王 芊，華 川

銅綠假單胞菌(pseudomonas aeruginosa，PA)為假單胞菌屬，是醫(yī)院感染常見(jiàn)的條件致病菌。碳青霉烯類藥物是新型β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物，其抗菌譜廣，是臨床控制感染最強(qiáng)效的抗菌藥物之一。然而隨著碳青霉烯類藥物在臨床廣泛應(yīng)用，PA對(duì)其耐藥率逐漸升高，泛耐藥PA在國(guó)內(nèi)已有報(bào)道［1］。因此，了解PA對(duì)碳青霉烯類抗菌藥物的耐藥現(xiàn)狀及耐藥機(jī)制有非常重要的意義。

1 PA的耐藥現(xiàn)狀

世界范圍內(nèi)PA對(duì)碳青霉烯類抗生素的耐藥率在逐年上升。2003年，世界各地的研究顯示，PA對(duì)亞胺培南的耐藥率為20% ～40%。2010年亞太地區(qū)耐藥監(jiān)測(cè)顯示，PA對(duì)亞胺培南及美羅培南的耐藥率分別為27．7%和21．6%［2］。我國(guó)2011年衛(wèi)生部全國(guó)細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)網(wǎng)結(jié)果顯示，PA對(duì)大部分抗生素耐藥率＜30%，對(duì)亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別為23．4%和 21．2%［3］。ICU 患者是感染高發(fā)人群［4］，2009年CHINET細(xì)菌耐藥性監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，來(lái)源于ICU的PA對(duì)美洛培南的耐藥率為35．2%，對(duì)亞胺培南的耐藥率為40．3%［5］。而2010年對(duì)來(lái)源于ICU的PA進(jìn)行耐藥性分析結(jié)果顯示，其對(duì)美洛培南和亞胺培南的耐藥率分別為34．9%和40．4%［6］。不同地區(qū) PA 耐藥率也略有不同，2011年華北地區(qū)PA對(duì)亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別為23．6% 和 19．2%［7］，中南地區(qū)分別為 24．4%和 24．2%［8］，東北地區(qū)分別為 20.0% 和 17．5%［9］，而華東地區(qū)分別高達(dá) 25．7% 和 22．5%［10］。Pournaras等［11］發(fā)現(xiàn)大部分耐藥PA株存在交叉耐藥(包括氨曲南)，原因可能是多重耐藥機(jī)制同時(shí)存在。

總之，PA對(duì)亞胺培南耐藥率呈逐年上升趨勢(shì)。有研究顯示，耐藥菌株呈多重耐藥高比例特點(diǎn)，對(duì)亞胺培南耐藥者中，耐3種以上抗菌藥物者占83．33%，而對(duì)亞胺培南敏感時(shí)，耐3種抗菌藥物者僅12．12%［12］。此外，也有研究顯示，耐亞胺培南的PA對(duì)其他抗菌藥物也存在一定的耐藥性［13］。

2 PA的耐藥機(jī)制

PA的耐藥機(jī)制復(fù)雜多樣，外膜通透性障礙、作用靶位改變、產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶以及修飾酶、形成生物膜、主動(dòng)外排系統(tǒng)等均是其主要耐藥機(jī)制［14］。

2.1 產(chǎn)生滅活酶 PA對(duì)β-內(nèi)酰胺類抗生素耐藥的主要機(jī)制是由于其產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶。這種酶可以通過(guò)水解或非水解方式破壞β-內(nèi)酰胺環(huán)，使抗生素相應(yīng)失活。β-內(nèi)酰胺酶按Ambler分子結(jié)構(gòu)法分為A～D類，按Bush功能分類法可分為1～4組。PA中現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended spectrum β-lactamases，ESBLs)、金屬 －內(nèi)酰胺酶(metalloβ-lactamases，MBL)和頭孢菌素酶(AmpC)等［15］。

