多重耐藥鮑曼不動桿菌的耐藥機(jī)制研究

梁小英，農(nóng) 波 綜述，農(nóng)少云 審校

廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院檢驗科，廣西南寧 530001

由于抗菌藥物的大量暴露，致使具有多重耐藥性的鮑曼不動桿菌檢出率不斷提高，給臨床治療工作帶來極大的挑戰(zhàn)。鮑曼不動桿菌具有強(qiáng)大的耐藥性和克隆傳播能力。鮑曼不動桿菌的耐藥問題已引起臨床及傳染病學(xué)專家的廣泛關(guān)注[1-4]。中國耐藥監(jiān)測網(wǎng)2021年上半年數(shù)據(jù)顯示，我國臨床分離菌中鮑曼不動桿菌數(shù)量位于大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、金黃色葡萄球菌后，排第4位，該菌對碳青霉烯類耐藥率從2004年的13.3%上升至2020年的72.9%，呈現(xiàn)明顯上升趨勢，鮑曼不動桿菌已屬于醫(yī)院感染中最主要的病原菌，耐藥情況越來越復(fù)雜和嚴(yán)峻，尤其是在重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)中,多重耐藥的鮑曼不動桿菌感染率顯著高于普通病房[5]。該菌的耐藥機(jī)制復(fù)雜，類型多樣，固有耐藥和獲得性耐藥是該菌的主要耐藥機(jī)制?，F(xiàn)就其耐藥機(jī)制進(jìn)行總結(jié)。

1 產(chǎn)β-內(nèi)酰胺酶

β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物的大量使用，致使細(xì)菌的耐藥率日漸增加。細(xì)菌產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶是目前耐藥菌中最常見、研究最深入的耐藥機(jī)制，β-內(nèi)酰胺酶耐藥基因分布廣泛，對該類酶耐藥基因的分析已引起廣泛關(guān)注[6]。產(chǎn)生該類酶是鮑曼不動桿菌最關(guān)鍵的耐藥機(jī)制，比如：A類超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBLs)、B類金屬酶、C類頭孢菌素酶(AmpC)、D類OXA型酶。鮑曼不動桿菌很少產(chǎn)C類酶，少見有產(chǎn)AmpC的報道。

1.1A類ESBLs酶 ESBLs一般由質(zhì)粒介導(dǎo)，可致細(xì)菌對青霉素、1～3代頭孢類以及單環(huán)β-內(nèi)酰胺酶類藥物產(chǎn)生耐藥，鮑曼不動桿菌中較常見SHV、PER、CTX、TEM、VEB基因型ESBLs，我國常見的基因型為PER-1、TEM。產(chǎn)酶菌株除了對碳青霉烯類、頭霉素類及含酶抑制劑類藥物敏感外，對其余β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、喹諾酮類藥物呈現(xiàn)耐藥性，相同菌株能夠同時攜帶多種耐藥基因。鮑曼不動桿菌的各類耐藥基因共同存在與其對亞胺培南、美羅培南耐藥緊密相關(guān)[7]。

1.2B類金屬酶 該酶可使鮑曼不動桿菌對多種β-內(nèi)酰胺類藥物出現(xiàn)耐藥，尤其是該酶具有較強(qiáng)的碳青霉烯水解活性，可破壞亞胺培南或美羅培南等內(nèi)部的β-內(nèi)酰胺環(huán)，導(dǎo)致環(huán)內(nèi)的酰胺鍵斷裂，致使抗菌藥物喪失活性[8]。鮑曼不動桿菌B類金屬β-內(nèi)酰胺酶主要包括IMP、VIM、SIM、NDM 4型。IMP型金屬β-內(nèi)酰胺酶對頭孢類、青霉素類、碳青霉烯類藥物都有不同的水解活性，但不被β-內(nèi)酰胺酶抑制劑所抑制，幾乎不水解氨曲南，多達(dá)18個類型，具有地方流行性，主要出現(xiàn)在亞洲。VIM型主要存在于革蘭陰性菌中，在腸桿菌科、假單胞菌屬、不動桿菌屬多見，其攜帶率僅次于IMP型。NDM型大多出現(xiàn)在大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、陰溝腸桿菌等細(xì)菌中，能夠水解大多數(shù)的β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物，除對多黏菌素、替加環(huán)素高敏感外，對其余抗菌藥物高度耐藥，是現(xiàn)今水解范圍最大、作用最強(qiáng)的金屬酶。國內(nèi)鮑曼不動桿菌的NDM型攜帶率呈不斷升高趨勢，必須給予足夠的關(guān)注[9]。

