伊麗莎白菌屬細(xì)菌生物學(xué)特征及耐藥性研究進展

王蕾蕾， 郭慶蘭， 楊 帆

伊麗莎白菌屬（Elizabethkingiaspp.）歸黃桿菌科（Flavobacteriaceae），包括腦膜敗血伊麗莎白菌（E. meningosepticum）、米爾伊麗莎白菌（E.miricola）、按蚊伊麗莎白菌（E. anophelis）、E.bruuniana、E. ursingii和E. occulta。盡管為臨床少見菌，伊麗莎白菌屬感染呈增多趨勢，且有暴發(fā)報道，需引起重視。

1 分類地位與生物學(xué)性狀

20世紀(jì)50年代，美國發(fā)現(xiàn)1株不發(fā)酵糖革蘭陰性桿菌與新生兒腦膜炎相關(guān)，美國疾病控制與預(yù)防中心（CDC）將其命名為Ⅱa群。1959年，該菌被命名為腦膜敗血黃桿菌，但于1994年被歸入金黃桿菌屬[1-2]。米爾金黃桿菌被發(fā)現(xiàn)后，與腦膜敗血金黃桿菌一起于2004年被納入伊麗莎白菌屬，即現(xiàn)在的米爾伊麗莎白菌和腦膜敗血伊麗莎白菌[3]。隨后，按蚊伊麗莎白菌、E. bruuniana、E. ursingii和E. occulta陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)[4-5]。目前，伊麗莎白菌屬包括6類菌種：腦膜敗血伊麗莎白菌、米爾伊麗莎白菌、按蚊伊麗莎白菌、E. bruuniana、E. ursingii和E. occulta。

伊麗莎白菌屬通常呈直桿狀，端圓，菌體大小約0.5 μm×（1.0～3.0）μm。不形成內(nèi)生孢子、不運動、革蘭染色陰性、不發(fā)酵糖、專性需氧；在22～37 ℃生長，在5 ℃或42 ℃不生長；菌落呈圓形隆起，半透明或透明，邊緣清晰光滑，直徑可達2 mm。不產(chǎn)色素或產(chǎn)淺黃色素，釋放芳香氣味。DNA的（G + C）mol%為35.0%～38.2%。

2 菌種鑒定

臨床常用快速高效微生物鑒定系統(tǒng)，對伊麗莎白菌種的鑒定能力有限。部分以往曾鑒定為腦膜敗血伊麗莎白菌的菌株后被證實為按蚊伊麗莎白菌[6]。研究發(fā)現(xiàn)，VITEK基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜儀（MALDI-TOF MS）系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫經(jīng)修正后，對86株伊麗莎白菌臨床分離株的鑒定準(zhǔn)確率高達100%，但原始Bruker Biotyper系統(tǒng)鑒定腦膜敗血伊麗莎白菌、米爾伊麗莎白菌和按蚊伊麗莎白菌的準(zhǔn)確率分別為94.1%、94.4%和 0，VITEK 2 GN卡系統(tǒng)的準(zhǔn)確率則分別為94.1%、0和0[7]。還有研究發(fā)現(xiàn)，API/ID32、Phoenix 100全自動微生物鑒定/藥敏分析系統(tǒng)、VITEK 2 全自動微生物鑒定系統(tǒng)和MALDI-TOF MS系統(tǒng)鑒定49株伊麗莎白菌臨床分離株的準(zhǔn)確率僅為24.5%～26.5%[8]。

