趙蘇瑛(綜述),李 岷(審校)
(江蘇省中醫(yī)院檢驗(yàn)科,南京210029)
嗜麥芽窄食單胞菌屬于窄食單胞菌屬,該菌屬是一個(gè)新命名的菌屬,屬于假單胞菌科的RNA同源群。嗜麥芽窄食單胞菌是該屬內(nèi)唯一的菌種。此菌1961年根據(jù)鞭毛特征被命名為嗜麥芽假單胞菌[1],1983年根據(jù)核酸同源性和細(xì)胞脂肪酸組成被歸入黃單胞菌屬,與其他黃單胞菌不同,其無(wú)黃單胞菌素,無(wú)植物病原性,可在37℃環(huán)境中生長(zhǎng),1993年被命名為嗜麥芽窄食單胞菌[2]。該菌氧化分解麥芽糖迅速又明顯,故定名為嗜麥芽。氧化酶陰性、明膠酶和DNA酶陽(yáng)性是該菌的鑒別特點(diǎn)。嗜麥芽窄食單胞菌廣泛存在于自然界,是引起醫(yī)院內(nèi)感染的重要條件致病菌,該細(xì)菌存在一種鋅離子依賴的金屬β內(nèi)酰胺酶,表現(xiàn)為對(duì)碳青霉烯類抗生素天然耐藥,對(duì)復(fù)方新諾明大都敏感[3]。因此,復(fù)方新諾明也是治療該菌的首選藥物。近年來(lái),多重耐藥的嗜麥芽窄食單胞菌頻頻出現(xiàn),該菌對(duì)復(fù)方新諾明的敏感性也逐年下降,臨床用藥又遇到新的難題。
嗜麥芽窄食單胞菌為革蘭陰性桿菌,一端叢毛菌,有動(dòng)力。最適生長(zhǎng)溫度為35℃,專行需氧,營(yíng)養(yǎng)要求不高。該菌廣泛存在于自然界,也可寄居于人的呼吸道和腸道內(nèi),作為條件致病菌,可引起呼吸道感染、傷口感染、尿路感染及腦膜炎、心內(nèi)膜炎等。研究表明,引起本菌定植和感染的危險(xiǎn)因素有機(jī)械通氣,廣譜抗生素使用不當(dāng),機(jī)體免疫力低下等[4-9]。國(guó)內(nèi)也有學(xué)者報(bào)道,腦外傷患者呼吸道易受感染[10]。目前,嗜麥芽窄食單胞菌已經(jīng)是引起醫(yī)院內(nèi)感染的常見非發(fā)酵革蘭陰性桿菌,僅次于銅綠假單胞菌和鮑曼不動(dòng)桿菌而居臨床分離陽(yáng)性率的第三位[11]。
嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)多種抗生素耐藥,特別是對(duì)頭孢菌素和伊米配能耐藥率更高。復(fù)方新諾明是治療嗜麥芽窄食單胞菌感染的唯一推薦使用藥物。治療復(fù)方新諾明耐藥的菌株引起的感染,只能聯(lián)合應(yīng)用一種或幾種體外敏感試驗(yàn)表現(xiàn)敏感的藥物?,F(xiàn)在世界范圍內(nèi)對(duì)復(fù)方新諾明耐藥的嗜麥芽窄食單胞菌菌株逐年遞增并且存在地區(qū)差異,如加拿大、拉丁美洲報(bào)道的復(fù)方新諾明耐藥率是2%,歐洲為 10%[12]。
最早對(duì)復(fù)方新諾明耐藥的嗜麥芽窄食單胞菌是從沙特阿拉伯Riyadh Armed Forces醫(yī)院的2例患者身上分離得到的[10]。第一株是2005年從1例48歲的沙特阿拉伯女性患者身上分離得到的,患者由于慢性髓性白血病而入院治療,藥物化療后靜脈滴注抗生素進(jìn)行抗感染治療,然而所有治療均宣告失敗,最終由于感染性休克而死亡。在其死亡后,其中央靜脈置管抽取的血培養(yǎng)報(bào)道有嗜麥芽窄食單胞菌生長(zhǎng)。第二例菌株是2006年分離自1例65歲的沙特阿拉伯男性患者,其為膀胱癌終末期腎病患者,左側(cè)腎穿刺導(dǎo)尿標(biāo)本經(jīng)培養(yǎng)確定為嗜麥芽窄食單胞菌。該患者沒有任何感染的臨床癥狀且右側(cè)導(dǎo)管和導(dǎo)尿標(biāo)本培養(yǎng)也均為陰性。左側(cè)更換導(dǎo)管后重復(fù)尿培養(yǎng)結(jié)果也為陰性。這兩個(gè)菌株的鑒定均使用API 20NE,嗜麥芽窄食單胞菌符合率為99%,藥敏試驗(yàn)使用自動(dòng)化MicroScan系統(tǒng)測(cè)試,藥敏解讀依照美國(guó)臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化研究所標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果顯示這兩個(gè)嗜麥芽窄食單胞菌菌株對(duì)復(fù)方新諾明均有耐藥現(xiàn)象,程度不一,其中1株最低抑菌濃度>8/152 mg/L,另一株最低抑菌濃度>32 mg/L。
