多重耐药鲍曼不动杆菌的耐药机制研究

梁小英，农 波 综述，农少云 审校

广西壮族自治区民族医院检验科，广西南宁 530001

由于抗菌药物的大量暴露，致使具有多重耐药性的鲍曼不动杆菌检出率不断提高，给临床治疗工作带来极大的挑战。鲍曼不动杆菌具有强大的耐药性和克隆传播能力。鲍曼不动杆菌的耐药问题已引起临床及传染病学专家的广泛关注[1-4]。中国耐药监测网2021年上半年数据显示，我国临床分离菌中鲍曼不动杆菌数量位于大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌后，排第4位，该菌对碳青霉烯类耐药率从2004年的13.3%上升至2020年的72.9%，呈现明显上升趋势，鲍曼不动杆菌已属于医院感染中最主要的病原菌，耐药情况越来越复杂和严峻，尤其是在重症监护室(ICU)中,多重耐药的鲍曼不动杆菌感染率显著高于普通病房[5]。该菌的耐药机制复杂，类型多样，固有耐药和获得性耐药是该菌的主要耐药机制。现就其耐药机制进行总结。

1 产β-内酰胺酶

β-内酰胺类抗菌药物的大量使用，致使细菌的耐药率日渐增加。细菌产生β-内酰胺酶是目前耐药菌中最常见、研究最深入的耐药机制，β-内酰胺酶耐药基因分布广泛，对该类酶耐药基因的分析已引起广泛关注[6]。产生该类酶是鲍曼不动杆菌最关键的耐药机制，比如：A类超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)、B类金属酶、C类头孢菌素酶(AmpC)、D类OXA型酶。鲍曼不动杆菌很少产C类酶，少见有产AmpC的报道。

1.1A类ESBLs酶 ESBLs一般由质粒介导，可致细菌对青霉素、1～3代头孢类以及单环β-内酰胺酶类药物产生耐药，鲍曼不动杆菌中较常见SHV、PER、CTX、TEM、VEB基因型ESBLs，我国常见的基因型为PER-1、TEM。产酶菌株除了对碳青霉烯类、头霉素类及含酶抑制剂类药物敏感外，对其余β-内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类药物呈现耐药性，相同菌株能够同时携带多种耐药基因。鲍曼不动杆菌的各类耐药基因共同存在与其对亚胺培南、美罗培南耐药紧密相关[7]。

1.2B类金属酶 该酶可使鲍曼不动杆菌对多种β-内酰胺类药物出现耐药，尤其是该酶具有较强的碳青霉烯水解活性，可破坏亚胺培南或美罗培南等内部的β-内酰胺环，导致环内的酰胺键断裂，致使抗菌药物丧失活性[8]。鲍曼不动杆菌B类金属β-内酰胺酶主要包括IMP、VIM、SIM、NDM 4型。IMP型金属β-内酰胺酶对头孢类、青霉素类、碳青霉烯类药物都有不同的水解活性，但不被β-内酰胺酶抑制剂所抑制，几乎不水解氨曲南，多达18个类型，具有地方流行性，主要出现在亚洲。VIM型主要存在于革兰阴性菌中，在肠杆菌科、假单胞菌属、不动杆菌属多见，其携带率仅次于IMP型。NDM型大多出现在大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、阴沟肠杆菌等细菌中，能够水解大多数的β-内酰胺类抗菌药物，除对多黏菌素、替加环素高敏感外，对其余抗菌药物高度耐药，是现今水解范围最大、作用最强的金属酶。国内鲍曼不动杆菌的NDM型携带率呈不断升高趋势，必须给予足够的关注[9]。

1.3D类OXA型酶 D类OXA型酶又称为苯唑西林水解酶，OXA基因位于菌体的染色体或质粒上，主要包括OXA-23、OXA-24、OXA-51、OXA-58等多种亚型，由整合子或转座子基因介导，OXA基因亚型在不同菌株之间容易发生转移。耐药菌株的不断增多和此耐药基因的传播方式有关。与鲍曼不动杆菌产生耐药性有关的碳青霉烯酶主要包括B类金属β-内酰胺酶和D类OXA型酶，其中OXA型酶更具有重要作用[10]，据报道，OXA-23和OXA-51基因是耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌中出现频率最高的基因[11]。OXA-23基因携带率最高，存在质粒或染色体上，易于转移并与其他菌株整合，是引起鲍曼不动杆菌耐药的重要原因。OXA-51基因是鲍曼不动杆菌中的固有基因，其在极低水平时就有碳青霉烯水解活性。OXA-24、OXA-58基因在鲍曼不动杆菌中的携带率低，相关报道较少。