用于細(xì)菌鑒定的分子生物學(xué)方法包括16S rRNA序列比對、RNA聚合酶β亞單位（rpoB）序列比對、菌種特異性序列比對和全基因組序列比對等。通常認(rèn)為16S rRNA序列比對是“金標(biāo)準(zhǔn)”。但部分細(xì)菌含有多拷貝且不同的16S rRNA序列，如E. ursingiiG4123[5]。rpoB基因高度保守，并且常為單拷貝，因此系統(tǒng)發(fā)育進化的分辨率比16S rRNA序列高[9]。此外，菌種特異性基因的檢出也有助于伊麗莎白菌種鑒別，如按蚊伊麗莎白菌的脂質(zhì)A二糖合酶基因和翻譯延長因子4基因（lepA），腦膜敗血伊麗莎白菌的鈉-氫轉(zhuǎn)運體基因和苯丙氨酸-tRNA連接酶β亞單位基因（pheT），其他伊麗莎白菌（米爾伊麗莎白菌、E. bruuniana、E. occulta和E. ursingii）的脲酶[9-11]等。目前仍以全基因組測序方法最為精準(zhǔn)，唯其成本更高且更耗時。

3 致病性與致病機制

伊麗莎白菌屬廣泛存在于環(huán)境中，能感染動物和人類。對動物宿主，伊麗莎白菌屬可導(dǎo)致心包炎、肝臟感染和出血性敗血癥等。作為人類重要病原菌，可引起腦膜炎、血流感染、肺炎、骨髓炎、心內(nèi)膜炎、眼內(nèi)炎、皮膚軟組織感染、尿路感染和腹腔感染等多種疾病。

伊麗莎白菌屬致病機制包括侵入宿主細(xì)胞、裂解血小板和產(chǎn)彈性蛋白酶等。腦膜敗血伊麗莎白菌能侵入小鼠呼吸道上皮細(xì)胞，促使炎性細(xì)胞聚集，但該菌在7 d內(nèi)被清除，最終小鼠存活[12]。因此，該菌的致病力可能并不強。1株從感染牛蛙中分離出的腦膜敗血伊麗莎白菌主要脂肪酸為13-肉豆蔻酸甲酯，體外實驗發(fā)現(xiàn)隨著13-肉豆蔻酸甲酯濃度增高，血小板由盤狀逐漸變?yōu)闄E球體，再變?yōu)椴灰?guī)則球形，最后裂解[13-14]。腦膜敗血伊麗莎白菌還產(chǎn)彈性蛋白酶，0.065 U彈性蛋白酶可致家兔眼炎，顱內(nèi)注射0.005 2 U彈性蛋白酶可致幼鼠死亡，腹腔內(nèi)注射9.52 U彈性蛋白酶可致成年小鼠死亡[15]。

全基因組學(xué)信息分析也揭示了伊麗莎白菌屬毒力因子，如芳基硫酸酯酶、磷脂酰肌醇特異性磷脂酶（PlcA）、李斯特菌溶血素O（LLO）、curli淀粉樣蛋白合成和組裝相關(guān)操縱子、莢膜多糖、過氧化氫酶和細(xì)胞溶素等[16-17]。芳基硫酸酯酶有助于細(xì)菌侵入宿主大腦內(nèi)皮細(xì)胞，從而穿過血腦屏障，進一步引起腦膜炎[16]。PlcA和LLO有助于細(xì)菌從巨噬細(xì)胞的初級液泡中逃逸，并存活于巨噬細(xì)胞的次級液泡中，從而逃避宿主免疫[16]。curli淀粉樣蛋白能介導(dǎo)細(xì)菌黏附、聚集和侵襲靶細(xì)胞，誘導(dǎo)宿主炎性反應(yīng)，還參與生物膜形成[17]。

腦膜敗血伊麗莎白菌能形成生物膜，并且生物膜形成與血流感染患者死亡率相關(guān)[18]。在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中，腦膜敗血伊麗莎白菌的生物膜形成能力強，并且生物膜的形成可能與菌體莢膜層、菌體表面親水屬性和菌體周圍多種粘連素有關(guān)[19]。此外，血紅蛋白能增強按蚊伊麗莎白菌的黏附能力和生物膜形成能力[20]。

4 藥敏特點與耐藥機制

伊麗莎白菌屬具有多重耐藥的特性。有報道伊麗莎白菌血癥患者治療中合理應(yīng)用抗菌藥物比例僅15.8%[21]，因此了解伊麗莎白菌屬的藥敏特性并藉此合理用藥極為重要。目前藥敏結(jié)果主要來自按蚊伊麗莎白菌、腦膜敗血伊麗莎白菌和米爾伊麗莎白菌這三種臨床多見菌株。

