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摘要：铜绿假单胞菌又称绿脓杆菌，是最常见的假单胞菌属，也是院内感染的主要机会致病菌之一。可引起多种疾病，常见于烧伤、术后恢复、肺部感染性疾病的病人。铜绿假单胞菌对多种抗生素天然耐药，易出现多重耐药菌株，耐药机制复杂，是治疗临床感染的一大难题。本文旨在阐述该菌的耐药机制及相关研究进展，寻找治疗思路。
关键词：铜绿假单胞菌；耐药机制；治疗策略
本文引用格式：邢婉琳,杨佳伟,王重振.铜绿假单胞菌的耐药机制和感染治疗新策略[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(59):38-39.
0引言
院内感染又称医院获得性感染，是指病人在住院期间发生的感染，绝大多数的为细菌所致。铜绿假单胞菌为院内感染的主要条件致病菌之一，是一种革兰阴性杆菌，具有黏附素、绿脓素、内毒素、外毒素、多糖荚膜等多种毒力因子。近年来，由于抗生素在临床治疗中的广泛使用，铜绿假单胞菌对多种抗菌药物也有了较强的耐药性，多重耐药菌的比例也呈增长趋势，使得临床铜绿假单胞菌感染的治疗难度大幅增加。本文旨在阐明铜绿假单胞菌的耐药机制，寻找应对铜绿假单胞菌耐药性的有效方法。
1铜绿假单胞菌耐药机制研究进展
铜绿假单胞菌的耐药机制大体可概括为五种：（1）细菌产生降低抗生素活性的酶；（2）外膜通透性的下降；（3）激活外排；（4）作用靶位的改变；（5）生物膜的形成。
1.1细菌产生降低抗生素活性的酶
氨基糖苷类抗生素是临床治疗革兰阴性菌感染的重要药物，其作用机制为特异性结合16SrRNA的氨酰基位点并干扰蛋白质合成[19]。2003年，来自日本的抗氨基糖苷类铜绿假单胞菌临床分离株中发现16SrRNA甲基化酶。含此酶的菌株可对包括庆大霉素、妥布霉素在内的4,6-二取代的脱氧前列腺素有高度抗性。随后在革兰氏阴性菌中又发现了其他16SrRNA甲基化酶，其中在来自巴西的铜绿假单胞菌中发现RmtD，可产生金属-β-内酰胺酶SPM-1，因此该菌株对碳青霉烯类及氨基糖苷类具有高度耐药性[12-13,30]。
β-内酰胺酶是细菌产生的可水解β-内酰胺环抗生素的酶，该酶的产生是细菌对β-内酰胺类抗菌药物耐药的主要机制。铜绿假单胞菌可产生多种β-内酰胺酶，包括PSE-1（CARB-2），PSE-4（CARB-1），CARB-3和CARB-4[7]。AmpC酶是由铜绿假单胞菌和肠杆菌科细菌产生的一种β-内酰胺酶，而研究表明克拉维酸在临床相关浓度下可诱导铜绿假单胞菌中AmpC的表达，因此在临床治疗中应避免克拉维酸的使用[17]。
对产ESBL的铜绿假单胞菌的病毒抑制因子的产生进行分析发现毒素的分泌与β-内酰胺酶的产生有很强的相关性，携带ESBL的细菌比不携带ESBL的细菌致病性及耐药性更强。因此，铜绿假单胞菌的抗性可能与抗菌活性酶、色素表达及毒力基因的表达有关[28]。巴基斯坦某研究室对102株医院采集的铜绿假单胞菌进行检测，最终发现两种与抗菌活性酶相关的耐药基因：CTX-M-15和OXA-10[29]。
1.2外膜通透性的下降
一般细菌的细胞外膜上含有允许小分子蛋白通过的孔蛋白，其中一些可允许抗生素通过，包括OprC、OprD、OprE、OprF、OprG和OprH等[5]。此类孔蛋白的缺失或突变可使抗生素无法通过外膜而导致细菌耐药性发生改变。研究发现铜绿假单胞菌的特异性外膜孔蛋白OprD2可允许碳青霉烯类抗生素通过，是目前所知的铜绿假单胞菌唯一的对抗菌药物有通透性的孔蛋白。OprD2编码基因可发生多点突变、缺失突变、插入突变导致OprD2蛋白发生结构变化或缺失，OprD2的突变或缺失可导致抗生素不能通过细胞外膜，明显降低铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素的敏感性[25]。吴婷婷等人在36株异质性耐药菌株中检出了6株外膜孔蛋白OprD2缺失的菌株，另有研究也显示OprD2编码基因的缺失或插入导致菌株对亚胺培南耐药[4]。徐伟红等也证明了OprD2缺失的铜绿假单胞菌对亚胺培南、头孢他啶、头孢吡肟高度耐药[6]。OprD基因编码OprD2蛋白，当编码基因序列变化时可能导致OprD2孔蛋白表达减少或缺失，进而使细菌外膜通透性改变，从而阻止碳青霉烯进入细菌，临床则表现出碳青霉烯类耐药[9]。
