嗜麦芽窄食单胞菌对磺胺类抗菌药物耐药机制的研究进展

刘 灿

（安徽省六安市人民医院检验科，安徽 六安 237000）

嗜麦芽窄食单胞菌对磺胺类抗菌药物耐药机制的研究进展

刘 灿

（安徽省六安市人民医院检验科，安徽 六安 237000）

嗜麦芽窄食单胞菌在正常情况下寄生于人体呼吸道和肠道内，为条件致病菌，过去由于其致病率低，临床上未能引起重视，但当机体免疫力低下、不合理使用抗菌药物或免疫抑制剂以及各种侵入性治疗操作时就容易引起交叉感染，是最重要的院内感染菌之一。该菌对多种药物天然耐药，在治疗时又容易引起获得性耐药，磺胺类抗菌药物是治疗其比较有效的药物，但最近几年由于大量使用，嗜麦芽窄食单胞菌对磺胺类抗菌药物的耐药性逐年上升，给临床治疗带来麻烦，引起临床的高度重视。

嗜麦芽窄食单胞菌；磺胺类抗菌药物；耐药性

嗜麦芽窄食单胞菌在正常情况下寄生于人体呼吸道和肠道内，为条件致病菌，过去由于其致病率低，临床上未能引起重视，但当机体免疫力低下、不合理使用抗菌药物或免疫抑制剂以及各种侵入性治疗操作时就容易引起交叉感染，是最重要的院内感染菌之一［1］。

嗜麦芽窄食单胞菌（stenotropomonas maltophilia，SMA）1960年首次被发现［2］，1993年改名为现名。它广泛分布于水、土壤、动物体内，为条件致病菌，在医院内以痰液检出率最高［3-4］。过去由于其致病力低，在临床上一直未引起重视，但是最近几年随着临床广谱抗菌药和免疫抑制剂的广泛和大剂量应用以及侵入性操作如气管插管，机械通气等的普及，其分离率呈逐年上升趋势［5］，是临床微生物实验室中非发酵菌分离率中排名第二，仅次于铜绿假单胞菌的常见菌。它对临床上多种抗菌药物如 β-内酰胺类、碳青霉烯类等抗菌药物呈天然耐药而且在治疗中容易产生获得性耐药，吴锦［6］等发现，一旦其耐药性产生很容易在院内传播，所以嗜麦芽窄食单胞菌感染在临床治疗上一直是一个难题，给临床带来许多麻烦。

2008—2011年间汪复、朱德妹等关于中国细菌耐药性监测数据显示：嗜麦芽窄食单胞菌的检出率占全年监测菌株的3.3%～12.9%［7-9］。目前认为治疗嗜麦芽窄是单胞菌感染比较有效药物是磺胺类、氟喹诺酮类、头孢哌酮／舒巴坦和米诺环素等，但米诺环素由于其价格昂贵加之副作用大，在临床上难以很好的推广，因此前三种是目前市场上的主导药物。本文就嗜麦芽窄食单胞菌对磺胺类抗菌药物的耐药机制作一综述。

目前认为嗜麦芽窄食单胞菌对磺胺类抗菌药物耐药的主要机制有：sul基因和 dfrA基因导致的细菌耐药、整合子介导的细菌耐药和插入序列引起的细菌耐药。

1 sul基因和 dfrA基因导致的细菌耐药

嗜麦芽窄食单胞菌对临床上多种抗菌药物呈天然耐药并且在治疗中容易产生获得性耐药，复方新诺明即磺胺甲基异嗯唑（sulfamethoxazole，SMZ）／甲氧苄啶（trimethoprim，TMP）的复合制剂一直是临床治疗 SMA感染的首选药物。其作用机理为干扰细菌的叶酸代射，使细菌的生长、繁殖受到抑制。细菌不能利用生长环境中的叶酸，而是利用环境中的对氨苯甲酸、二氢蝶啶和谷氨酸在菌体内的二氢叶酸合成酶的催化下合成二氢叶酸，二氢叶酸在二氢叶酸还原酶作用下形成四氢叶酸，四氢叶酸作为一碳单位的辅酶，参与核酸前体物（嘌呤、嘧啶）的合成。而核酸是细菌生长繁殖的必须物质。磺胺类抗菌药物的化学结构与对氨甲苯酸类似，能与对氨甲苯酸竞争二氢叶酸合成酶。影响二氢叶酸的合成，因而使细菌生长繁殖受到抑制。磺胺甲基异嗯唑（SMZ）能与对氨苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶，使二氢叶酸合成减少；甲氧苄啶能（TMP）抑制二氢叶酸还原酶，使四氢叶酸的生成受阻；SMZ与TMP合用后协同作用于细菌叶酸合成的不同环节，使细菌的叶酸代谢受到双重阻断，导致细菌不能合成有效的核酸，从而达到抑菌和杀菌的目的。细菌额外获得编码二氢叶酸合成酶（编码基因为 sul）和二氢叶酸还原酶（编码基因为dfrA）相关基因，导致其对磺胺类抗菌药物耐药。具体作用机制为：细菌额外获得 sul基因表达二氢叶酸合成酶抵消了磺胺与对氨苯甲酸竞争性抑制作用，导致细菌对SMZ耐药；细菌通过额外获得dfrA基因表达二氢叶酸还原酶补充了甲氧苄胺嘧啶靶位酶，导致细菌对 TMP耐药。

