銅綠假單胞菌引起的亞胺培南耐藥性研究

銅綠假單胞菌引起的亞胺培南耐藥性研究

         摘要 ：銅綠假單胞菌對亞胺培南抗菌藥主要存在以下耐藥機理：

1、   產(chǎn)生抗生素滅活酶或抗生素修飾酶

2、   膜通透性障礙，與細胞外膜孔蛋白通道OprD缺失有關(guān)

3、   主動(dòng)外排系統

        銅綠假單胞菌對抗生素的耐藥往往不是由單一因素造成的，有關(guān)銅綠假單胞菌耐藥性仍存在許多問(wèn)題有待進(jìn)一步探索，銅綠假單胞菌耐藥性防治還需要進(jìn)一步深入研究

關(guān)鍵詞：銅綠假單胞菌     亞胺培南     耐藥

銅綠假單胞菌是一種臨床上常見(jiàn)的醫院內獲得性感染條件致病菌，由銅綠假單胞菌引起的醫院內感染高達30%以上。由于其對多種抗生素耐藥使得臨床抗生素的選擇越來(lái)越受到限制。亞胺培南為碳青霉烯類(lèi)抗生素，有極強的抗菌活性。進(jìn)年來(lái)隨著(zhù)亞胺培南在臨床上廣泛地使用，銅綠假單胞菌對其耐藥率有上升趨勢。Obritsch等報道在ICU病房，銅綠假單胞1993年亞胺培南耐藥率為4%，到2002年耐藥率為14%。研究銅綠假單胞對亞胺培南的耐藥機理，可以幫助臨床醫師制定合理給藥方案。阻止耐藥菌的產(chǎn)生與傳播。本文就銅綠假單胞對亞胺培南耐藥機理方面研究進(jìn)展作簡(jiǎn)要介紹

1.耐藥現狀

   亞胺培南是碳青霉烯類(lèi)抗生素，為一類(lèi)高效廣譜的β-內酰胺類(lèi)抗生素，因其抗菌活性很強最低抑菌濃度（MIC）和最低殺菌濃度（MBC）非常接近。對多數β-內酰胺酶穩定，與第三代頭孢菌素無(wú)交叉耐藥性。故在臨床上成為治療具有多重耐藥性的銅綠假單胞菌感染的主要抗菌藥物

 但是隨著(zhù)亞胺培南使用頻率的增加，導致耐藥菌株大量繁殖，，耐藥菌株在逐漸增加，在我國，有資料報道上海瑞金醫院2002年分離出的761株銅綠假單胞菌對亞胺培南的耐藥率41%，2003年耐藥率為42.4%（463株）,廣州醫學(xué)院附屬第二醫院從1998-2003年分離到的773株銅綠假單胞菌對亞胺培南的耐藥率從7.8%上升到23.6%，升幅>3倍。據北京大學(xué)第三醫院呼吸科陳亞紅等報道2000年分離的銅綠假單胞菌對亞胺培南耐藥率為20.6%(32/155),2001年為39.0%(48/123),2002年為41.3%(95/230).痰標本分離的耐亞胺培南銅綠假單胞菌最多見(jiàn),占69.1%(121/175),其次為尿液、傷口分泌物等.耐亞胺培南銅綠假單胞菌主要分布在外科監護病房,占35.6%(51/143),其次為呼吸監護病房(33.5%)、外科(12.5%)和呼吸科(6.25%)等。美國醫院感染監控系統（NNIS）的數據顯示，ICU分離的病原菌對亞胺培南的耐藥率在2000年是18%，比1995-1998年間上升了23%。同樣，監測網(wǎng)（TSN）數據庫的資料表明，細菌對亞胺培南的耐藥率已達17%。亞胺培南耐藥的銅綠假單胞菌之所以逐年增加，其中主要的原因是在ICU中亞胺培南的使用增加，從而導致耐藥菌的選擇。