伊麗莎白菌臨床分離株對多數(shù)β內(nèi)酰胺類藥物敏感性低，如頭孢曲松和亞胺培南等，但對β內(nèi)酰胺類-β內(nèi)酰胺酶抑制劑復(fù)合制劑的敏感性報道不一。按蚊伊麗莎白菌對哌拉西林-他唑巴坦的敏感率為26.9%～92%，腦膜敗血伊麗莎白菌為5%～100%，米爾伊麗莎白菌則為73%～94%[7，22-24]。伊麗莎白菌屬對多數(shù)β內(nèi)酰胺類藥物耐藥，這部分是由于其同時攜帶兩種β內(nèi)酰胺酶基因——超廣譜β內(nèi)酰胺酶基因blaCME，金屬β內(nèi)酰胺酶基因blaBlaB和blaGOB[25]。研究顯示，blaCME主要介導(dǎo)其對頭孢菌素類耐藥，金屬β內(nèi)酰胺酶聯(lián)合細(xì)菌外膜通透性下降共同介導(dǎo)其對碳青霉烯類藥物耐藥[25-26]。

伊麗莎白菌臨床分離株對喹諾酮類藥物的敏感性不同，對左氧氟沙星的敏感率高于環(huán)丙沙星。按蚊伊麗莎白菌對環(huán)丙沙星和左氧氟沙星的敏感率分別為1%～22%和16%～58.3%；腦膜敗血伊麗莎白菌分別為0～23%和30%～55%；米爾伊麗莎白菌分別為14%～56%和77%～100%[7，22-24]。此外，米爾伊麗莎白菌對莫西沙星和加替沙星的敏感率均為100%，但按蚊伊麗莎白菌和腦膜敗血伊麗莎白菌則均≤41%[7]。當(dāng)DNA旋轉(zhuǎn)酶亞單位（GyrA和GyrB）或拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ亞單位（ParC和ParE）的喹諾酮耐藥決定區(qū)（QRDR）發(fā)生氨基酸突變，或AcrAB外排泵表達增高時，伊麗莎白菌屬對喹諾酮類藥物敏感性下降[22，27]。

伊麗莎白菌臨床分離株對米諾環(huán)素的敏感性高，甚至可達100%敏感率[23]，但對替加環(huán)素的敏感率報道不一。按蚊伊麗莎白菌對替加環(huán)素的敏感率為5.1%～26.4%，腦膜敗血伊麗莎白菌為15%～55%，米爾伊麗莎白菌則為50%[10，22-23]。伊麗莎白菌臨床分離株對利福平的敏感率高（66%～96%），對甲氧芐啶-磺胺甲唑的敏感率報道不一。按蚊伊麗莎白菌對甲氧芐啶-磺胺甲唑的敏感率為4%～92.4%，腦膜敗血伊麗莎白菌為0～10%，米爾伊麗莎白菌則為18%～28%[10，22-23，28]。有研究檢出甲氧芐啶-磺胺甲唑耐藥基因，如sulⅠ、sulⅡ和dfrA12基因[29]。伊麗莎白菌臨床分離株對氨基糖苷類藥物敏感性低，這可能與核苷轉(zhuǎn)移酶ANT（6）有關(guān)[30]。此外，伊麗莎白菌屬對多黏菌素天然耐藥。