1.3D類OXA型酶 D類OXA型酶又稱為苯唑西林水解酶，OXA基因位于菌體的染色體或質(zhì)粒上，主要包括OXA-23、OXA-24、OXA-51、OXA-58等多種亞型，由整合子或轉(zhuǎn)座子基因介導(dǎo)，OXA基因亞型在不同菌株之間容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。耐藥菌株的不斷增多和此耐藥基因的傳播方式有關(guān)。與鮑曼不動桿菌產(chǎn)生耐藥性有關(guān)的碳青霉烯酶主要包括B類金屬β-內(nèi)酰胺酶和D類OXA型酶，其中OXA型酶更具有重要作用[10]，據(jù)報道，OXA-23和OXA-51基因是耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌中出現(xiàn)頻率最高的基因[11]。OXA-23基因攜帶率最高，存在質(zhì)?；蛉旧w上，易于轉(zhuǎn)移并與其他菌株整合，是引起鮑曼不動桿菌耐藥的重要原因。OXA-51基因是鮑曼不動桿菌中的固有基因，其在極低水平時就有碳青霉烯水解活性。OXA-24、OXA-58基因在鮑曼不動桿菌中的攜帶率低，相關(guān)報道較少。

2 細(xì)菌生物膜形成

生物膜主要由細(xì)菌及其自身生成的胞外多糖基質(zhì)、纖維蛋白質(zhì)、脂蛋白等物質(zhì)構(gòu)成，待其形成后，首先具有物理屏障作用，其次，其內(nèi)部特殊環(huán)境可使抗菌藥物作用細(xì)菌的難度加大，使細(xì)菌能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的耐藥力和免疫逃逸能力，引起長時間的感染。這些原因使患者難以治愈[12]。該膜的生成與鮑曼不動桿菌的耐藥力和毒力機(jī)制有關(guān)。在黏附、傳染、耐藥基因的傳遞、耐藥性等方面起到了不可替代的作用[13]。鮑曼不動桿菌有了生物膜可以延長其在醫(yī)療器具上的停留時間，抵抗干燥、營養(yǎng)缺乏等不利因素能力增強(qiáng)，從而增加感染能力，并且拮抗抗菌藥物進(jìn)入。實驗表明，abal、CarO、ompA、bap等基因與鮑曼不動桿菌生物膜形成緊密關(guān)聯(lián)[14]，這些基因能夠參與調(diào)控生物膜形成，使其更容易傳遞耐藥性質(zhì)粒，導(dǎo)致鮑曼不動桿菌多耐、泛耐藥菌株日益增多。因此，在加強(qiáng)生物膜檢測能力同時，為減少生物膜對患者的影響，治療上也要選擇有清除生物膜作用的抗菌藥物[15]。

3 外排泵

外排泵的過度作用是鮑曼不動桿菌多重耐藥的另一機(jī)制，可造成對不同結(jié)構(gòu)的多種抗菌藥物同時耐藥。外排泵屬于活性蛋白質(zhì)，位于細(xì)胞膜上，能夠?qū)⒉糠诌M(jìn)入細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)或穿過細(xì)胞膜的抗菌藥物排出細(xì)胞外[16]。該作用是細(xì)菌主要耐藥機(jī)制，會使菌體內(nèi)的藥物含量減少，未起到抗菌效果而引起耐藥。因此，細(xì)菌多重耐藥的原因之一是外排泵的過度表達(dá)[17]。目前，鮑曼不動桿菌的外排泵分為6個家族，分別為蛋白細(xì)菌抗菌化合物外排家族(AdePACE)、主要協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白超家族(AdeMFS)、耐藥結(jié)節(jié)分化家族(AdeRND)、多藥及毒性化合物外排家族(AdeMATE)、ATP結(jié)合盒家族(AdeABC)、小多重耐藥家族(AdeSMR)，其介導(dǎo)多種化合物的外排，使細(xì)菌產(chǎn)生多重耐藥性，還在細(xì)菌的運動及毒性方面起重要作用。目前，研發(fā)外排泵抑制劑，從而抑制抗菌藥物的外排[18]，可為臨床治療感染提供新策略，對于治療鮑曼不動桿菌感染至關(guān)重要。

3.1AdePACE AdePACE是后來發(fā)現(xiàn)的一類新型外排泵，是鮑曼不動桿菌中氯己定轉(zhuǎn)運蛋白Acel及同源代表的一類多藥外排系統(tǒng)，可介導(dǎo)常用醫(yī)療消毒劑的外排[19]。氯己定是一種具有膜活性的殺菌劑，通常是醫(yī)院環(huán)境中的消毒劑，轉(zhuǎn)運蛋白Acel還可介導(dǎo)苯扎氯銨、原黃素等其他消毒劑外排，當(dāng)消毒劑進(jìn)入鮑曼不動桿菌細(xì)胞內(nèi)時可產(chǎn)生一系列復(fù)雜反應(yīng)使其外排，使鮑曼不動桿菌在醫(yī)院環(huán)境，特別是ICU中引起難以治愈的感染。