2.1.1 產(chǎn)生ESBLs:研究表明，PA產(chǎn)生的ESBLs屬于Ambler A類、Bush 2b組，其可以降低與碳青霉烯類抗生素的親和力，包括 TEM、SHV、PER、VEB、GES/IBC、BEL 6型。其中GES/IBC中的GES-1對(duì)亞胺培南有抑制作用，而GES-2具有碳青霉烯酶活性，其水解亞胺培南的能力要高于GES-1。A類酶對(duì)亞胺培南的水解活性強(qiáng)于美羅培南，可引起對(duì)青霉素類、氨曲南和碳青霉烯類耐藥，對(duì)第三代頭孢菌素敏感，主要見(jiàn)于一些腸桿菌科細(xì)菌以及肺炎克雷伯桿菌［16］。南非在一次由產(chǎn)GES-2型酶的PA引起的暴發(fā)流行中病死率達(dá)62．5%［17］。而屬于Ambler D 類、Bush 2d組的苯唑西林酶(oxacillinases，OXA)，其衍生酶(OXA-2或OXA-10)形成的超廣譜OXA型酶可以水解第三代頭孢菌素以及亞胺培南［18-19］。

2.1.2 產(chǎn)生MBL:PA可以產(chǎn)生MBL，是PA對(duì)碳青霉烯類抗生素耐藥的重要機(jī)制之一。MBL又稱碳青霉烯酶或金屬酶，能水解包括碳青霉烯類抗生素在內(nèi)的絕大多數(shù)β-內(nèi)酰胺類抗生素，屬于Ambler B類，Bush 3組。目前發(fā)現(xiàn)的獲得性金屬酶包括IMP、VIM、GIM、SPM 4種，以 IMP 和 VIM 常見(jiàn)［20］。

2.1.3 產(chǎn)生AmpC:PA產(chǎn)生的AmpC屬于Ambler C 類，Bush分型中 1 型 β-內(nèi)酰胺酶［14］，其微弱水解碳青霉烯類抗生素，若合并PA膜通透性下降可導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生，是PA對(duì)亞胺培南產(chǎn)生低水平耐藥的主要機(jī)制。

2.2 外膜通透性障礙 PA外膜通透性較低，因此導(dǎo)致PA對(duì)多種抗生素耐藥。PA可產(chǎn)生2種孔蛋白，一類是形成小孔通道的OprC、OprD、OprE等，另一類則是形成大孔通道的OprF［21］。孔蛋白的數(shù)量減少或孔蛋白基因突變會(huì)影響外膜對(duì)抗生素的通透性。外膜蛋白OprD的缺失授予了PA對(duì)碳青霉烯類耐藥的基礎(chǔ)水平。功能學(xué)研究顯示，OprD結(jié)構(gòu)的環(huán)2和環(huán)3是亞胺培南進(jìn)入和結(jié)合PA膜的位點(diǎn)。因此，環(huán)2和環(huán)3的突變引起的構(gòu)象變化可能會(huì)導(dǎo)致PA對(duì)碳青霉烯類抗生素耐藥。同時(shí)，OprD也是一些氨基酸及多肽進(jìn)入PA的普通通道，同碳青霉烯的競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)導(dǎo)致耐藥的發(fā)生［22］，且孔蛋白形成的通道部分具有特異性。如OprD是亞胺培南進(jìn)入PA的特異性通道蛋白，OprD缺失或表達(dá)降低會(huì)導(dǎo)致藥物不能進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，從而產(chǎn)生耐藥性，這是導(dǎo)致PA對(duì)亞胺培南耐藥的機(jī)制之一，但對(duì)美羅培南卻無(wú)影響［23］。因?yàn)槊懒_培南有其他通道，雖最小抑菌濃度(MIC)略有上升，但仍敏感入體［24］。