4.1 sul1、sul2基因與嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明耐藥密切相關(guān) 這兩個(gè)基因最早是在革蘭染色呈陰性的腸桿菌科細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的,它們編碼的主要產(chǎn)物是是二氫葉酸合成酶。腸桿菌科中的大腸埃希菌、沙門菌等細(xì)菌均攜帶有大量的sul1、sul2基因,其相同的臨床表現(xiàn)為對(duì)復(fù)方新諾明產(chǎn)生耐藥現(xiàn)象[13]。由于嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明天然敏感,其對(duì)復(fù)方新諾明的耐藥現(xiàn)象出現(xiàn)較晚。到目前為,止國(guó)內(nèi)外對(duì)其耐磺胺類藥物的耐藥機(jī)制研究也較少,特別是在分子生物學(xué)水平上對(duì)其進(jìn)行耐藥基因的研究更少。Barbolla等[11]對(duì)31株嗜麥芽窄食單胞菌進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),其中有3株表現(xiàn)為對(duì)復(fù)方新諾明高度耐藥,并且在這3株耐復(fù)方新諾明的嗜麥芽窄食單胞菌中同時(shí)擴(kuò)增出sul1基因和一類整合子基因,這兩個(gè)基因在對(duì)復(fù)方新諾明敏感的嗜麥芽窄食單胞菌中都未檢測(cè)到。因此,專家推斷sul1基因是一類整合子的一部分,它發(fā)揮生物學(xué)功能是由一類整合子介導(dǎo)的。Toleman等[14]經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)sul2基因位于大的質(zhì)粒上,并且與ISCR(插入元件共同區(qū))連鎖,只有少部分由染色體介導(dǎo),結(jié)果表明嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明的耐藥可能是由一類整合子與ISCR元件以及sul2基因的連鎖共同作用產(chǎn)生的。其具體作用方式可能是sul1和sul2基因通過(guò)一類整合子及ISCR插入元件發(fā)揮作用,表達(dá)出對(duì)復(fù)方新諾明具有抗性的二氫葉酸合成酶,二氫葉酸合成酶的存在使細(xì)菌對(duì)復(fù)方新諾明的消耗量增加,從而表現(xiàn)為對(duì)復(fù)方新諾明的耐藥。此外,整合子還能通過(guò)耐藥基因的整合在質(zhì)粒間傳播,從而引起耐藥性的播散[15]。因此,sul1、sul2基因的存在與嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明的耐藥有直接關(guān)系。
4.2 dfrA基因與嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明耐藥密切相關(guān) Hu等[16]和 Hou等[17]發(fā)現(xiàn) dfrA 基因與嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明耐藥有關(guān)。dfrA基因和sul基因一樣,也位于一類整合子上。在該區(qū)域內(nèi) dfrA基因有 dfrA17-aadA5、dfrA12-aadA2、aacA4-catB8-aadA1、aadB-aadA4、aacA4、aadA5、aadA1、aadB-aac(6')-Ⅱ-blaCARB-8、arr-3-aacA4 和 cmlA1。