3.2AdeMFS AdeMFS家族是存在于細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)，參與各種底物運輸，其外排泵可降低多種毒性化合物在細(xì)胞內(nèi)的濃度，而使鮑曼不動桿菌多重耐藥。其轉(zhuǎn)運蛋白AbaF除了促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)磷霉素向細(xì)胞外釋放外，還參與生物膜基質(zhì)內(nèi)有毒化合物的分泌，并對宿主免疫因子起到抵抗作用，因而對鮑曼不動桿菌的感染起關(guān)鍵作用[20]。AmvA外排蛋白表現(xiàn)出對碳青霉烯類、氨基糖苷類、頭孢類、喹諾酮類藥物具有耐受力；AbaQ轉(zhuǎn)運蛋白除在喹諾酮類藥物排出中發(fā)揮重要作用外，還與鮑曼不動桿菌的毒性和表面運動有關(guān)。另外，該類蛋白還參與細(xì)胞外DNA的釋放。

3.3AdeRND AdeRND在多重耐藥的鮑曼不動桿菌中出現(xiàn)頻率最高，是作用效果最強(qiáng)的外排泵，目前還未研制出針對AdeRND外排泵的有效藥物。大多數(shù)多重耐藥菌株至少表達(dá)一種AdeRND外排泵，鮑曼不動桿菌中的該家族成員主要為3種，包括AdeABC、AdeIJK、AdeFGH，上述外排泵的作用都和細(xì)菌的多重耐藥有關(guān)。AdeABC是最早發(fā)現(xiàn)的主動外排泵，當(dāng)其過表達(dá)時，鮑曼不動桿菌表現(xiàn)為多重耐藥；AdeIJK是第2個發(fā)現(xiàn)的主動外排泵，存在于大多數(shù)鮑曼不動桿菌中，其過表達(dá)與替加環(huán)素和米諾環(huán)素的耐藥性有關(guān)，還介導(dǎo)對喹諾酮類藥物耐藥；對AdeFGH的耐藥性分析很少，其主要參與β-內(nèi)酰胺類、喹諾酮類等藥物的主動外排[21]。

3.4AdeMATE 該外排泵與鮑曼不動桿的耐藥、活動和毒性有關(guān)[22]。外排泵家族中的轉(zhuǎn)運蛋白AbeM通過質(zhì)子動力介導(dǎo)較廣范圍的底物外排，可使環(huán)丙沙星、慶大霉素、紅霉素等多種藥物的最低抑菌濃度(MIC)增加2～4倍，AbeM賦予鮑曼不動桿菌對氨基糖苷類、喹諾酮類等抗菌藥物及細(xì)胞染料等有毒化合物的抵抗性。MATE蛋白家族在鮑曼不動桿菌的主要致病性、生物膜生成以及多重耐藥中起到了至關(guān)重要的作用。

3.5AdeABC及其他家族外排泵 AdeABC是鮑曼不動桿菌中最早被認(rèn)識的外排泵，是細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的主要影響因素，表現(xiàn)為對β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、替加環(huán)素、慶大霉素和米諾環(huán)素等藥物具有耐藥性。其轉(zhuǎn)運機(jī)制發(fā)生在細(xì)胞膜上，ABC外排泵結(jié)合或水解三磷酸腺苷，驅(qū)動輸送蛋白質(zhì)的核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域二聚化或解離，致使其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，進(jìn)而將底物經(jīng)過雙層細(xì)胞膜傳輸[23]。在鮑曼不動桿菌的多重耐藥性和其他生理活性中，ABC家族外排泵發(fā)揮重要功能，我國的ABC外排泵基因檢出率越來越多，攜帶基因也呈多樣性。另一家族成員AdeSMR是位于內(nèi)膜上一類由較短氨基酸序列組成的較小蛋白質(zhì)，介導(dǎo)鮑曼不動桿菌的多種底物外排，其顯示出廣泛的底物特異性，與菌株多重耐藥性有關(guān)。

4 作用靶位的改變

抗菌藥物作用靶位的修飾和改變，使鮑曼不動桿菌產(chǎn)生多重耐藥性。不同抗菌藥物通過不同作用靶位，以及鮑曼不動桿菌對抗菌藥物作用靶位的改變，影響細(xì)胞壁、蛋白質(zhì)及脫氧核糖核酸生成等，致使抗菌藥物丟失作用靶位，讓藥物難以發(fā)揮效果進(jìn)而產(chǎn)生耐藥性。喹諾酮類藥物是對不動桿菌具有抗菌活性的藥物之一，其主要作用于細(xì)菌脫氧核糖核酸螺旋酶(gryA)和拓?fù)洚悩?gòu)酶(parC)，一旦喹諾酮類藥物耐藥區(qū)域基因突變，對gryA或parC進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，將減弱該藥物與gryA的親和程度，致鮑曼不動桿菌對喹諾酮類藥物產(chǎn)生耐藥性。青霉素結(jié)合蛋白(PBP)的變化也會導(dǎo)致耐藥性。原因在于PBP屬于β-內(nèi)酰胺類藥物發(fā)揮作用的重要位點，一旦PBP結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或表達(dá)缺失都可能使抗菌藥物無法與該蛋白結(jié)合或親和效果減弱，最終使細(xì)菌的耐藥力提高[24-25]。

