鮑曼不動桿菌抗生素耐藥機制研究進展

穆鵬 胡方芳 袁軍

[摘要] 鮑曼不動桿菌（Ab）是醫(yī)院感染的重要病原體，尤其是免疫力缺陷或低下及ICU患者感染的主要病原體。Ab的多重耐藥機制主要涉及到Ab內(nèi)源性酶對抗生素的水解，以及在修飾性酶作用下的作用靶點改變導致的抗生素與作用靶點親和性的降低;外排泵的過度表達及細胞壁孔蛋白結構的異常介導抗生素的排出;細胞質(zhì)膜滲透性缺陷導致膜電位異常介導抗生素敏感性降低;抗生素作用靶點的改變;細胞壁成分的改變介導抗生素對細胞靶點敏感性的降低;內(nèi)源性或外源性基因的插入或缺失致使酶或相關蛋白合成異常從而介導細菌耐藥。本文結合各型抗生素作用機制及Ab毒力因子對Ab多重耐藥機制做一綜述。

[關鍵詞] 鮑曼不動桿菌;醫(yī)院感染;多重耐藥;綜述

[中圖分類號] R378? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-7210（2019）03（b）-0047-04

鮑曼不動桿菌（Acinetobacter baumannii，Ab）屬非發(fā)酵型革蘭陰性桿菌，是常見的條件致病菌，主要引起呼吸系統(tǒng)感染、菌血癥、泌尿系統(tǒng)感染、呼吸機相關性肺炎等多種疾病。Ab也是重要的醫(yī)院感染病原體，是免疫力低下患者及重癥監(jiān)護室患者感染的主要病原體[1]。由于抗生素的濫用、細菌的不斷變異以及新型抗生素研發(fā)的時效性可用于多重耐藥Ab的有效藥物不斷減少[2]。在美國，Ab耐藥性在1993～2004年增長了10倍[3]，在我國，Ab耐藥性也從2005年的31%～39%增長到2014年的62.4%～66.7%[4]。對分離的Ab多重耐藥菌的耐藥性機制及相關耐藥基因分布進行研究，對于新型抗生素的研發(fā)、抗生素的合理使用以及預防感染都具有重要意義，本文就Ab多重耐藥機制做一綜述。

1 耐藥Ab的分類及耐藥性現(xiàn)狀

Ab根據(jù)其耐藥程度被分為多重耐藥鮑曼不動桿菌（MDRAB）、廣泛耐藥鮑曼不動桿菌（XDRAB）、全耐藥鮑曼不動桿菌（PDRAB）。MDRAB是指對抗假單胞菌頭孢菌素、抗假單胞菌碳青霉烯類、含有β-內(nèi)酰胺酶抑制劑的復合制劑、氟喹諾酮類、氨基糖苷類5類抗菌藥物中至少3類耐藥的菌株，XDRAB僅對黏菌素和替加環(huán)素敏感，PDRAB幾乎對現(xiàn)有的所有抗生素耐藥[5]。

2 Ab對β-內(nèi)酰胺類抗生素的耐藥機制

2.1 超廣譜β-內(nèi)酰胺酶（ESBLs）介導的Ab對頭孢菌素類耐藥

ESBLs介導的耐藥主要是通過質(zhì)粒、整合子等可移動元件（MGEs）的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導使編碼基因水平轉(zhuǎn)移，導致細菌耐藥性及細菌耐藥性跨種屬和跨地區(qū)的傳播[6]。PER-1、VEB-1型ESBLs在歐洲、中東等地區(qū)多有報道[7-8]，我國以PER-1、TEM型多見，其中TEM型是Ab產(chǎn)生頭孢菌素耐藥的主要因素[9]。TEM型ESBL不同位點的突變可增強Ab對不同頭孢菌素類抗生素的水解能力[10]。

2.2 頭孢菌素酶（AmpC酶）表達增強介導的Ab對頭孢菌素類耐藥

AmpC酶編碼基因上游插入的ISAbal序列增強了AmpC酶的表達[11]，致使Ab對頭孢菌素類耐藥性增強。在AmpC酶介導下，Ab對三代頭孢菌素的耐藥率達到95%，對四代頭孢菌素的耐藥率達90.5%[12]。

