乏治疗VRE的特效药物，只能根据药敏检测结果和耐药基因表型检测结果选用抗菌药物。

1 肠球菌对糖肽类抗菌药物的耐药机制

目前认为糖肽类抗菌药物是治疗肠球菌感染的最后一道防线，但已出现对糖肽类抗菌药物耐药的肠球菌。自1988年在英国伦敦首次分离得到VRE以来，该耐药菌又相继出现在世界各地。美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据显示，1989年VRE在美国的分离率为0.3%，而在2000年已经上升至25.9%。我国VRE的分离率较欧美国家低，但近年来仍有不断上升的趋势。糖肽类抗菌药物通过与细菌细胞壁上的D-丙氨酸-D-丙氨酸(D-ALA-D-ALA)为末端的肽聚糖前体特异性结合，抑制肽聚糖的延伸和交联，抑制细菌细胞壁的生物合成。耐糖肽类抗菌药物肠球菌的产生是由于肠球菌细胞可产生一种前体，使其末端基因发生变化，导致糖肽类抗菌药物分子无法与之结合，不能阻止细菌细胞壁的合成从而产生耐药[3]。目前已证实耐糖肽类抗菌药物肠球菌的表现型有VanA、 VanB、 VanC、VanD、VanE、VanG，除VanC为天然耐药外其他均为获得性耐药，其中VanA、VanB、VanD的耐药原因为D-ALA-D-ALA被D-丙氨酸-D-乳酸(D-ALA-D-LAC)所取代，而VanC、VanE、VanG的耐药原因为D-ALA-D-ALA变成了D-丙氨酸-D-丝氨酸(D-ALA-D-SER)。

1.1VanA 由vanA基因编码，对万古霉素和替考拉宁高水平耐药，耐药机制包括D-ALA-D-ALA末端被D-ALA-D-LAC所取代和万古霉素敏感结合位点被破坏两部分。此外，有研究证实VanA型菌株带有VanA基因的转座子TN1546与IS1251在肠球菌中传播VanA基因[4]。

1.2VanB 由vanB基因编码，对万古霉素可变水平耐药，对替考拉宁敏感，对万古霉素特异性耐药。

1.3VanC 由染色体上的编码基因vanC操纵子编码，表现为低水平耐药，主要耐药原因为VanC催化D-ALA-D-SER替换D-ALA-D-ALA，从而降低万古霉素的亲和力[5]。

1.4VanD 由vanA基因编码，表现型不稳定，易转化为VanA菌株，对万古霉素高水平耐药，对替考拉宁敏感或中介。

1.5VanE 与VanC有较高的同源性，对万古霉素低水平耐药，对替考拉宁敏感。对万古霉素耐药机制与VanC类似，是由于万古霉素结合靶点的D-ALA-D-ALA被D-ALA-D-SER所取代，从而使万古霉素的亲和力降低。

1.6VanG 临床较少见，对万古霉素低水平耐药，对替考拉宁敏感，耐药机制为由vanB编码对万古霉素低水平耐药的蛋白酶，该酶可使万古霉素结合靶点的D-ALA-D-ALA被D-ALA-D-SER所取代，亲和力降低[6-7]。

目前研究证实VRE耐药是由质粒介导，由于有质粒和各种转座子的参与，VRE的传播不仅使耐药基因克隆扩增，而且还有耐药基因在菌株间的平行转移，且这种平行转移易使耐药基因转移给其他的革兰阳性球菌[8]。

2 肠球菌对氨基糖苷类高水平的耐药机制

HLAR是医院感染的重要病原菌，自1979年首次报道耐高水平庆大霉素肠球菌(HLGRE)的出现，氨基糖苷类高水平耐药肠球菌引起医院感染的发生率迅速增加，成为肠球菌耐药严重性的又一表现[9]。氨基糖苷类抗菌药物作用机制是通过作用于细胞核糖体的亚单位，抑制细菌蛋白质的合成，从而导致细菌死亡[10]。目前认为肠球菌对氨基糖苷类高水平耐药的主要机制包括肠球菌产生氨基糖苷类修饰酶(AME)、氨基糖苷类抗菌药物的转移受到干预及氨基糖苷药物作用靶点的改变等，其中最为重要的机制为AME,参与耐药基因表达的主要AME包括O-磷酶转移酶(APH)、O-核苷转移酶(ANT)和N-乙酰转移酶(AAC)[11]。

2.1AME 由质粒和染色体编码，也与转座子和整合子相关，耐药基因在质粒交换和转座子转座作用的协助下可渗入敏感菌的遗传物质中，且在同种或异种细菌之间广泛传播。目前国内外已检测到与肠球菌耐药有关的AME有APH、ANT、AAC及双功能复合酶，各类AME又包括多种亚型。