5 外膜蛋白的缺失或改變

外膜蛋白的缺失或改變是引起多重耐藥鮑曼不動桿菌的重要耐藥機(jī)制之一。細(xì)菌的外膜蛋白是細(xì)菌進(jìn)行各種物質(zhì)交換的通道，同時外膜蛋白參與各種抗菌藥物的轉(zhuǎn)運，由于外膜蛋白基因發(fā)生改變，外膜蛋白表達(dá)水平下降，藥物通過的孔道便會發(fā)生阻塞甚至消失，使細(xì)菌外膜通透性下降，抗菌藥物不能通過外膜蛋白這一重要通道與PBP結(jié)合或結(jié)合能力下降，不能破壞細(xì)菌細(xì)胞壁，導(dǎo)致進(jìn)入菌體的抗菌藥達(dá)不到有效作用濃度，從而使細(xì)菌耐藥。這是鮑曼不動桿菌耐碳青霉烯類藥物的主要機(jī)制之一。外膜蛋白A是鮑曼不動桿菌外膜蛋白的核心成分，其除了能夠使外膜的通透性改變外，還與細(xì)菌黏附、免疫反應(yīng)及生物膜生成緊密相關(guān)。外膜蛋白A還可以結(jié)合宿主細(xì)胞表面的特定成分，導(dǎo)致靶細(xì)胞凋亡[26]。

6 產(chǎn)生氨基糖苷類鈍化酶

細(xì)菌對氨基糖苷類藥物耐藥的主要原因是產(chǎn)生氨基糖苷類鈍化酶，這也是鮑曼不動桿菌對氨基糖苷類藥物耐藥的主要原因。氨基糖苷類藥物經(jīng)過游離氨基乙酰化、游離羥基磷酸化后，進(jìn)入細(xì)菌的難度會大大提高，最終引起細(xì)菌耐藥。氨基糖苷類鈍化酶分布廣泛，具有的亞型多種多樣。王江元等[27]的研究結(jié)果顯示，兩種耐藥基因同時存在時可明顯提高鮑曼不動桿菌對氨基糖苷類藥物的耐藥率。由單一介導(dǎo)耐藥轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N共同耐藥是鮑曼不動桿菌對氨基糖苷類藥物耐藥性逐漸增強(qiáng)的原因。近年報道較多的一種耐藥基因是16S rRNA甲基化酶基因，16S rRNA被甲基化后破壞氨基糖苷類藥物與16S rRNA作用靶位，導(dǎo)致細(xì)菌對氨基糖苷類藥物高水平耐藥[28]。16S rRNA甲基化酶基因與β-內(nèi)酰胺酶基因之間可能存在連鎖傳播，造成多重耐藥。鮑曼不動桿菌對氨基糖苷類藥物的耐藥性也受到AdeRND、AdeMATE家族的影響。

7 結(jié) 語

總而言之，鮑曼不動桿菌具有多種耐藥機(jī)制，呈現(xiàn)在產(chǎn)生不同類型的β-內(nèi)酰胺酶、細(xì)菌生物膜、外排泵、作用靶位的變化、外膜蛋白的缺失或變化、產(chǎn)生氨基糖苷類鈍化酶等，其耐藥譜廣，已成為醫(yī)院感染最常見的病原菌，給臨床治療帶來困難，研究其耐藥機(jī)制可為臨床合理用藥提供理論基礎(chǔ)。尋找快速而準(zhǔn)確的檢測方法能有效提升該菌的確診率，這也是治療多重耐藥鮑曼不動桿菌感染的關(guān)鍵[29]。目前對于鮑曼不動桿菌這一“超級細(xì)菌”，相對綜合地掌握其耐藥機(jī)制，避免耐藥基因的傳播非常關(guān)鍵。高建平等[30]報道，鮑曼不動桿菌在醫(yī)院內(nèi)傳播的主要路徑為接觸傳播。因此，做好傳播的阻斷與病原體檢測工作尤為關(guān)鍵，包括對患者周圍環(huán)境、器械、醫(yī)護(hù)人員的手及衣物等進(jìn)行常規(guī)消毒，開展耐藥菌檢測，獲得感染源頭，采取有效的防控措施，對減少多重耐藥鮑曼不動桿菌感染非常重要。