2.3 細胞膜蛋白孔道介導的Ab對頭孢菌素類耐藥

王代榮等[13]發(fā)現(xiàn)Omp38作為Ab細胞膜上的特異性蛋白孔道參與了Ab對頭孢菌素的耐藥，其缺失可導致Ab對頭孢菌素類抗菌藥物敏感性降低，而回補野生型的Omp38可以恢復菌株對頭孢菌素類抗菌藥物的敏感性。

2.4 β-內(nèi)酰胺酶介導的Ab對碳青霉烯類抗生素耐藥

Ab對碳青霉烯類抗生素的耐藥機制主要由OXA-51相關的內(nèi)源性或OXA-23相關的獲得性β-內(nèi)酰胺酶介導[14]。在AbblaOXA-51上游插入ISAbal可增強β-內(nèi)酰胺酶的表達，增強對碳青霉烯類抗生素耐藥性[15]。此外，結合在Tn125轉(zhuǎn)座子上的流動性blaNDM-1碳青霉烯酶基因介導了Ab的碳青霉烯類耐藥性[16]。

2.5 Ab對β-內(nèi)酰胺酶抑制劑的耐藥機制

Ab主要通過抑制β-內(nèi)酰胺酶抑制劑活性進而增強β-內(nèi)酰胺酶對β-內(nèi)酰胺類藥物的水解而產(chǎn)生耐藥性。Penwell等[17]發(fā)現(xiàn)β-內(nèi)酰胺酶抑制劑具有阻斷Ab青霉素結合蛋白的能力，這表明該抑制劑在抵抗多重耐藥Ab方面具有新的治療效果。

3 Ab對氟喹諾酮類抗生素的耐藥機制

3.1 氟喹諾酮類抗菌藥物靶位的改變

該機制主要與喹諾酮耐藥決定區(qū)即gryA和parC兩個基因區(qū)域的基因點突變有關[18]。此外，質(zhì)粒上qnr基因的表達產(chǎn)物對氟喹諾酮類抗菌藥物靶位有保護作用也可介導Ab耐藥[19]。

3.2 Ab細胞膜通透性的改變和/或泵出機制的過表達

AbeM屬于多重耐藥及毒素復合物外排（MATE）家族中的質(zhì)子驅(qū)動多重耐藥外排泵，該外排泵通過跨膜的電化學梯度完成藥物轉(zhuǎn)運從而介導了氟喹諾酮類抗菌藥物的外排，其外排作用使Ab對氟喹諾酮類抗菌藥物敏感性降低[20]。

4 Ab對氨基糖苷類抗生素的耐藥機制

4.1 氨基糖苷類修飾酶（AMEs）

AMEs通過作用于氨基糖苷類抗生素特定的氨基或羥基，使抗生素發(fā)生鈍化、敏感性降低或喪失了對靶位核糖體的親和力使細菌在抗生素存在的情況下仍能存活[21]。

4.2 16S rRNA甲基化酶

由armA基因誘導的細菌核糖體小亞單位16S rRNA甲基化酶可使氨基糖苷類藥物作用靶位發(fā)生甲基化，使其與藥物親和力下降，從而降低抗生素對細菌殺傷力[22]。

4.3 細菌主動外排機制的增強

Ab中AdeRS基因調(diào)控的主動外排泵AdeABC外排功能的增強致使抗生素被大量排出到胞外，導致其胞內(nèi)濃度低于最低抑菌濃度而抑菌功能下降或消失[23]。