最新研究發(fā)現(xiàn)dfrA基因編碼二氫葉酸還原酶可介導(dǎo)復(fù)方新諾明的耐藥,在他們的實(shí)驗(yàn)中第一次報(bào)道了dfrA17和dfrA12序列,這兩個(gè)序列在所有耐復(fù)方新諾明的嗜麥芽窄食單胞菌中都被檢出,說(shuō)明dfrA17和dfrA12所在的區(qū)域與復(fù)方新諾明的抗性有關(guān)。同時(shí),實(shí)驗(yàn)指出并不是一類整合子的全部序列都參與細(xì)菌的耐藥,sul1也不是全部序列都參與復(fù)方新諾明的耐藥。dfrA、sul2與sul1基因協(xié)同作用可以誘導(dǎo)細(xì)菌的多重耐藥,包括對(duì)復(fù)方新諾明的高水平耐藥。值得注意的是,sul2基因和整個(gè)整合子序列都包含在一個(gè)長(zhǎng)7.3 kb的質(zhì)粒上,說(shuō)明sul2基因與整個(gè)整合子能在細(xì)菌間通過(guò)質(zhì)粒進(jìn)行水平傳播。
4.3 其他耐藥機(jī)制的研究 Liaw等[18]對(duì)多重耐藥的嗜麥芽窄食單胞菌(包括復(fù)方新諾明耐藥)進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),除了整合子外,還有一些其他機(jī)制導(dǎo)致了細(xì)菌的耐藥,如細(xì)菌的流出泵、葡萄糖磷酸變位酶及生物膜的形成等。細(xì)菌的流出泵中的兩個(gè)亞型:smeD和smeA,在耐藥的嗜麥芽窄食單胞菌存在兩者的高表達(dá),且smeD的表達(dá)水平較smeA更高。因此,學(xué)者推測(cè)smeD和smeA的高表達(dá)與嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明的耐藥有關(guān)。葡萄糖磷酸變位酶與生物膜形成經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn),嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明的耐藥關(guān)系不大。有一點(diǎn)值得肯定,即并不是簡(jiǎn)單的一種耐藥機(jī)制參與嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)復(fù)方新諾明的耐藥,而是至少有三種以上的耐藥機(jī)制共同作用的結(jié)果。
細(xì)菌的耐藥是個(gè)世界性難題,除了進(jìn)一步研究其耐藥機(jī)制外,合理使用抗生素也應(yīng)引起足夠的重視。整合子和質(zhì)粒機(jī)制能參與多重耐藥的水平傳播,因其高效性,應(yīng)引起足夠的重視,采取積極有效的措施,控制耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移[19]。同時(shí),提倡臨床上合理使用抗生素,以減少耐藥細(xì)菌的產(chǎn)生。
[1]Hugh R,Ryschenkow E.Pseudomonas maltophilia,an Alcaligeneslike species[J].J Gen Microbiol,1961,26:123-132.
[2]Palleroni NJ,Bradbury JF.Stenotrophomonas,a new bacterial genus for Xanthomonas maltophilia(Hugh 1980)Swings et al.1983.[J].Int J Syst Bacteriol,1993,43(3):606-609.
[3]Denton M,Todd NJ,Kerr KG,et al.Molecular epidemiology of Stenotrophomonas maltophilia isolated from clinical specimens from patients with cystic fibrosis and associated environmental samples[J].J Clin Microbiol,1998,36(7):1953-1988.
