嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展

劉 燦

（安徽省六安市人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，安徽 六安 237000）

嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展

劉 燦

（安徽省六安市人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，安徽 六安 237000）

嗜麥芽窄食單胞菌在正常情況下寄生于人體呼吸道和腸道內(nèi)，為條件致病菌，過去由于其致病率低，臨床上未能引起重視，但當(dāng)機(jī)體免疫力低下、不合理使用抗菌藥物或免疫抑制劑以及各種侵入性治療操作時就容易引起交叉感染，是最重要的院內(nèi)感染菌之一。該菌對多種藥物天然耐藥，在治療時又容易引起獲得性耐藥，磺胺類抗菌藥物是治療其比較有效的藥物，但最近幾年由于大量使用，嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物的耐藥性逐年上升，給臨床治療帶來麻煩，引起臨床的高度重視。

嗜麥芽窄食單胞菌；磺胺類抗菌藥物；耐藥性

嗜麥芽窄食單胞菌在正常情況下寄生于人體呼吸道和腸道內(nèi)，為條件致病菌，過去由于其致病率低，臨床上未能引起重視，但當(dāng)機(jī)體免疫力低下、不合理使用抗菌藥物或免疫抑制劑以及各種侵入性治療操作時就容易引起交叉感染，是最重要的院內(nèi)感染菌之一［1］。

嗜麥芽窄食單胞菌（stenotropomonas maltophilia，SMA）1960年首次被發(fā)現(xiàn)［2］，1993年改名為現(xiàn)名。它廣泛分布于水、土壤、動物體內(nèi)，為條件致病菌，在醫(yī)院內(nèi)以痰液檢出率最高［3-4］。過去由于其致病力低，在臨床上一直未引起重視，但是最近幾年隨著臨床廣譜抗菌藥和免疫抑制劑的廣泛和大劑量應(yīng)用以及侵入性操作如氣管插管，機(jī)械通氣等的普及，其分離率呈逐年上升趨勢［5］，是臨床微生物實(shí)驗(yàn)室中非發(fā)酵菌分離率中排名第二，僅次于銅綠假單胞菌的常見菌。它對臨床上多種抗菌藥物如 β-內(nèi)酰胺類、碳青霉烯類等抗菌藥物呈天然耐藥而且在治療中容易產(chǎn)生獲得性耐藥，吳錦［6］等發(fā)現(xiàn)，一旦其耐藥性產(chǎn)生很容易在院內(nèi)傳播，所以嗜麥芽窄食單胞菌感染在臨床治療上一直是一個難題，給臨床帶來許多麻煩。

2008—2011年間汪復(fù)、朱德妹等關(guān)于中國細(xì)菌耐藥性監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：嗜麥芽窄食單胞菌的檢出率占全年監(jiān)測菌株的3.3%～12.9%［7-9］。目前認(rèn)為治療嗜麥芽窄是單胞菌感染比較有效藥物是磺胺類、氟喹諾酮類、頭孢哌酮／舒巴坦和米諾環(huán)素等，但米諾環(huán)素由于其價格昂貴加之副作用大，在臨床上難以很好的推廣，因此前三種是目前市場上的主導(dǎo)藥物。本文就嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物的耐藥機(jī)制作一綜述。

目前認(rèn)為嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物耐藥的主要機(jī)制有：sul基因和 dfrA基因?qū)е碌募?xì)菌耐藥、整合子介導(dǎo)的細(xì)菌耐藥和插入序列引起的細(xì)菌耐藥。

1 sul基因和 dfrA基因?qū)е碌募?xì)菌耐藥

嗜麥芽窄食單胞菌對臨床上多種抗菌藥物呈天然耐藥并且在治療中容易產(chǎn)生獲得性耐藥，復(fù)方新諾明即磺胺甲基異嗯唑（sulfamethoxazole，SMZ）／甲氧芐啶（trimethoprim，TMP）的復(fù)合制劑一直是臨床治療 SMA感染的首選藥物。其作用機(jī)理為干擾細(xì)菌的葉酸代射，使細(xì)菌的生長、繁殖受到抑制。細(xì)菌不能利用生長環(huán)境中的葉酸，而是利用環(huán)境中的對氨苯甲酸、二氫蝶啶和谷氨酸在菌體內(nèi)的二氫葉酸合成酶的催化下合成二氫葉酸，二氫葉酸在二氫葉酸還原酶作用下形成四氫葉酸，四氫葉酸作為一碳單位的輔酶，參與核酸前體物（嘌呤、嘧啶）的合成。而核酸是細(xì)菌生長繁殖的必須物質(zhì)?；前奉惪咕幬锏幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)與對氨甲苯酸類似，能與對氨甲苯酸競爭二氫葉酸合成酶。影響二氫葉酸的合成，因而使細(xì)菌生長繁殖受到抑制?；前芳谆愢胚颍⊿MZ）能與對氨苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶，使二氫葉酸合成減少；甲氧芐啶能（TMP）抑制二氫葉酸還原酶，使四氫葉酸的生成受阻；SMZ與TMP合用后協(xié)同作用于細(xì)菌葉酸合成的不同環(huán)節(jié)，使細(xì)菌的葉酸代謝受到雙重阻斷，導(dǎo)致細(xì)菌不能合成有效的核酸，從而達(dá)到抑菌和殺菌的目的。細(xì)菌額外獲得編碼二氫葉酸合成酶（編碼基因?yàn)?sul）和二氫葉酸還原酶（編碼基因?yàn)閐frA）相關(guān)基因，導(dǎo)致其對磺胺類抗菌藥物耐藥。具體作用機(jī)制為：細(xì)菌額外獲得 sul基因表達(dá)二氫葉酸合成酶抵消了磺胺與對氨苯甲酸競爭性抑制作用，導(dǎo)致細(xì)菌對SMZ耐藥；細(xì)菌通過額外獲得dfrA基因表達(dá)二氫葉酸還原酶補(bǔ)充了甲氧芐胺嘧啶靶位酶，導(dǎo)致細(xì)菌對 TMP耐藥。