2.3 主動(dòng)外排泵 PA對(duì)碳青霉烯類抗生素的耐藥機(jī)制還與其存在主動(dòng)外排系統(tǒng)有關(guān)。Lee等［25］研究表明，多種突變導(dǎo)致的OprD失活以及外排系統(tǒng)過(guò)度表達(dá)的組合是PA耐碳青霉烯類抗生素的主要機(jī)制。主動(dòng)外排蛋白可將多種藥物選擇性或非選擇性的排出菌體，致菌內(nèi)藥物達(dá)不到有效的殺菌濃度而不能發(fā)揮作用。PA中發(fā)現(xiàn)存在MexAB-OprM、MexCD-OprJ、MexEF-OprN、MexXY-OprM 4 種主動(dòng)外排系統(tǒng)［26］，近來(lái)又發(fā)現(xiàn)MexJK-OprM、MexHI-OpmD 和MexVW-OprM外排系統(tǒng)。其中外排泵MexAB-OprM和MexEF-OprN的存在與PA對(duì)碳青霉烯類抗生素耐藥密切相關(guān)。原因?yàn)?①外排泵 MexAB-OprM、MexXY-OprM在野生菌株中即有低水平表達(dá)，并導(dǎo)致其對(duì)許多抗生素的固有耐藥和獲得性耐藥［27］。其中，MexAB-OprM最重要，當(dāng)OprM過(guò)度表達(dá)可導(dǎo)致PA對(duì)青霉素類、頭孢菌素類、頭霉素類、碳青霉烯類、喹諾酮類、氯霉素、磺胺類藥物耐藥。MexABOprM與PA對(duì)美羅培南耐藥相關(guān)，而與PA對(duì)亞胺培南的耐藥并不相關(guān)［28］。②MexEF-OprN在 nfxC變異株高表達(dá)，其高表達(dá)會(huì)影響群體感應(yīng)，且Mex-EF-OprN能更顯著地影響短通道信號(hào)C4-HSL的水平。MexEF-OprN有屬于LysR家族的轉(zhuǎn)錄激活因子MexT正向調(diào)控。MexT高表達(dá)能誘導(dǎo)MexEF-OprN高表達(dá)，并減少OprD的表達(dá)，因此MexT能負(fù)向調(diào)控OprD的表達(dá)，導(dǎo)致nfxC突變株對(duì)碳青霉烯類抗生素耐藥［29-30］。③當(dāng)外排系統(tǒng)與OXA酶同時(shí)作用時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)協(xié)同耐藥效應(yīng)。

氰氯苯腙(CCCP)為質(zhì)子泵抑制劑的代表制劑，能破壞細(xì)菌跨胞漿膜的質(zhì)子梯度，導(dǎo)致轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白失去能量供應(yīng)而起作用。一般認(rèn)為CCCP可使耐亞胺培南銅綠假單胞菌(IMPRPAE)對(duì)IMP的MIC下降至25%，表明細(xì)菌可能存在泵出機(jī)制［18］。

2.4 生物膜的形成 生物膜具有很強(qiáng)的耐藥性和抵抗機(jī)體免疫系統(tǒng)的作用，雖然耐藥機(jī)制目前還不完全清楚，有研究認(rèn)為是因?yàn)樯锬?nèi)細(xì)菌分泌的胞外多聚物形成被膜，阻止白細(xì)胞、吞噬細(xì)胞以及抗菌藥物進(jìn)入［31］，并且病原菌可從生物被膜中游離并繁殖［32］，而導(dǎo)致耐藥菌大量生長(zhǎng)。因此，產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶和外膜通透性蛋白的改變是PA對(duì)碳青霉烯類抗生素耐藥的重要原因。

3 小結(jié)

PA為醫(yī)院感染的重要病原菌，其分布廣，耐藥情況嚴(yán)重且機(jī)制復(fù)雜，常引起局部和全身多種感染，并且其對(duì)抗菌藥物的高耐藥性仍是我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題［33］。因此，加強(qiáng)對(duì)PA的監(jiān)測(cè)，依據(jù)藥敏監(jiān)測(cè)結(jié)果，優(yōu)化選擇抗菌藥物，合理選擇抗生素等對(duì)多重耐藥PA的防治尤為重要。目前，碳青霉烯類抗生素仍然是治療多重耐藥菌所致院內(nèi)感染的首選藥，但作為β-內(nèi)酰胺酶的強(qiáng)誘導(dǎo)劑，不宜常規(guī)作為重癥患者預(yù)防性用藥，以緩解亞胺培南對(duì)PA耐藥的壓力，有助于更好地發(fā)揮碳青霉烯類藥物抗菌活性強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。此外，還要采取有效措施，控制耐藥細(xì)菌在醫(yī)院內(nèi)傳播和暴發(fā)流行，嚴(yán)格無(wú)菌操作規(guī)程和消毒隔離措施，加強(qiáng)醫(yī)護(hù)人員的手衛(wèi)生及醫(yī)院環(huán)境衛(wèi)生管理，防止耐藥菌的交叉感染。

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