多重耐药菌中金属内酰胺酶的研究进展

多重耐药菌中金属内酰胺酶的研究进展

近年来，临床抗生素的使用不断增加，抗生素不适合使用的现象日益严重。由抗生素选择性压力引起的临床抗菌植物数量继续增加。对头孢菌素类、氨基糖苷类、喹诺酮类等常用抗菌药物多重耐药,甚至对包括亚胺培南或美罗培南在内的碳青霉烯类药物耐药的多重耐药菌不断出现,给临床治疗带来极大困难细菌的耐药机制非常复杂,主要包括产生多种β内酰胺酶、氨基糖苷类药物修饰酶、外膜蛋白的丢失或膜孔蛋白的缺损、青霉素结合蛋白的改变和外排泵机制等,其中以产生β内酰胺酶为主要机制一、其他金属酶基因编码根据基因序列的差异,金属酶主要可分为3个亚类:B1、B2、B3。其中B1、B3的活性位点含有2个锌离子,B2只含有1个,导致B2的作用底物范围相对狭小。在每个亚类中各含有数个不同类型的金属酶,而其中许多金属酶又具有多种等位基因型别。他们往往能水解除单环以外的所有β内酰胺类抗生素,如青霉素类,头孢菌素类和碳青霉烯类抗生素等。编码金属酶的基因包括菌株染色体自身携带基因(自身携带金属酶)和通过水平转移获得基因(获得性金属酶)2种。目前大部分从临床菌株分离到的酶为获得性金属酶,如IMP、VIM、SIM、GIM、SPM、NDM等,它们均属于B1亚类,主要在铜绿假单胞菌、不动杆菌属和肠杆菌科细菌中检出,可通过整合子或质粒介导进行水平传播,其中VIM、IMP和NDM已在我国、亚洲其他国家和欧洲等多个国家和地区检出,并出现多起医院感染的暴发流行报道。除了获得性金属酶之外,B1亚类酶还包括BcⅡ酶和CcrA酶等多种自身携带金属酶。B2亚类和B1亚类酶只有11%的相似度,这一类中包括由不同种气单胞菌属产生的酶(如CphA酶、Sfh-I酶等)。B3亚类金属酶和其他类的酶相比只有9个保守的残基,包括嗜L1酶、BJP-1酶、FEZ-1酶和获得性金属酶AIM-1等二、世界范围内假单胞菌的检出情况(一)IMP型金属酶IMP是首个在革兰阴性杆菌中检出的获得性金属酶,目前至少已有30个IMP亚型在24个国家(地区)的26种重要革兰阴性杆菌中检出IMP型金属酶多见于亚洲国家(地区),特别是日本。1991年日本学者首次从铜绿假单胞菌中发现IMP-1在我国主要检出的是IMP-4、IMP-8和IMP-9。Chu等意大利等10余个欧洲国家曾报道检出IMP,并发现一些新的亚型。意大利是首个报道检出获得性金属酶(IMP-2)的欧洲国家,也是IMP播散最广的欧洲国家之一,IMP-12和IMP-13均首次在意大利检出虽然南美国家临床分离菌株对碳青霉烯类耐药率很高,但金属酶的检出却相对较少。IMP-15和IMP-18曾在墨西哥不同来源的不同临床菌株中检出,并曾出现同时携带IMP-15和VIM-2的铜绿假单胞菌(二)VIM型金属酶VIM型金属酶是目前对碳青霉烯类抗生素水解活性最强的金属酶,铜绿假单胞菌是VIM最重要的携带者。目前至少已有27个IMP亚型在40多个国家(地区)的23种重要革兰阴性杆菌中检出,以欧洲和韩国最为流行。大多数blaVIM-2是首个发现的VIM型金属酶,继1996年在法国检出之后,立刻在假单胞菌属、肠杆菌科和不动杆菌属细菌中快速传播,并成为全世界范围播散最广泛的VIM型金属酶韩国诸多耐药性监测结果显示,VIM-2检出比例最高,而VIM-6的检出也不断增加,2004年韩国某医院出现一起产VIM-6铜绿假单胞菌导致的流行事件希腊、意大利、法国等欧洲国家是VIM的流行区。1999年意大利学者在铜绿假单胞菌中首次发现VIM-1美洲、非洲等多个国家(地区)也出现过VIM所致的感染流行事件报道,如美国和南非的VIM-2流行(三)NDM型金属酶2009年,Yong等2010年,Kumarasamy等2009年10月,我国香港检测到携带bla尽管发现时间不长,NDM-1已在英国、俄罗斯、法国、德国等大部分欧洲国家检出,以英国检出最多,并开始出现社区获得性NDM-1阳性肺炎克雷伯菌随着NDM-1在世界范围内的快速传播,其带来的医院感染流行报道也不断出现。目前已在印度、意大利、加拿大、英国、美国和哥伦比亚等国家出现至少6起流行,主要病原体为肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌或2种细菌同时出现,其中在英国某医院肾病科发生的一起NDM-1克雷伯菌所致泌尿系感染流行可能与内镜摄像头污染和不完善消毒措施有关(四)SIM型金属酶SIM是一种较为少见的金属酶。2005年韩国学者Lee等2011年Zhou等(五)SPM-12002年Toleman等2010年Salabi等(六)DIM-12009年,荷兰学者从1株施氏假单胞菌中分离到一种新的金属酶DIM-1。该酶与其他金属酶同源性较低,与最接近的GIM-1也只有52%同源性,与IMP只有45%同源性。DIM-1存在于一个I类整合子上,这个整合子上还有另外2个耐药基因主要表达对氨基糖苷类抗生素和消毒剂的耐药性,该整合子镶嵌在一个70kb大小的质粒上,可以通过质粒转移(七)GIM-12002年有学者研究来自德国某医院的5株多重耐药铜绿假单胞菌,发现一个新的耐药基因,该基因存在于一个6kb的I类整合子In77上,被定义为GIM-1型金属酶。GIM-1含有250个氨基酸,与IMP、VIM、SPM-1的同源性分别为39%~43%、28%~31%、28%。GIM-1存在于一个22kb的非转移性质粒上,GIM-1的播散性相对于其他金属酶较小,也解释了为什么该型金属酶只在德国的几个城市传播流行(八)AIM-12007年Yong等2012年Yong等(九)KHM-12008年Sekiguchi等(十)TMB-12012年EISalabi等(十一)FIM-12013年Pollini等三、细菌围却更为广泛多种耐药机制在细菌耐药中共同发挥作用,尽管目前金属酶与其他3类β内酰胺酶相比,种类和数量都较少,但其耐药范围却更为广泛,危害更大整合子-基因盒系统、基因转座元件及相应载体