大肠埃希菌耐药性及耐药机制的研究进展
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2009年7月1日
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[中图分类号]R446.5
[文献标识码]A
[文章编号]1005-0019(2009)7-0190-02
大肠埃希菌(E.coli)通称大肠杆菌,为革兰阴性杆菌,是所有哺乳动物大肠中的正常寄生菌,一方面能合成维生素B及K供机体吸收利用。另一方面能抑制腐败菌及病原菌和真菌的过度增殖。但当它们离开肠道的寄生部位,进入到机体其他部位时,能引起感染发病。有些菌型有致病性,引起肠道或尿路感染性疾患。
1大肠埃希菌的耐药性研究
近两年临床分离的大肠埃希菌耐药监测资料报道出以下耐药性变迁趋势:首先大肠埃希菌对β-内酰胺类抗生素的耐药性呈逐年持续增高。大肠埃希菌对广谱青霉素类的氨苄西林、哌拉西林的耐药率目前已达65.6%～83.6%。头孢菌素类由于抗菌谱广、杀菌力强等优点,近年临床广泛使用头孢菌素类抗菌药物,使得大肠埃希菌对头孢唑啉、头孢呋辛、头孢曲松、头孢噻肟及头孢哌酮的耐药率明显上升,可超过50%,氨曲南、头孢吡肟、含酶抑制剂的复合剂对大肠埃希菌显示出良好抗菌活性。其次,大肠埃希菌对喹诺酮类耐药性高,其平均耐药率达50.0%以上,高于大多欧美国家5%～20%的报道。大肠埃希菌对氨基糖苷类中庆大霉素耐药性持续升高,超过50.0%。近年发现大肠埃希菌产ESBLs菌株相当严重,文献报道2004年为28.2%、2005年为27.3%、2006年为35.5%,平均达到303%,产ESBLs菌株对第一、二代头孢菌素(头孢唑林、头孢呋辛)、哌拉西林、氨苄西林的耐药率达到100%,第三代头孢菌素中的头孢曲松、头孢噻肟、头孢哌酮的耐药率均大于900%。产ESBLs菌株除美洛培南、亚胺培南、哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦、阿莫西林/克拉维酸、呋喃妥因、阿米卡星外,对其它抗菌药物的耐药率均显著高于非产ESBLs菌株,因为介导产ESBLs的质粒可同时携带多种抗菌药物的耐药基因,整合子的存在可导致多种耐药基因同时表达。因此,美洛培南、亚胺培南、哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦、阿莫西林/克拉维酸、呋喃妥因、阿米卡星可作为产ESBLs菌株感染的首选药物。非产ESBLs菌株中,四环素、氨苄西林、复方新诺明、哌拉西林的耐药率仍然接近或超过50.0%。非产ESBLs大肠埃希菌对头孢菌素类耐药率也逐年上升,但依然表现出较高的敏感性,提示可以作为临床上非产ESBLs菌株感染的首选药物。
2大肠埃希菌耐药机制的研究进展
[1,2]大肠埃希菌的耐药机制主要是产生β-内酰胺酶、细胞壁的改变、主动外排以及作用靶位结构的改变。随着广谱抗生素、第3代头抱菌素及件内酞胺类药物的应用使耐药菌不断产生。自耐药大肠埃希菌被报道以来,大肠埃希菌耐药株在世界各地引起了广泛感染、传播和流行,由其产生的耐药问题已成为当前全球最重要的耐药问题之一。
2.1超广谱β-内酰胺酶:产超广谱β-内酰胺酶是大肠埃希菌对β-内酰胺类抗生素耐药的主要机制,超广谱β-内酰胺酶(extended-spectrumbeta-lactamases,ESBLs)是目前研究的热点。[3,4]自1983年德国首次发现能水解此类抗生素的ESBLs(SHV-2)以来,产ESBLs菌株的流行日益严重,呈世界范围分布,且有不断增加的趋势,ESBLs菌株导致的耐药性已成为临床治疗的不容忽视的问题。根据基因同源性不同,ESBLs可分为五大类:TEM型、SHV型、CTX-M型、OXA型和其他型。到2006年1月30日为止全世界发现的ESBLs已达300多种。
TEM型ESBLs:TEM型ESBLs呈全球性分布,主要见于欧美等发达国家。大肠埃希菌ESBLs酶以TEM型最常见。[5,6]TEM型ESBLs是由广谱酶TEM-1和TEM-2的基因发生突变造成1～4个氨基酸改变而形成的一系列酶蛋白,所有TEM型ESBLs均保留有第70位上的丝氨酸残基,而各种TEM型ESBLs对底物的水解能力有所差异,若TEM型酶在第104位、第164位或第240位上发生点突变,则表现为对头孢他啶的水解能力强于头孢噻肟,若在第238位甘氨酸突变为丝氨酸,则表现为对头孢噻肟的水解能力强于头孢他啶。最近几年报道的大肠埃希菌中不同的ESBLs酶中TEM型酶仍占主要地位。
SHV型ESBLs:SHV是巯基变量(sulphydrylvariable)的简写,SHV型酶有水解头孢噻吩的巯基的作用,它是由广谱SHV-1的基因发生突变造成1～4个氨基酸改变而形成的一系列酶蛋白,其中第238位和第240位氨基酸的变化是影响酶水解能力的主要位点,第238位甘氨酸变成丝氨酸造成对头孢他啶水解能力的增强,而第240位的谷氨酰胺变成赖氨酸造成对头孢噻肟水解能力的增强。至今在大肠埃希菌中发现的SHV型有:SHV-2、-7、-8、-10、-12、-16、-24、-2a等。
CTX-M型ESBLs:这类酶对头孢噻肟的水解能力明显强于头孢他啶,因而被命名为头孢噻肟酶(cefotaximase),它们与TEM或SHV型β-内酰胺酶同源性小于40。我国为CTX-M酶的高发区,其发生率居于5类基因型发生率的首位。
OXA型ESBLs:目前发现的OXA型β-内酰胺酶有88种,其中有11种属于ESBLs。
2.2细胞壁的改变及主动外排作用
大肠埃希菌细胞壁外膜屏障作用是由一类孔蛋白所决定的,细菌的突变可以造成孔蛋白的丢失或降低其表达均会影响药物进人细菌细胞。在大肠埃希菌中最早发现的是四环素主动外排系统,由质粒编码一种细胞膜Tet蛋白,其合成受四环素诱导,能量抑制剂能增加耐药菌对四环素的摄取。大肠埃希菌对喹诺酮类药物的耐药机制主要是因为药物作用靶位的改变,而其Mar系统在对喹诺酮类药物的耐药性方面也起到不同程度的作用。临床分离的大肠埃希菌LC-1的marR突变可能是该临床株对多种抗生素耐药的原因之一。多重耐药机制为外膜对药物通透性下降和主动外排。自levy等提出外排是细菌耐药的一个基本机制后,外排机制得到了广泛而深人的研究,新的外排系统不断被发现,而且随着分子生物学技术的大量应用,更促进该研究加速,主动外排在临床重要病原菌中的重要作用不断被揭示和认同,也是目前耐药机制研究中的热点 ......
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