臨床常見革蘭陰性菌異質性耐藥研究進展

張菲陽，周英順

西南醫科大學基礎醫學院 病原生物學教研室病原生物學技術平臺（瀘州 646000）

革蘭陰性菌是引起社區及醫院獲得性感染的重要病原菌。近年來，由于抗生素長期不合理應用，該類細菌對包括β-內酰胺類、氨基糖苷類、粘菌素在內的多種抗生素均產生耐藥性且耐藥率逐年增高并出現流行趨勢[1]。除了對抗生素耐藥外，革蘭陰性菌對多種抗生素也出現異質性耐藥現象。早在1947年研究人員就在流感嗜血桿菌觀察到異質性耐藥現象，從那之后越來越多的細菌被報道對多種不同抗生素異質性耐藥[2]。異質性耐藥廣泛存在于多種細菌對不同抗菌藥物的反應中，革蘭陰性菌中異質性耐藥現象主要在銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌、鮑曼不動桿菌、大腸桿菌等細菌中被發現。自異質性耐藥現象被發現以來，異質性耐藥機制的研究已經成為臨床微生物工作者關注的熱點。為了全面了解革蘭陰性菌的異質性耐藥流行狀況并進一步探究異質性耐藥現象背后的隱藏機制，現將主要的革蘭陰性菌異質性耐藥研究進展進行綜述。

1 常見革蘭陰性菌異質性耐藥

1.1 粘菌素異質性耐藥

目前發現存在粘菌素異質性耐藥現象的腸桿菌科細菌主要是肺炎克雷伯菌和陰溝腸桿菌[3-4]。此外也有研究報道在傷寒沙門菌、大腸桿菌中也存在粘菌素異質性耐藥現象[5]。研究發現粘菌素異質性耐藥的肺炎克雷伯菌中異質性耐藥機制包括以下方面：（1）粘菌素耐藥亞群出現小菌落變異且生物膜形成能力增強[6]。（2）粘菌素耐藥亞群中粘菌素耐藥相關基因mgrB、雙組份調節系統基因phoP[7]、phoQ、lpxM、yciM[8]、PmrAB[9-10]等出現突變。此外研究人員發現在陰溝腸桿菌中粘菌素異質性耐藥機制與細菌對宿主抗菌溶解酶交叉耐藥相關[11]。其他研究也證明了陰溝腸桿菌可通過L-Ara4N 摻入脂質A，對脂質A 進行修飾并進一步導致粘菌素異質性耐藥[3]。最近的一項研究也發現陰溝腸桿菌中一個新鑒定出的基因ecr編碼的小分子跨膜蛋白可以調節粘菌素異質性耐藥[12]。盡管粘菌素異質性耐藥的臨床意義目前仍然存在很大爭議，近年來越來越多的動物實驗證明細菌種群中存在的少數耐藥亞群可導致抗生素治療失敗，且可能與疾病的治療失敗有關[13-14]。

1.2 碳青霉烯異質性耐藥

碳青霉烯異質性耐藥的腸桿菌科細菌主要見于肺炎克雷伯菌和大腸桿菌。此外也有研究報道碳青霉烯異質性耐藥現象也存在于陰溝腸桿菌[15]、產氣腸桿菌中[16]，但研究人員未對異質性耐藥機制進行深入探究。目前國內外已經報道了產VIM 酶、KPC酶及OXA 酶的碳青霉烯異質性耐藥的肺炎克雷伯菌[17-18]。此外研究人員已經證明了碳青霉烯異質性耐藥機制與耐藥亞群中blaVIM和blaKPC基因表達水平增加及編碼OmpK36外膜蛋白基因突變或缺失相關[18-19]。與肺炎克雷伯菌不同，對碳青霉烯異質性耐藥的大腸桿菌的研究主要局限于流行情況及危險因素等方面。如超廣譜β-內酰胺酶（Extended-spectrum β-lactamase，ESBLs）的產生被認為是厄他培南及亞胺培南異質性耐藥的共同獨立危險因素[20]。這提示我們ESBLs的產生可能是碳青霉烯異質性耐藥的另一重要機制。

1.3 β-內酰胺類抗生素異質性耐藥

β-內酰胺類抗生素異質性耐藥主要在大腸桿菌中被報道。2014年，研究人員發現向大腸桿菌敏感菌株中導入pUA66-bla CTX-M-14 重組質粒能夠構建頭孢曲松異質性耐藥模型。研究人員還發現隨著抗生素濃度增加細菌種群中生長緩慢、頭孢菌素水解酶表達水平增加的亞群的比例逐漸增高。這說明異質性耐藥是細菌在抗生素作用下降低生長速率的結果而不是抗生素選擇的結果[21]。近年來研究人員也發現了哌拉西林-他唑巴坦異質性耐藥的大腸桿菌[22]。然而研究人員并未對其異質性耐藥機制進行深入探究。此外，有文獻報道了頭孢吡肟異質性耐藥大腸桿菌的流行病學特點及危險因素[23]。這篇報道顯示了頭孢吡肟異質性耐藥大腸桿菌的獨立危險因素包括：頭孢菌素用藥史、產ESBLs、腸外營養。