5 Ab對多黏菌素類抗生素的耐藥機制

5.1 Ab脂多糖（LPS）上脂質(zhì)A結構的改變

多黏菌素主要通過阻斷LPS上的脂質(zhì)A從而裂解細菌外膜，大多數(shù)多黏菌素耐藥性變異主要是通過阻斷藥物與LPS的相互作用。雙組分系統(tǒng)PmrAB的下游靶標PmrC，PmrAB可催化脂質(zhì)A的磷酸乙醇胺化，使外膜的凈負電荷減少進而降低了多黏菌素對細胞靶點的親和力[24-25]。脂質(zhì)A合成機制中ISAba11基因的插入或lpxA、lpxC、lpxD基因的缺失可減少或阻止LPS的產(chǎn)生從而消除多黏菌素的靶標而介導抗藥性[26]。

5.2 莢膜多糖介導的Ab細菌耐藥性

莢膜多糖可通過阻斷Ab表面與多黏菌素類抗生素的結合而增強其抵抗抗生素的殺傷作用[27]。莢膜多糖存在突變?nèi)毕莸腁b對肽類抗生素的固有抵抗能力具會降低，Ab出現(xiàn)肽類抗生素抗性時由bfmRS雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)控的K位基因會轉(zhuǎn)錄表達導致莢膜多糖生產(chǎn)過剩進而防止抗生素對細菌的殺傷作用[28]。

5.3 細菌主動外排泵系統(tǒng)的增強

位于adeABC操縱子上游的adeRS的突變可以導致外排泵外排作用增強，使到達細菌內(nèi)的藥物濃度降低從而介導Ab的多重耐藥[29]。

6 Ab對四環(huán)素類抗生素的耐藥機制

6.1 細菌核糖體的保護作用

替加環(huán)素（TGC）一種新的甘氨酰環(huán)素類抗菌藥物，作用于核糖體30S亞基A位點，阻斷tRNA進入A位點，從而抑制菌體蛋白質(zhì)的合成，TGC可與核糖體的剩余部分H34緊密結合，抑制細菌通過核糖體保護介導的耐藥性[30]。Ab可通過菌體產(chǎn)生的蛋白質(zhì)tetM將四環(huán)素從核糖體30S亞基上解離從而對TGC產(chǎn)生耐藥[31]。

6.2 對四環(huán)素的酶解作用

Abrp是編碼肽酶C13家族的基因，該基因編碼產(chǎn)物可通過增加細胞膜滲透性，降低細胞生長速率來減弱Ab對四環(huán)素的敏感性，膜電位（MP）是細菌中常見的跨細胞質(zhì)膜的電位梯度，在肽酶的介導下MP的減少可以增加細菌膜滲透性來增強Ab耐藥性[32]。

6.3 主動外排系統(tǒng)的過度表達

現(xiàn)在普遍認為TGC是染色體基因編碼的RND泵底物，Ab對四環(huán)素類敏感性降低主要與RND-轉(zhuǎn)運蛋白和外排泵系統(tǒng)有關[30]。Ab的主動外排泵中adeB蛋白的過度表達及外排泵抑制劑均可逆轉(zhuǎn)Ab菌株對TGC耐藥性，adeB蛋白的表達量會伴隨菌株對替加環(huán)素最低抑菌濃度值的增加而升高[33]。

7 小結

目前對Ab多重耐藥機制研究已由原來的細胞質(zhì)膜、核糖體等細胞水平逐漸轉(zhuǎn)移到現(xiàn)在的基因、蛋白質(zhì)等分子水平?；虻恼{(diào)控以及蛋白質(zhì)參與下的生化活動介導了細菌對抗生素的多重耐藥，但考慮到不同基因間可能存在的相互聯(lián)系與作用很難單獨鑒定某種基因在耐藥性方面的準確作用。另外，隨著多重耐藥變異菌株的不斷出現(xiàn)不同菌株之間可能存在基因的插入、缺失等情況，所以對某一Ab菌株特定基因的研究未必完全適用于其他變異型菌株。鑒于Ab耐藥導致的對人類健康的損害及醫(yī)療成本的增加，對其進行院內(nèi)感染率監(jiān)測、多重耐藥機制研究對預防和控制Ab流行與暴發(fā)，指導臨床用藥和新型抗生素的研發(fā)具有重大意義。

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（收稿日期：2018-10-29? 本文編輯：蘇? ?暢）