1.3激活外排
研究证明，铜绿假单胞菌的细胞膜上还存在药物外排系统，也是铜绿假单胞菌产生耐药性的重要机制。现在已经报道的外排系统主要有七种：MexABOprM，MexCD-OprJ，MexEF-OprN，MexXY-OprM，MexJK-OprM，MexGHI-OpmD和MexVW-OprM。国外某实验室对100株临床分离株进行检测，其中耐药株中有66株显示有mexB和mexY外排基因的过表达[5,16]。有人对PA耐药株进行检测，发现多种外排泵的过度表达，其中最多表达的为MexXY。随后测试了两种MexAB-OpeM泵表达的调控因子：MexR和NalD。MexR中最常见的突变是126V→E[26]。MexXY外排泵可通过外排胞内药物介导铜绿假单胞菌耐药，研究证明核糖体靶位药物可诱导MexXY高表达，外排氨基糖苷类、大环内酯类等抗菌药物[18]。
1.4作用靶位的改变
抗生素作用靶位的改变也是PA耐药性改变的重要机制。氟喹诺酮类常用于治疗PA引起的感染，其中经常使用的为环丙沙星和左氧氟沙星。研究表明，铜绿假单胞菌对氟喹诺酮的耐药性主要由拓扑异构酶Ⅱ（gyrA）和拓扑异构酶Ⅳ（parC）决定，所以gyrA和parC的突变是革兰阴性菌对氟喹诺酮类耐药的主要机制[21]。在对铜绿假单胞菌和大肠杆菌的ampG基因的研究中发现青霉素结合蛋白的改变可引起对β-内酰胺类耐药[14,31]。
1.5生物膜的形成
生物被膜是指附着于有生命或无生命物体表面被细菌胞外大分子包裹的有组织的细菌群体。生物被膜对抗生素的抗性很强，生物膜包裹的铜绿假单胞菌可耐受的MIC浓度比浮游细菌高1000~2000倍[22]。生物被膜可以提升细菌对恶劣环境的耐受性，EPS基质也可通过限制药物的扩散保护细菌免受抗微生物剂的侵害。生物膜的形成可分为三个阶段：附着、成熟和分散。研究发现，生物被膜包裹的铜绿假单胞菌群附着于留置装置是铜绿假单胞菌易出现于呼吸系统疾病且易产生耐药性的重要原因之一，常见于慢性病患者。对其感染的细菌进行检测发现菌株多生长缓慢，在生长过程中出现生物膜，对外界环境及抗菌药物的耐受性均高于浮游细菌，大大增加了治疗难度[15,20,23]。生物被膜的耐药机制主要有以下几点：⑴屏障保护作用；⑵膜内不同位置的细菌生长状态不同，抗菌药物难以一次杀灭；⑶藻酸盐减弱中性粒细胞功能，帮助细菌逃避免疫系统的攻击；⑷细菌有足够时间开启耐药基因，针对抗菌药物的水解酶含量高于浮游细菌[1]。
2铜绿假单胞菌感染的治疗新策略
目前临床治疗抗铜绿假单胞菌感染最主要的手段仍旧是各类抗菌药物，首选药物为β内酰胺类药物，其中最常使用的为哌拉西林/他唑巴坦、头孢吡肟等，针对铜绿假单胞菌呼吸道感染的患者雾化吸入氨曲南治疗效果较好；多粘菌素类药物有快速的杀菌能力且耐药性低，目前也是临床比较有效的治疗药物；喹诺酮类药物如环丙沙星及左氧氟沙星适用于铜绿假单胞菌感染的囊性纤维化患者。而氨基糖苷类药物耐药率高，其中庆大霉素又具有明显的肾毒性，因此不做常规使用。为提高治疗效果，多使用联合用药，但联合用药会增大药物毒性、增加二次感染机率，存在明显弊端[2]。为了解决铜绿假单胞菌感染的问题，近年来不断寻找新的治疗方法，如寻找有效的外排泵抑制剂克服细菌对药物的外排，目前已发现PAβN、CCCP、NMP等多种有效抑制剂，有研究证明地麻素同样有可能成为新的外排泵抑制剂[27]。铜绿假单胞菌的生长代谢十分依赖于铁，故有研究开发HemO抑制剂，旨在通过抑制铜绿假单胞菌获取铁的关键酶-血凝素达到抑制铜绿假单胞菌生长的目的[32]。此外也有多种研究证明某些植物的提取物可与抗菌药物产生协同作用，比如玉米丝提取物与氨基糖苷类抗生素在杀灭铜绿假单胞菌等革兰阴性菌时有显著协同作用[10]。针对于β内酰胺类抗生素，有实验室通过晶体学分析等方法证明双环硼酸酯有成为新一代SBL和MBL广谱抑制剂的潜质[8]。噬菌体治疗和纳米技术作为抗微生物感染的补充疗法也越来越受到人们的关注，噬菌体可杀灭细菌且有其明确的抑菌谱，不会伤害其他细菌及生物细胞，在发生作用后可随宿主菌死亡，不会在体内有残留，理论上是治疗耐药菌的理想方案，但仍有裂解谱窄、技术不够成熟等局限性。布鲁塞尔军队医院对噬菌体治疗请求做出统计，根据统计结果可证明噬菌体治疗技术仍无法取代抗菌药物成为临床主流治疗方案[3,13]。Roe等人发现覆盖有银纳米粒子的塑料导管可明显抑制铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等革兰阴性菌的定植及生物膜形成，对预防临床导管插入操作引起的细菌感染有重要意义[24]。