但是目前國內(nèi)外認(rèn)為嗜麥芽窄食單胞菌對復(fù)方新諾明耐藥起主要作用的是 sul基因，dfrA起次要作用。sul基因有2個亞型，分別為 sul1和 sul2基因，它們編碼的都是對磺胺類抗菌藥物具有抗性的二氫葉酸合成酶。sul基因首次發(fā)現(xiàn)于革蘭陰性細(xì)菌中，如大腸埃希菌、沙門菌等，并表現(xiàn)為對磺胺類抗菌藥物耐藥。sul1基因由 I類整合子介導(dǎo)，可在不同菌株間傳遞；sul2基因既可存在大的質(zhì)粒上，也可由染色體介導(dǎo)，但絕大部分存在于質(zhì)粒上，sul2與 ISCR插入元件共同區(qū)連鎖；sul1、sul2基因的存在與細(xì)菌耐磺胺類抗菌藥物有直接關(guān)系，并且整合子-ISCR結(jié)構(gòu)可以更容易地容易把幾個耐藥基因一起從一個質(zhì)粒整合到另一個質(zhì)?；蛉旧w上，增加耐藥性傳播［10］。

2 整合子介導(dǎo)的細(xì)菌耐藥

整合子系統(tǒng)1991年被 Hall等正式提出，整合子一基因盒系統(tǒng)屬于可移動基因元件，它常常以環(huán)狀 DNA分子形式獨(dú)立存在，也可借助于移動的轉(zhuǎn)座子、質(zhì)粒在同種或不同種細(xì)菌之間傳播，對細(xì)菌耐藥性的傳播產(chǎn)生作用。

整合子迄今已發(fā)現(xiàn)有 10大類，在臨床分離的菌株中絕大部分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類整合子。其中Ⅰ類整合子在 sMA中的攜帶率最高、最常見，并且參與了多重耐藥的水平傳播［11］，目前研究認(rèn)為 I類整合子攜帶與抗菌藥物耐藥有關(guān)的基因主要在3′端可變區(qū)，其攜帶的耐藥基因盒主要有：磺胺類的耐藥基因盒：dfrA17；氨基糖苷類耐藥基因：aadAl、aadA5、aacA4、aadB、aphAl5；以及對消毒劑耐藥的基因：qacEΔ，它們分別介導(dǎo)著對磺胺類、氨基糖苷類和消毒劑耐藥［12］。方小龍等研究發(fā)現(xiàn)55株嗜麥芽窄食單胞菌中對復(fù)方新諾明的耐藥檢測率為12.73%，其中5株（9.09%）檢測出Ⅰ類整合子陽性，且 MIC非常高，其中 4株 intI基因和 qacEΔl基因陽性，并且 sull基因陽性株均為復(fù)方新諾明高度耐藥株［13］。Toleman等［14］收集 103株臨床分離的 SMA，26株（25%）是耐復(fù)方新諾明的，其中又有21株含有sul基因，其中81%是存在Ⅰ類整合子上的。Liaw等［15］在 70株嗜麥芽窄食單胞菌檢出了42株中含有Ⅰ類整合子，檢出率為60%，并且發(fā)現(xiàn)多重耐藥菌株的Ⅰ類整合子檢出率明顯高于非多重耐藥菌株。

由此可見對 SMA感染的患者來說，整合子—基因盒的出現(xiàn)給臨床帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。臨床在治療時必須要參考檢驗(yàn)科的藥敏結(jié)果進(jìn)行用藥，同時還要檢測其相關(guān)基因，防止耐藥的出現(xiàn)。