2.耐藥機制

2.1 β-內酰胺酶 β-內酰胺酶根據各自的氨基酸序列可分為A，B，C，D共4種分子類(lèi)別，按照各自的底物，抑制劑及分子結構分為4組，第1組是不被β-內酰胺酶抑制劑克拉維酸抑制的頭孢菌素酶，分子量大于30KD ，分子類(lèi)別屬C類(lèi)。大部分由染色體介導，但近年來(lái)發(fā)現也可由質(zhì)粒介導。第2組為可被克拉維酸抑制的β-內酰胺酶，根據對青霉素類(lèi)、頭孢菌素類(lèi) 、肟類(lèi)β-內酰胺、氯唑西林、羧芐西林和碳青霉烯類(lèi)抗菌藥物的水解活性分為2a，2b，2be，2c，2d，2e共6個(gè)亞組。最近發(fā)現的不能被克拉維酸抑制的TEM型酶和染色體介導的A類(lèi)碳青霉烯酶分屬于2br和2f亞組。除2d的分子類(lèi)別為D類(lèi)外，其余各亞組分子類(lèi)別均為A類(lèi)。第3組酶的作用需要金屬離子如Zn²⁺的參與，故稱(chēng)為金屬β-內酰胺酶。分子類(lèi)別屬B類(lèi)，不被克拉維酸抑制，但可被乙二胺四乙酸（EDTA）抑制。第4組包括少量青霉素酶，不被克拉維酸抑制，主要由染色體介導。

β-內酰胺酶介導的耐藥機制主要有①銅綠假單胞菌產(chǎn)碳青霉烯酶水解碳青霉烯類(lèi)抗生素，它是導致銅綠假單胞菌對碳青霉烯類(lèi)抗生素產(chǎn)生高水平耐藥（MIC≥32mg∕L）主要機制，②銅綠假單胞菌產(chǎn)生的AmpC酶與外膜蛋白OprD（D2孔蛋白）的缺失協(xié)同作用引起銅綠假單胞菌膜通透性下降從而導致耐藥性的產(chǎn)生，這是銅綠假單胞菌對亞胺培南耐藥的主要機制。[4]

2.1.1  金屬內酰胺酶  按Amble結構分類(lèi)屬B類(lèi)，按Bush功能分類(lèi)屬Ⅲ類(lèi)β-內酰胺酶[6] ,1982 年Saino等從嗜麥芽窄食單胞菌中分離出內酰胺酶不僅能水解碳青霉烯類(lèi)而且可以水解其他廣譜內酰胺類(lèi)抗生素，隨后這種酶在嗜水氣單胞菌、脆弱擬桿菌等相繼出現。1989年Bush等將這種酶定為金屬β-內酰胺酶，歸于內酰胺酶第Ⅲ類(lèi)。目前又分為3個(gè)亞型，3a、3b、3c其中3b主要針對于碳青霉烯類(lèi)，金屬酶不僅對內酰胺酶抑制劑的敏感性差而且能夠水解碳青霉烯類(lèi)在內的一大類(lèi)抗生素，因此金屬內酰胺酶的額研究越來(lái)越受到重視

2.2膜通透性障礙  銅綠假單胞菌的天然多重耐藥特點(diǎn)與細胞膜結構密切相關(guān)，，對抗菌藥物進(jìn)入細菌具有阻礙作用，銅綠假單胞菌LPS分子有6-7條脂肪酸鏈相互共價(jià)連接，使得膜流動(dòng)性非常低，對藥物的屏障作用十分強。細胞外膜上的某些特殊蛋白，即膜孔蛋白是一種非特異性的、跨越細胞膜的水溶性擴散通道�？咕�藥物也可以通過(guò)這些膜孔蛋白進(jìn)入菌體內部，發(fā)揮效用，即這種耐藥并非是由于任何染色體的突變或是耐藥質(zhì)粒的獲得所致。銅綠假單胞菌的細胞外膜上存在微孔蛋白，僅允許分子量<350-400u的糖類(lèi)擴散，微孔蛋白OprC、OprD、OprE可形成小孔通道，并沒(méi)有大多數革蘭陰性細菌所具有的典型的高滲性孔蛋白,它的孔蛋白通道對小分子物質(zhì)的滲透速度僅為典型孔蛋白通道的1/100。最近發(fā)現外膜蛋白D2對碳青霉烯為具有選擇性通透外，外膜C、E兩種蛋白對其它抗銅綠假單胞菌頭孢菌素幾乎沒(méi)有通透作用。亞胺培南是通過(guò)OprD擴散進(jìn)入銅綠假單胞菌內，當OprD丟失時(shí)可引起銅綠假單鮑菌對亞胺培南耐藥有資料顯示，亞胺培南對缺損孔蛋白D2的MIC為0.5mg/L，但仍在敏感范圍內，而當合并亞胺培南產(chǎn)生AmpC酶時(shí)，其耐藥性明顯上升，MIC為16mg/L，導致其耐藥，該機制被認為是亞胺培南低水平耐藥的最主要原因，