3展望
铜绿假单胞菌长期以来作为院内感染最常见的机会性致病菌，对多种抗菌药物具有较强耐药性使多重耐药菌也呈增长趋势。PA对抗菌药物耐药性的增强给临床治疗带来了很大挑战。因此，人们对铜绿假单胞菌复杂的耐药机制进行了广泛的研究，并取得了一定成果。近年来，深入研究铜绿假单胞菌的耐药基因和耐药机制，寻找有效的治疗方法，将外排泵抑制剂、纳米技术等治疗构想转化为可操作的实际方案对于控制院内感染、治疗临床感染病人均具有重要意义。
参考文献
[1]郭孝兰,李永伟.铜绿假单胞菌耐药机制与生物被膜相关性研究进展[J].广东.新发传染病电子杂志,2017,2(03):188-191.
[2]金淑娟,刘泉波.铜绿假单胞菌感染的抗菌药物治疗研究进展[J].重庆.儿科药学杂志,2018,24(01):54-57.
[3]唐陶,陈冰冰,龙航宇,等.噬菌体对细菌感染的治疗作用及应用研究[J].北京.中国兽医杂志,2018,54(03):50-53.
[4]吴婷婷,芮志莲,徐敏,等.铜绿假单胞菌亚胺培南异质性耐药的机制[J].江苏.江苏大学学报(医学版),2018,28(04):297-301.
[5]吴伟清,李国明.铜绿假单胞菌耐药机制的研究进展[J].北京.医学综述,2012,18(22):3812-3815.
[6]徐伟红,徐斌,姚怡婷,等.铜绿假单胞菌产AmpCβ-内酰胺酶及外膜孔蛋白OprD_2基因缺失分析[J].北京.检验医学,2016,31(04):309-313.
[7]Bonomo.R.A,Szabo.D.Mechanisms of Multidrug Resistance in Acinetobacter Species and Pseudomonas aeruginosa[J].U.S.Clinical Infectious Diseases，2006,43(Supplement_2):S49-S56.
[8]Cahill.S.T,Tyrrell.J.M,et al.Studies on the inhibition of AmpC and other beta-lactamases by cyclic boronates[J].Elsevier Science Bv.Biochimica et biophysica acta-general subjects，2019,1863(4):742-748.
[9]Cai.S,Chen.Y,et al.Study on the resistance mechanism via outer membrane protein OprD2 and metalβ-lactamase expression in the cell wall of Pseudomonas aeruginosa[J].Athens.Experimental and therapeutic medicine，2016,12(5):2869-2872.
[10]Carvalho.A.B.L,Cruz.C.A,et al.Chemical Profile,Antibacterial Activity and Antibiotic-Modulating Effect of the Hexanic Zea Mays L.Silk Extract(Poaceae)[J].Basel.Antibiotics(Basel,Switzerland)，2019,8(1).
[11]Doi.Y,et al.Coproduction of novel 16S rRNA methylase RmtD and metallo-beta-lactamase SPM-1 in a panresistant Pseudomonas aeruginosa isolate from Brazil[J].Washingdon.Antimicrobial Agents And Chemotherapy，2007,51(3):852-856.