[4]Davin-Regli A,Bollet C,Auffray JP,et al.Use of random amplified polymorphic DNA for epidem iolog ical typing of stenotrophomonas maltophilia[J].J Hosp Infect,1996,32(1):39-50.
[5]Von Graevenitz A.Acineto bacter,Alcaliyenes,Moraxella and other nonfermentative Gram negative bacteria[M]//Murry PR.Manual of Clinical Microbiology.6th ed.Washington DC:American Society for Microbiology,1995:520.
[6]蘇關(guān)關(guān),袁玉華,趙峰.某院1998~2000年細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)[J].浙江預(yù)防醫(yī)學(xué),2002,14(3):10-11.
[7]Spencer RC.The emergence of epidemic multiple antibioticresistant Stenotrophomonas(Xanthomonas)meltophilia and Burkholderia(Pseudomonas)cepacia[J].J Hosp Infect,1995,30 Suppl:453-464.
[8]Villarino ME,Stevens LE,Schable B,et al.Risk factors for epidemic Xanthomonas maltop-hila infection/colonization in intensive care unit patients[J].Infect control Hosp Epidemiol,1992,13(4):201-206.
[9]Klausner JD,Zukerman C,LimayeAP,etal.Outbreak of stenotromonas maltophilia bacter emia among patients under going bone marrow transplantation:association with faulty replacement of handwashing soap[J].Infect Control Hosp Epiemiol,1999,20(11):756-758.
[10]鐘尉端.嗜麥芽窄食單胞菌對(duì)磺胺耐藥[J].中國(guó)醫(yī)藥前沿2007,2(5):90-91.
[11]Barbolla R,Catalano M,Orman BE,et al.Class 1 integrons increase trimethoprim-sulfamethoxazole MICs against epidemiologically unrelated Stenotrophomonas maltophilia isolates[J].Antimicrob Agents Chemother,2004,48(2):666-669.
[12]Lai CH,Chi CY,Chen HP,et al.Clinical characteristics and prognostic factors of patients with Stenotrophomonas maltophilia bacteremia[J].J Microbiol Immunol Infect,2004,37(6):350-358.
[13]孫海平,林寧.多重耐藥大腸埃希菌復(fù)方新諾明耐藥相關(guān)基因研究[J].現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2008,23(5):42-43.
[14]Toleman MA,Bennett PM,Bennett DM,et al.Global emergence of trimethoprim/sulfamethoxazole resistance in Stenotrophomonas maltophilia mediated by acquisition of sul genes[J].Emerg Infect Dis,2007,4(13):559-565.
[15]鄧笑偉,劉長(zhǎng)庭,李天智,等.嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌中Ⅱ類整合酶基因的發(fā)現(xiàn)及意義[J].中華醫(yī)院感染學(xué)雜志,2007,17(9):1061-1063.
[16]Hu LF,Chang X,Ye Y,et al.Stenotrophomonas maltophilia resistance to trimethoprim/sulfamethoxazolemediated by acquisition of sul and dfrA genes in a plasmid-mediated class 1 integron[J].Int J Antimicrob Agents,2011,37(3):230-234.
[17]Hou TW,Yin XL,Jiang CY.Microbiology and clinical analysis of six cases of hospital-acquired pneumonia caused by Acinetobacter baumannii[J].Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi,2007,30(1):35-39.
[18]Liaw SJ,Lee YL,Hsueh PR.Multidrug resistance in clinical isolates of Stenotrophomonas maltophilia:roles of integrons,efflux pumps,phosphoglucomutase(SpgM),and melanin and biofilm formation[J].Int J Antimicrob Agents,2010,35(2):126-130.
[19]Gaze WH,Abdouslam N,Hawkey PM,et al.Incidence of class 1 integrons in a quaternary ammonium compound-polluted environment[J].Antimicrob Agents Chemother,2005,49(5):1802-1807.