2 细菌生物膜形成

生物膜主要由细菌及其自身生成的胞外多糖基质、纤维蛋白质、脂蛋白等物质构成，待其形成后，首先具有物理屏障作用，其次，其内部特殊环境可使抗菌药物作用细菌的难度加大，使细菌能够产生较强的耐药力和免疫逃逸能力，引起长时间的感染。这些原因使患者难以治愈[12]。该膜的生成与鲍曼不动杆菌的耐药力和毒力机制有关。在黏附、传染、耐药基因的传递、耐药性等方面起到了不可替代的作用[13]。鲍曼不动杆菌有了生物膜可以延长其在医疗器具上的停留时间，抵抗干燥、营养缺乏等不利因素能力增强，从而增加感染能力，并且拮抗抗菌药物进入。实验表明，abal、CarO、ompA、bap等基因与鲍曼不动杆菌生物膜形成紧密关联[14]，这些基因能够参与调控生物膜形成，使其更容易传递耐药性质粒，导致鲍曼不动杆菌多耐、泛耐药菌株日益增多。因此，在加强生物膜检测能力同时，为减少生物膜对患者的影响，治疗上也要选择有清除生物膜作用的抗菌药物[15]。

3 外排泵

外排泵的过度作用是鲍曼不动杆菌多重耐药的另一机制，可造成对不同结构的多种抗菌药物同时耐药。外排泵属于活性蛋白质，位于细胞膜上，能够将部分进入细胞中细胞质或穿过细胞膜的抗菌药物排出细胞外[16]。该作用是细菌主要耐药机制，会使菌体内的药物含量减少，未起到抗菌效果而引起耐药。因此，细菌多重耐药的原因之一是外排泵的过度表达[17]。目前，鲍曼不动杆菌的外排泵分为6个家族，分别为蛋白细菌抗菌化合物外排家族(AdePACE)、主要协同转运蛋白超家族(AdeMFS)、耐药结节分化家族(AdeRND)、多药及毒性化合物外排家族(AdeMATE)、ATP结合盒家族(AdeABC)、小多重耐药家族(AdeSMR)，其介导多种化合物的外排，使细菌产生多重耐药性，还在细菌的运动及毒性方面起重要作用。目前，研发外排泵抑制剂，从而抑制抗菌药物的外排[18]，可为临床治疗感染提供新策略，对于治疗鲍曼不动杆菌感染至关重要。

3.1AdePACE AdePACE是后来发现的一类新型外排泵，是鲍曼不动杆菌中氯己定转运蛋白Acel及同源代表的一类多药外排系统，可介导常用医疗消毒剂的外排[19]。氯己定是一种具有膜活性的杀菌剂，通常是医院环境中的消毒剂，转运蛋白Acel还可介导苯扎氯铵、原黄素等其他消毒剂外排，当消毒剂进入鲍曼不动杆菌细胞内时可产生一系列复杂反应使其外排，使鲍曼不动杆菌在医院环境，特别是ICU中引起难以治愈的感染。

3.2AdeMFS AdeMFS家族是存在于细胞膜上的转运蛋白质，参与各种底物运输，其外排泵可降低多种毒性化合物在细胞内的浓度，而使鲍曼不动杆菌多重耐药。其转运蛋白AbaF除了促进细胞内磷霉素向细胞外释放外，还参与生物膜基质内有毒化合物的分泌，并对宿主免疫因子起到抵抗作用，因而对鲍曼不动杆菌的感染起关键作用[20]。AmvA外排蛋白表现出对碳青霉烯类、氨基糖苷类、头孢类、喹诺酮类药物具有耐受力；AbaQ转运蛋白除在喹诺酮类药物排出中发挥重要作用外，还与鲍曼不动杆菌的毒性和表面运动有关。另外，该类蛋白还参与细胞外DNA的释放。

3.3AdeRND AdeRND在多重耐药的鲍曼不动杆菌中出现频率最高，是作用效果最强的外排泵，目前还未研制出针对AdeRND外排泵的有效药物。大多数多重耐药菌株至少表达一种AdeRND外排泵，鲍曼不动杆菌中的该家族成员主要为3种，包括AdeABC、AdeIJK、AdeFGH，上述外排泵的作用都和细菌的多重耐药有关。AdeABC是最早发现的主动外排泵，当其过表达时，鲍曼不动杆菌表现为多重耐药；AdeIJK是第2个发现的主动外排泵，存在于大多数鲍曼不动杆菌中，其过表达与替加环素和米诺环素的耐药性有关，还介导对喹诺酮类药物耐药；对AdeFGH的耐药性分析很少，其主要参与β-内酰胺类、喹诺酮类等药物的主动外排[21]。

3.4AdeMATE 该外排泵与鲍曼不动杆的耐药、活动和毒性有关[22]。外排泵家族中的转运蛋白AbeM通过质子动力介导较广范围的底物外排，可使环丙沙星、庆大霉素、红霉素等多种药物的最低抑菌浓度(MIC)增加2～4倍，AbeM赋予鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类、喹诺酮类等抗菌药物及细胞染料等有毒化合物的抵抗性。MATE蛋白家族在鲍曼不动杆菌的主要致病性、生物膜生成以及多重耐药中起到了至关重要的作用。