3 插入序列引起的細(xì)菌耐藥

插入序列即 ISCR是由“insertion sequences”（ISs）和“commmon regions”（CRs）得來，是最簡單的轉(zhuǎn)座元件，因?yàn)樽畛跏菑募?xì)菌的乳糖操縱子中發(fā)現(xiàn)了一段自發(fā)的插入序列，阻止了被插入的基因的轉(zhuǎn)錄，所以稱為插入序列。插入序列是編碼轉(zhuǎn)座所需的酶的一種轉(zhuǎn)座子，它的兩側(cè)是短反向末端重復(fù)序列。轉(zhuǎn)座子插入的靶序列在插入過程中被復(fù)制，在轉(zhuǎn)座子兩端先形成兩個短正向重復(fù)序列。它既可具有插入序列的特點(diǎn)，也具有共同區(qū)的特點(diǎn)。ISs的分子片段很小，通常 ＜2.5 kb，屬于高度可移動性轉(zhuǎn)座因子，能插入基因組一個或多個靶位點(diǎn)，并能通過滾環(huán)方式移動至鄰近的基因。ISCRs的組成包含一個 orf513。orf 513基因編碼513個氨基酸序列產(chǎn)物，可以轉(zhuǎn)移基因盒，其功能與轉(zhuǎn)座酶相似。在某些復(fù)雜性Ⅰ類整合子中，ISCRs中還包含一種或幾種耐藥基因盒和 qac／sul的 3′-CS。ISCR常見的可以分為六大類，目前研究較多的是前4類，研究發(fā)現(xiàn)這幾種類型的ISCR均與耐藥基因的傳播密切相關(guān)。其中，最為重要、研究的最為廣泛的是 ISCR1，它經(jīng)常出現(xiàn)在復(fù)雜性Ⅰ類整合子的基因序列中，通常它是通過插入到Ⅰ類整合子的 3′保守末端，介導(dǎo)形成復(fù)雜的Ⅰ類整合子，如Ⅰn6和Ⅰn7，此外還可以以環(huán)狀形式攜帶耐藥基因直接插入帶有一個 ISCR1拷貝的整合子3′保守末端，介導(dǎo)形成帶有兩個拷貝 ISCR1因子的復(fù)雜的整合子。ISCR1可以與不同的耐藥基因決定子相連，轉(zhuǎn)座不同長度的耐藥基因［16］，如 catA2、dfrA、qnr、blaCTX-M、blaCMY，這其中就包括了編碼氯霉素的耐藥基因、氨基糖苷類的耐藥基因和磺胺類的耐藥基因。由于 ISCR因子片段很小，它可以自由移動到鄰近的耐藥基因，并且僅需要單拷貝就可以移動插入鄰近的DNA序列中，因此ISCR因子被認(rèn)為是強(qiáng)有力的基因捕獲系統(tǒng)。Mark等［17］檢測嗜麥芽窄食單胞菌與插入序列 ISCR相連的磺胺類抗菌藥物耐藥的 sul2基因］時發(fā)現(xiàn)其位于 120 kb的大質(zhì)粒上，并且質(zhì)粒和 ISCR的結(jié)合使耐藥基因具有廣泛傳播的潛能，但嗜麥芽窄食單胞菌中尚未見 ISCR參與的其它耐藥機(jī)制報道，有待于進(jìn)一步的研究，更好的為病人服務(wù)。

4 結(jié)論

通過以上可以看出，嗜麥芽窄食單胞菌對磺胺類抗菌藥物的耐藥機(jī)制并不是彼此獨(dú)立存在的，它們都是互相聯(lián)系、互相滲透的。隨著中國老齡人口的不斷增多，各種新技術(shù)、新項(xiàng)目不斷應(yīng)用于臨床使得SMA的感染也日趨上升，并且由于其耐藥范圍廣、分型多樣，并具有在不同環(huán)境之間傳播的能力，因此對其耐藥基因和分子流行病學(xué)的研究應(yīng)該受到廣泛的重視，對醫(yī)護(hù)人員來說也面臨著巨大的挑戰(zhàn)和壓力。

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Research progress of resistance mechanism of stenotropomonas maltophilia to antimicrobial sulfonamides

LIU Can
（Clinical Laboratory of Lu′an Hospital，Lu′an，Anhui 237000，China）

Stenotropomonas maltophilia（SMA）can be found in human respiratory tract and intestinal under normal circumstances.As a transient normal flora，it is generally not pathogenic.In the past，because of low morbidity，it obtained little attention in clinic.But low immunity，irrational use of antimicrobial drugs or immunosuppressive agents，and various invasive treatment operations are likely to cause cross-infection，which made it one of the main infectious bacteria.Stenotropomonas maltophilia has natural resistance to multiple antimicrobial agents，and it is prone to cause acquired resistance during treatment.Sulfa antibiotics are relatively effective drugs for it.But in recent years due to extensive use，Stenotropomonas maltophilia resistance to sulfa drugs has increased year by year，which causes trouble to clinical treatment.We should attach great importance to such in clinic.

Stenotropomonas maltophilia；sulfa antibiotics drugs；resistance

10.3969／j.issn.1009-6469.2014.05.060

2013-09-26，

2013-12-17）