早期研究推薦將萬古霉素應(yīng)用于伊麗莎白菌感染[31]。但近期研究發(fā)現(xiàn)，萬古霉素基于肉湯微量稀釋法的藥敏結(jié)果顯示其抗菌活性低（細(xì)菌敏感率＜10%），基于紙片擴散法的藥敏結(jié)果卻顯示其敏感率達100%[7，32]。學(xué)者們利用瓊脂稀釋法和紙片擴散法測定萬古霉素對腦膜敗血黃桿菌的抗菌活性，發(fā)現(xiàn)兩者的結(jié)果解讀差異大，指出紙片擴散法可能不能有效預(yù)測萬古霉素的抗菌活性[33]。但有報道，盡管萬古霉素對伊麗莎白菌屬的MIC值較高，但能達到微生物清除和臨床治愈效果[34]。利奈唑胺的抗菌活性也存在爭議。根據(jù)SENTRY全球耐藥監(jiān)測項目，肉湯微量稀釋法結(jié)果顯示，腦膜敗血金黃桿菌對利奈唑胺的敏感率僅8.3%[35]。有研究顯示，20株腦膜敗血金黃桿菌對利奈唑胺均敏感，但未說明具體藥敏方法[36]。根據(jù)紙片擴散法藥敏結(jié)果，利奈唑胺對按蚊伊麗莎白菌的抑菌圈直徑達22～30 mm[37]。因此，萬古霉素和利奈唑胺對伊麗莎白菌屬的體內(nèi)外抗菌活性值得進一步探究。

5 臨床特點與感染暴發(fā)

伊麗莎白菌屬易感染新生兒和免疫功能低下患者。感染危險因素包括基礎(chǔ)疾病史、廣譜抗菌藥物應(yīng)用史、侵襲性醫(yī)療操作史和長住院時間等。新生兒感染危險因素還包括早產(chǎn)和出生體重 ＜2 500 g等。伊麗莎白菌屬能進行圍產(chǎn)期垂直傳播，還可通過醫(yī)護人員的手傳播[16，36]。伊麗莎白菌感染患者的死亡率為23.5%～70%[32，38]。患者免疫狀況、不合理使用抗菌藥物、靜脈置管以及細(xì)菌生物膜形成能力均能影響伊麗莎白菌感染患者的預(yù)后[18，39]。

臨床診治中，伊麗莎白菌屬并非常見菌。S E N T RY全球耐藥監(jiān)測項目發(fā)現(xiàn)，伊麗莎白菌屬僅占不發(fā)酵糖革蘭陰性桿菌的0.1%（24/18 569）[35]。但伊麗莎白菌相關(guān)感染卻不斷增加。我國臺灣地區(qū)一所醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，伊麗莎白菌血癥發(fā)病率從1999年0.075‰住院患者上升至2006年0.36‰住院患者[40]。韓國一所醫(yī)院也報告稱，2009年有0.02‰住院患者感染伊麗莎白菌屬，到2017年這一數(shù)字增加到0.88‰[41]。

近年陸續(xù)暴發(fā)伊麗莎白菌感染，2012年，新加坡暴發(fā)5例按蚊伊麗莎白菌感染，其中3例患者死于敗血癥[42]。同年，我國臺灣地區(qū)3名新生兒同時出現(xiàn)膿毒癥和腦膜炎，病原體為同一株腦膜敗血伊麗莎白菌，并且奶嘴盒與奶嘴蓋檢出該菌[43]。2014年，英國暴發(fā)30例腦膜敗血伊麗莎白菌感染，并提示暴發(fā)與醫(yī)院用水相關(guān)[44]。2014—2016年，美國發(fā)生2次大型暴發(fā)，多為社區(qū)獲得性感染，并且患者死亡率分別為30.8%和70%（https：//www.cdc.gov/elizabethkingia/outbreaks/）[37]。因此，臨床醫(yī)務(wù)人員需重視伊麗莎白菌相關(guān)感染。

為了控制伊麗莎白菌感染暴發(fā)，需進行環(huán)境篩查以確定感染源，重點篩查輸液器和洗滌槽，其他篩查范圍包括機械通氣設(shè)備、導(dǎo)管、醫(yī)院供水系統(tǒng)部件（水槽和水嘴等）、注射用溶液、嬰兒培養(yǎng)箱、喂養(yǎng)瓶和喂養(yǎng)袋等；加強環(huán)境消毒，重點消毒含水部件；修復(fù)污染的洗滌槽和其他管道部件；醫(yī)務(wù)人員則需加強無菌操作規(guī)范，做好手衛(wèi)生，科學(xué)合理用藥[45]。