3.5AdeABC及其他家族外排泵 AdeABC是鲍曼不动杆菌中最早被认识的外排泵，是细菌产生耐药性的主要影响因素，表现为对β-内酰胺类、氨基糖苷类、替加环素、庆大霉素和米诺环素等药物具有耐药性。其转运机制发生在细胞膜上，ABC外排泵结合或水解三磷酸腺苷，驱动输送蛋白质的核苷酸结合结构域二聚化或解离，致使其结构产生改变，进而将底物经过双层细胞膜传输[23]。在鲍曼不动杆菌的多重耐药性和其他生理活性中，ABC家族外排泵发挥重要功能，我国的ABC外排泵基因检出率越来越多，携带基因也呈多样性。另一家族成员AdeSMR是位于内膜上一类由较短氨基酸序列组成的较小蛋白质，介导鲍曼不动杆菌的多种底物外排，其显示出广泛的底物特异性，与菌株多重耐药性有关。

4 作用靶位的改变

抗菌药物作用靶位的修饰和改变，使鲍曼不动杆菌产生多重耐药性。不同抗菌药物通过不同作用靶位，以及鲍曼不动杆菌对抗菌药物作用靶位的改变，影响细胞壁、蛋白质及脱氧核糖核酸生成等，致使抗菌药物丢失作用靶位，让药物难以发挥效果进而产生耐药性。喹诺酮类药物是对不动杆菌具有抗菌活性的药物之一，其主要作用于细菌脱氧核糖核酸螺旋酶(gryA)和拓扑异构酶(parC)，一旦喹诺酮类药物耐药区域基因突变，对gryA或parC进行结构修饰，将减弱该药物与gryA的亲和程度，致鲍曼不动杆菌对喹诺酮类药物产生耐药性。青霉素结合蛋白(PBP)的变化也会导致耐药性。原因在于PBP属于β-内酰胺类药物发挥作用的重要位点，一旦PBP结构发生改变或表达缺失都可能使抗菌药物无法与该蛋白结合或亲和效果减弱，最终使细菌的耐药力提高[24-25]。

5 外膜蛋白的缺失或改变

外膜蛋白的缺失或改变是引起多重耐药鲍曼不动杆菌的重要耐药机制之一。细菌的外膜蛋白是细菌进行各种物质交换的通道，同时外膜蛋白参与各种抗菌药物的转运，由于外膜蛋白基因发生改变，外膜蛋白表达水平下降，药物通过的孔道便会发生阻塞甚至消失，使细菌外膜通透性下降，抗菌药物不能通过外膜蛋白这一重要通道与PBP结合或结合能力下降，不能破坏细菌细胞壁，导致进入菌体的抗菌药达不到有效作用浓度，从而使细菌耐药。这是鲍曼不动杆菌耐碳青霉烯类药物的主要机制之一。外膜蛋白A是鲍曼不动杆菌外膜蛋白的核心成分，其除了能够使外膜的通透性改变外，还与细菌黏附、免疫反应及生物膜生成紧密相关。外膜蛋白A还可以结合宿主细胞表面的特定成分，导致靶细胞凋亡[26]。

6 产生氨基糖苷类钝化酶

细菌对氨基糖苷类药物耐药的主要原因是产生氨基糖苷类钝化酶，这也是鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类药物耐药的主要原因。氨基糖苷类药物经过游离氨基乙酰化、游离羟基磷酸化后，进入细菌的难度会大大提高，最终引起细菌耐药。氨基糖苷类钝化酶分布广泛，具有的亚型多种多样。王江元等[27]的研究结果显示，两种耐药基因同时存在时可明显提高鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类药物的耐药率。由单一介导耐药转变为多种共同耐药是鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类药物耐药性逐渐增强的原因。近年报道较多的一种耐药基因是16S rRNA甲基化酶基因，16S rRNA被甲基化后破坏氨基糖苷类药物与16S rRNA作用靶位，导致细菌对氨基糖苷类药物高水平耐药[28]。16S rRNA甲基化酶基因与β-内酰胺酶基因之间可能存在连锁传播，造成多重耐药。鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类药物的耐药性也受到AdeRND、AdeMATE家族的影响。

7 结 语

总而言之，鲍曼不动杆菌具有多种耐药机制，呈现在产生不同类型的β-内酰胺酶、细菌生物膜、外排泵、作用靶位的变化、外膜蛋白的缺失或变化、产生氨基糖苷类钝化酶等，其耐药谱广，已成为医院感染最常见的病原菌，给临床治疗带来困难，研究其耐药机制可为临床合理用药提供理论基础。寻找快速而准确的检测方法能有效提升该菌的确诊率，这也是治疗多重耐药鲍曼不动杆菌感染的关键[29]。目前对于鲍曼不动杆菌这一“超级细菌”，相对综合地掌握其耐药机制，避免耐药基因的传播非常关键。高建平等[30]报道，鲍曼不动杆菌在医院内传播的主要路径为接触传播。因此，做好传播的阻断与病原体检测工作尤为关键，包括对患者周围环境、器械、医护人员的手及衣物等进行常规消毒，开展耐药菌检测，获得感染源头，采取有效的防控措施，对减少多重耐药鲍曼不动杆菌感染非常重要。