1.4 四環素類異質性耐藥

四環素類異質性耐藥的腸桿菌科細菌包括肺炎克雷伯菌、陰溝腸桿菌、傷寒沙門菌。目前發現的四環素類異質性耐藥的腸桿菌科細菌并不多見，相應的研究也比較少。2017 年，Chen Yi 等[24]發 現AcrAB-Tolc 和OqxAB 外排泵過度表達導致傷寒沙門菌對替加環素異質性耐藥。近年來，Hang Liu 等[25]發現外排泵基因acrAB、oqxAB 及轉錄調控因子soxS、ramA的表達水平增加導致陰溝腸桿菌對替加環素異質性耐藥。此外研究人員也發現OqxAB 和MacAB外排泵的過表達以及轉錄調節因子RamA可能參與了肺炎克雷伯菌對eravacycline（一種新型的氟四環素類抗生素）的耐藥和異質性耐藥[26]。上述研究提示我們四環素類異質性耐藥的機制可能與耐藥亞群中外排泵相關基因表達水平增加或活性增強有關。

1.5 磷霉素異質性耐藥

目前關于磷霉素異質性耐藥的腸桿菌科細菌的報道主要見于大腸桿菌、肺炎克雷伯菌及陰溝腸桿菌。2017年，Ballestero-Téllez M等[27]發現提高細菌的初始接種量能夠增加磷霉素異質性耐藥的大腸桿菌及肺炎克雷伯菌的檢出效率。隨后Abbott Iain J 等[28]發現肺炎克雷伯菌及大腸桿菌對磷霉素的反應存在差異，異質性耐藥亞群的存在導致磷霉素不能完全殺滅大腸桿菌。研究人員也在陰溝腸桿菌中發現了磷霉素異質性耐藥現象[29]。他們在磷霉素暴露前檢測到了高水平耐藥亞群并認為紙片擴散實驗能更好的預測異質性耐藥。然而這些報道并未深入探究異質性耐藥機制。隨后，Campos Ana Carolina C 等[30]調查了巴西某醫院磷霉素異質性耐藥大腸桿菌的流行情況。發現磷霉素異質性耐藥大腸桿菌流行率較高。機制研究發現耐藥亞群中轉運調控基因突變導致磷霉素攝取系統缺陷及磷霉素耐藥基因murA 過度表達是引起異質性耐藥的原因。在近期一項研究中，Lucas AE等[31]發現磷霉素異質性耐藥的大腸桿菌中耐藥亞群的uhpT基因（編碼磷霉素轉運蛋白介導磷霉素轉運入細菌體內）缺失導致大腸桿菌對磷霉素異質性耐藥，見圖1。

圖1 常見革蘭陰性菌的異質性耐藥情況

2 結語及展望

異質性耐藥現象廣泛存在于多種細菌對多種抗生素的反應中。異質性耐藥機制十分復雜，不同種屬細菌對同種抗生素異質性耐藥機制各不相同，即使是同種細菌對同種抗生素異質性耐藥機制也不盡相同。目前仍然需要進一步研究異質性耐藥機制。異質性耐藥的檢測方法在不同實驗室中也存在著巨大差異，缺乏統一評估異質性耐藥的標準。目前常用的異質性耐藥表型篩查實驗包括K-B 紙片擴散實驗、E-test等。但這些方法耗時較長、重復性較差且對異質性耐藥菌株的檢測結果往往不可靠。不能及時、準確的向臨床提供用藥指導。菌譜分析（Population analysis profile，PAP）實驗是評估異質性耐藥的金標準，但因其耗時、繁瑣，很少應用于臨床或僅用于確定特定的臨床病例。若不能及時檢測出異質性耐藥菌株，在抗菌藥物的選擇壓力下，異質性耐藥將最終進展至完全耐藥，導致臨床抗感染治療失敗。

目前還沒有關于治療異質性耐藥菌株感染的規范用藥方案。除了提高異質性耐藥菌株的檢出率、加強對異質性耐藥菌株性的認識外臨床還應該規范合理應用抗生素。同時還應防止異質性耐藥菌株的傳播?？偠灾?，異質性耐藥已經對臨床抗感染治療造成了巨大的威脅。臨床工作者應當加強對異質性耐藥的認識，深入探究異質性耐藥機制。