2.1.1APH 由aph基因编码，分为7个大种，每种又有不同的亚型。其中aph(2″)-Ⅰb在屎肠球菌中发现，屎肠球菌对庆大霉素呈中等水平以上耐药，并破坏青霉素或糖肽类与氨基糖苷类抗菌药物的协同作用，但对链霉素无效[12]。aph(2″)-Ⅰc基因出现在屎肠球菌和粪肠球菌感染中，其对庆大霉素呈中等水平耐药，并抑制庆大霉素和氨苄西林、万古霉素的协同作用。aph(2″)-Ⅰd基因在家禽、家畜分离的肠球菌中检出率较高，可通过食物传播给人类。aph(2″)-Ⅰe仅在屎肠球菌感染中发现，在HLGRE中所占比例低，可传递对庆大霉素和奈替米星的耐药性[13]。aph(3″)-Ⅲa基因可在革兰阳性球菌和革兰阴性杆菌之间转移，产生对阿米卡星、卡那霉素等高水平耐药，在HLAR中检出率非常高。

2.1.2ANT ANT分为ANT(4′)、ANT(3″)、ANT(2″)、ANT(6′)、ANT(9′)5种，主要引起链霉素高水平耐药肠球菌的产生，通过作用于链霉素药物的2′、3′、4′、6′、9′位上的羟基(-OH)使其磷酸化，导致链霉素不能与核糖体亚基结合，但它不能抑制肠球菌蛋白质的合成[14]。

2.1.3AAC AAC分为AAC(2)、AAC(9)、AAC(6′)、AAC(3)4种。目前国内外已检测到与HLAR有关的AAC有AAC(6′)-Ⅰi、AAC(6′)-Ⅱ、AAC(6′)-Ⅰm。其中AAC(6′)-Ⅰi存在于所有的屎肠球菌耐药中，产生对链霉素、卡那霉素等耐药，该酶可以减弱氨基糖苷类药物与氨苄西林、万古霉素的协同作用。AAC(6′)-Ⅱ也对庆大霉素、妥布霉素耐药，首次发现于铜绿假单胞菌和荧光假单胞菌中。AAC(6′)-Ⅰm存在于屎肠球菌SF11770中，可在革兰阳性球菌和革兰阴性杆菌之间传播[15]。

2.1.4双功能复合酶 双功能复合酶AAC(6′)-APH(2″)是目前为止发现的最重要的AME，由其进行酶反应的抗菌药物包括除链霉素以外的所有氨基糖苷类抗菌药物，且可抑制青霉素或糖肽类抗菌药物与氨基糖苷类的协同作用[16]。临床上HLGRE的出现均由该酶介导，目前大量的研究已证实HLGRE的主要耐药基因为acc-(6′)-le-aph(2″)-la。

2.2耐药基因的传播 由于HLAR相关质粒和转座子在肠球菌中大量存在，耐药基因通过质粒和转座子转移到敏感细菌的遗传物质中，使得HLAR可在肠球菌之间转播[17]。

2.2.1质粒介导的耐药基因 介导耐药基因传播的质粒包括性信息素应答性质粒、多宿主质粒和质粒pMG1。性信息素应答性质粒介导粪肠球菌之间耐药基因的传播，特点是传播频率高，引起的耐药性都处于高水平。多宿主质粒可将肠球菌的耐药基因转移到葡萄球菌中，传播频率低。使耐药基因在屎肠球菌和粪肠球菌之间转移，增加多重耐药菌产生的原因是质粒pMG1可在液体中进行质粒转移[18]。

2.2.2转座子介导的耐药基因 氨基糖苷类双功能复合酶AAC(6′)-APH(2″)的基因常形成转座子Tn5281结构，该结构是粪肠球菌中分离的主要AME耐药基因，在促进HLGRE基因整合到质粒上起重要作用，可在不同菌株之间传播，从而增加HLAR的发生率[19]。

3 小 结

综上所述，糖肽类药物是通过抑制细菌细胞壁的生物合成来实现抗菌作用，而肠球菌属对糖肽类抗菌药物产生耐药是由于肠球菌可产生一种前体作用于其末端，从而阻碍抗菌药物发挥抑制细菌细胞壁生物合成的作用，目前国内外多项研究已经证实耐糖肽类抗菌药物肠球菌的表现型有VanA、VanB、VanC、VanD、VanE、VanG 6种，每种表现型对不同糖肽类抗菌药物的耐药性也存在差异。肠球菌属对氨基糖苷类药物高水平耐药的耐药机制包括肠球菌产生AME、氨基糖苷类抗菌药物的转移受到干预及氨基糖苷药物作用靶点的改变等，其中最为重要的机制为肠球菌产生AME，研究证实参与耐药基因表达的主要AME包括APH、ANT、AAC及双功能复合酶[20]。此外，耐药基因可通过存在HLAR的质粒和转座子转移至敏感细菌的遗传物质中，从而使HLAR可在肠球菌之间传播。然而，肠球菌的耐药基因簇既可天然携带，又可从外界获得，还可在不同菌株或不同菌种之间传播，VRE和HLAR的耐药机制不仅局限于上述研究，对肠球菌耐药机制还需进一步研究探讨。

随着抗菌药物的广泛应用，多重耐药菌株越来越多，尤其是VRE和HLAR的检出率不断上升，使临床肠球菌引起的感染越来越难治，因此，对于预防和控制耐药菌株的产生极为重要[21]。本综述通过对肠球菌耐药机制的研究，对临床控制耐药菌株的传播、合理选用抗菌药物，以及对VRE和HLAR有效新药的研制提供科学依据。

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