但是目前国内外认为嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明耐药起主要作用的是 sul基因，dfrA起次要作用。sul基因有2个亚型，分别为 sul1和 sul2基因，它们编码的都是对磺胺类抗菌药物具有抗性的二氢叶酸合成酶。sul基因首次发现于革兰阴性细菌中，如大肠埃希菌、沙门菌等，并表现为对磺胺类抗菌药物耐药。sul1基因由 I类整合子介导，可在不同菌株间传递；sul2基因既可存在大的质粒上，也可由染色体介导，但绝大部分存在于质粒上，sul2与 ISCR插入元件共同区连锁；sul1、sul2基因的存在与细菌耐磺胺类抗菌药物有直接关系，并且整合子-ISCR结构可以更容易地容易把几个耐药基因一起从一个质粒整合到另一个质粒或染色体上，增加耐药性传播［10］。

2 整合子介导的细菌耐药

整合子系统1991年被 Hall等正式提出，整合子一基因盒系统属于可移动基因元件，它常常以环状 DNA分子形式独立存在，也可借助于移动的转座子、质粒在同种或不同种细菌之间传播，对细菌耐药性的传播产生作用。

整合子迄今已发现有 10大类，在临床分离的菌株中绝大部分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类整合子。其中Ⅰ类整合子在 sMA中的携带率最高、最常见，并且参与了多重耐药的水平传播［11］，目前研究认为 I类整合子携带与抗菌药物耐药有关的基因主要在3′端可变区，其携带的耐药基因盒主要有：磺胺类的耐药基因盒：dfrA17；氨基糖苷类耐药基因：aadAl、aadA5、aacA4、aadB、aphAl5；以及对消毒剂耐药的基因：qacEΔ，它们分别介导着对磺胺类、氨基糖苷类和消毒剂耐药［12］。方小龙等研究发现55株嗜麦芽窄食单胞菌中对复方新诺明的耐药检测率为12.73%，其中5株（9.09%）检测出Ⅰ类整合子阳性，且 MIC非常高，其中 4株 intI基因和 qacEΔl基因阳性，并且 sull基因阳性株均为复方新诺明高度耐药株［13］。Toleman等［14］收集 103株临床分离的 SMA，26株（25%）是耐复方新诺明的，其中又有21株含有sul基因，其中81%是存在Ⅰ类整合子上的。Liaw等［15］在 70株嗜麦芽窄食单胞菌检出了42株中含有Ⅰ类整合子，检出率为60%，并且发现多重耐药菌株的Ⅰ类整合子检出率明显高于非多重耐药菌株。

由此可见对 SMA感染的患者来说，整合子—基因盒的出现给临床带来了严峻的挑战。临床在治疗时必须要参考检验科的药敏结果进行用药，同时还要检测其相关基因，防止耐药的出现。

3 插入序列引起的细菌耐药

插入序列即 ISCR是由“insertion sequences”（ISs）和“commmon regions”（CRs）得来，是最简单的转座元件，因为最初是从细菌的乳糖操纵子中发现了一段自发的插入序列，阻止了被插入的基因的转录，所以称为插入序列。插入序列是编码转座所需的酶的一种转座子，它的两侧是短反向末端重复序列。转座子插入的靶序列在插入过程中被复制，在转座子两端先形成两个短正向重复序列。它既可具有插入序列的特点，也具有共同区的特点。ISs的分子片段很小，通常 ＜2.5 kb，属于高度可移动性转座因子，能插入基因组一个或多个靶位点，并能通过滚环方式移动至邻近的基因。ISCRs的组成包含一个 orf513。orf 513基因编码513个氨基酸序列产物，可以转移基因盒，其功能与转座酶相似。在某些复杂性Ⅰ类整合子中，ISCRs中还包含一种或几种耐药基因盒和 qac／sul的 3′-CS。ISCR常见的可以分为六大类，目前研究较多的是前4类，研究发现这几种类型的ISCR均与耐药基因的传播密切相关。其中，最为重要、研究的最为广泛的是 ISCR1，它经常出现在复杂性Ⅰ类整合子的基因序列中，通常它是通过插入到Ⅰ类整合子的 3′保守末端，介导形成复杂的Ⅰ类整合子，如Ⅰn6和Ⅰn7，此外还可以以环状形式携带耐药基因直接插入带有一个 ISCR1拷贝的整合子3′保守末端，介导形成带有两个拷贝 ISCR1因子的复杂的整合子。ISCR1可以与不同的耐药基因决定子相连，转座不同长度的耐药基因［16］，如 catA2、dfrA、qnr、blaCTX-M、blaCMY，这其中就包括了编码氯霉素的耐药基因、氨基糖苷类的耐药基因和磺胺类的耐药基因。由于 ISCR因子片段很小，它可以自由移动到邻近的耐药基因，并且仅需要单拷贝就可以移动插入邻近的DNA序列中，因此ISCR因子被认为是强有力的基因捕获系统。Mark等［17］检测嗜麦芽窄食单胞菌与插入序列 ISCR相连的磺胺类抗菌药物耐药的 sul2基因］时发现其位于 120 kb的大质粒上，并且质粒和 ISCR的结合使耐药基因具有广泛传播的潜能，但嗜麦芽窄食单胞菌中尚未见 ISCR参与的其它耐药机制报道，有待于进一步的研究，更好的为病人服务。

4 结论

通过以上可以看出，嗜麦芽窄食单胞菌对磺胺类抗菌药物的耐药机制并不是彼此独立存在的，它们都是互相联系、互相渗透的。随着中国老龄人口的不断增多，各种新技术、新项目不断应用于临床使得SMA的感染也日趋上升，并且由于其耐药范围广、分型多样，并具有在不同环境之间传播的能力，因此对其耐药基因和分子流行病学的研究应该受到广泛的重视，对医护人员来说也面临着巨大的挑战和压力。

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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）