[12]Doi.Y,Arakawa.Y.16S ribosomal RNA methylation:emerging resistance mechanism against aminoglycosides[J].U.SClinical infectious diseases:an official publication of the Infectious Diseases Society of America，2007,45(1):88-94.
[13]Djebara.S,Maussen.C,et al.Processing Phage Therapy Requests in a Brussels Military Hospital:Lessons Identified[J].Basel.Viruses，2019,11(3).
[14]Feng X,Shi X,et al.Mutations in gyrB play an important role in ciprofloxacin-resistant Pseudomonas aeruginosa[J].Infect and Drug Resist，2019,12(undefined):261-272.
[15]Gellatly.S.L.Pseudomonas aeruginosa:new insights into pathogenesis and host defenses[J].England.Pathogens and Disease，2013,67(3):159-173.
[16]Goli.H.R.Contribution of mexAB-oprM and mexXY(-oprA)efflux operons in antibiotic resistance of clinical Pseudomonas aeruginosa isolates in Tabriz,Iran[J].New York.Infection,genetics and evolution:journal of molecular epidemiology and evolutionary genetics in infectious diseases，2016,45:75-82.
[17]Lister.PD,et al.Clavulanate induces expression of the Pseudomonas aeruginosa AmpC cephalosporinase at physiologically relevant concentrations and antagonizes the antibacterial activity of ticarcillin[J].Washington.Antimicrobial agents and chemotherapy.1999,43(4):882-889.
[18]Lau.C.H.MexY-promoted aminoglycoside resistance in Pseudomonas aeruginosa:involvement of a putative proximal binding pocket in aminoglycoside recognition[J].Washington.MBio，2014,5(2):e01068.
[19]Magnet.S,Blanchard JS.Molecular insights into aminoglycoside action and resistance[J].U.S.Chemicalreviews，2005,105(2):477-498.
[20]Mulcahy.L,Isabella.V.Pseudomonas aeruginosa biofilms in disease[J].New York.Microbial Ecology，2014,68(1):1-12.
[21]Nguyen.K.V,D.V.Le.D.V,et al.Mutations in the gyrA,parC,and mexR genes provide functional insights into the fluoroquinolone-resistant Pseudomonas aeruginosa isolated in Vietnam[J].Infect and Drug Resist，2018,11:275-282.
[22]Nishimura.S.Antimicrobial susceptibility of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis biofilms isolated from infected total hip arthroplasty cases[J].Tokyo.Journal of orthopaedic science:official journal of the Japanese Orthopaedic Association，2006,11(1):46-50.
[23]Rasmussen.T.B.Quorum-sensing inhibitors as anti-pathogenic drugs[J].Jena.International journal of medical microbiology，2006,296(2-3):149-161.
[24]Roe.D,et al.Antimicrobial surface functionalization of plastic catheters by silver nanoparticles[J].London.The Journal of Antimicrobial Chemotherapy，2008,61(4):869-876.
[25]Shen J,Pan Y.Role of the Outer Membrane Protein OprD2 in Carbapenem-Resistance Mechanisms of Pseudomonas aeruginosa[J].San Francisco.PloS One，2015,10(10):e0139995.
[26]Singh.M.MexXY efflux pump overexpression and aminoglycoside resistance in cystic fibrosis isolates of Pseudomonas aeruginosa from chronic infections[J].Ottawa.Canadian journal of microbiology，2017,63(12):929-938.
[27]Siriyong.T,et al.Conessine as a novel inhibitor of multidrug efflux pump systems in Pseudomonas aeruginosa[J].Lodon.BMC complementary and alternative medicine，2017,17(1):405.
[28]Ullah.W,et al.Beta-lactamase-producing Pseudomonas aeruginosa:Phenotypic characteristics and molecular identification of virulence genes[J].China.Journal Of The Chinese Medical Association，2017,80(3):173-177.
[29]Ullah.W,et al.CTX-M-15 and OXA-10 beta lactamases in multi drug resistant Pseudomonas aeruginosa:First report from Pakistan[J].London.Microbial Pathogenesis，2017,105:240-244.
[30]Yokoyama.K,et al.Acquisition of 16S rRNA methylase gene in Pseudomonas aeruginosa[J].England.Lancet，2003,362(9399):1888-1893.
[31]Zhang Y,et al.ampG gene of Pseudomonas aeruginosa and its role in beta-lactamase expression[J].Washington.Antimicrobial Agents And Chemotherapy，2010,54(11):4772-4779.
[32]Zhao.J,Liang.D,et al.The effects of novel heme oxygenase inhibitors on the growth of Pseudomonas aeruginosa[J].Lodon.Microbial Pathogensis，2019,129:64-67.
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