2.3主動(dòng)外排系統  近年的研究結果表明，銅綠假單胞菌細胞膜上的許多蛋白具有將抗菌藥物主動(dòng)外排的作用，并與其細胞外膜的低通透性協(xié)同作用，導致銅綠假單胞菌多重耐藥。銅綠假單胞菌的主動(dòng)外排系統主要由三部分組成：具有孔蛋白作用的外膜蛋白OprM、OprN、OprJ；具有識別藥物并將其主動(dòng)轉運出細胞膜功能的內膜蛋白MexB、MexD、MexF或MexY等；以及連接內、外膜蛋白的功能的膜融合蛋白MexA、MexC、MexE或MexX等。銅綠假單胞菌細胞膜上的這些主動(dòng)外排蛋白組成四類(lèi)主動(dòng)外排系統，即MexA-MexB-OprM、MexC-MexD-OprJ、MexE-MexF-OprN、MexX-MexY-MexM。四種主動(dòng)外排系統的轉運底物不完全相同，其中MexA-MexB-OprM不能外排碳青霉烯類(lèi)抗生素；MexC-MexD-OprJ  Li等發(fā)現，在敏感及耐藥菌株中青霉素積聚的穩態(tài)濃度明顯不同，敏感菌中藥物濃度高于耐藥菌，說(shuō)明銅綠假單胞菌的該外排系統與β-內酰胺類(lèi)抗生素的耐藥性有關(guān)，Li的研究糾正了人們認為銅綠假單胞菌對β-內酰胺類(lèi)抗生素的耐藥性是由于細胞外膜的低通透性和產(chǎn)生β-內酰胺酶共同作用的結果，而與主動(dòng)外排無(wú)關(guān)這一概念；MexE-MexF-OprN 能泵出碳青霉烯類(lèi)抗生素，當碳青霉烯類(lèi)抗生素經(jīng)外膜孔蛋白進(jìn)入膜間隙，在內膜外側可被MexF捕獲，借助膜融合蛋白MexE的橋聯(lián)作用，經(jīng)外膜蛋白OprN排出菌體外

3.結語(yǔ)  由于廣譜抗生素的濫用以及細菌間對耐藥基因的交換能力，細菌對常用抗生素的耐藥成為人類(lèi)健康事業(yè)面臨的嚴重問(wèn)題之一。銅綠假單胞菌對碳青霉烯類(lèi)抗生素的耐藥機制是復雜的，通常是多種機制綜合作用產(chǎn)生多重耐藥，已經(jīng)是一個(gè)全球性問(wèn)題，為更好的控制銅綠假單胞菌耐藥性的產(chǎn)生，科研工作者應針對銅綠假單胞菌耐藥機制，積極開(kāi)發(fā)新的抗菌藥物，對于產(chǎn)生抗生素滅活酶而導致的耐藥，目前的研究方向主要是開(kāi)發(fā)新的穩定性高的藥物以及新的酶抑制劑；對于由細菌外排系統引起的耐藥，可以調控外排基因的表達，或者設計相應的阻斷劑等

[參考文獻]（略）

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