多重耐藥菌中金屬內(nèi)酰胺酶的研究進(jìn)展

多重耐藥菌中金屬內(nèi)酰胺酶的研究進(jìn)展

近年來(lái)，臨床抗生素的使用不斷增加，抗生素不適合使用的現(xiàn)象日益嚴(yán)重。由抗生素選擇性壓力引起的臨床抗菌植物數(shù)量繼續(xù)增加。對(duì)頭孢菌素類、氨基糖苷類、喹諾酮類等常用抗菌藥物多重耐藥,甚至對(duì)包括亞胺培南或美羅培南在內(nèi)的碳青霉烯類藥物耐藥的多重耐藥菌不斷出現(xiàn),給臨床治療帶來(lái)極大困難細(xì)菌的耐藥機(jī)制非常復(fù)雜,主要包括產(chǎn)生多種β內(nèi)酰胺酶、氨基糖苷類藥物修飾酶、外膜蛋白的丟失或膜孔蛋白的缺損、青霉素結(jié)合蛋白的改變和外排泵機(jī)制等,其中以產(chǎn)生β內(nèi)酰胺酶為主要機(jī)制一、其他金屬酶基因編碼根據(jù)基因序列的差異,金屬酶主要可分為3個(gè)亞類:B1、B2、B3。其中B1、B3的活性位點(diǎn)含有2個(gè)鋅離子,B2只含有1個(gè),導(dǎo)致B2的作用底物范圍相對(duì)狹小。在每個(gè)亞類中各含有數(shù)個(gè)不同類型的金屬酶,而其中許多金屬酶又具有多種等位基因型別。他們往往能水解除單環(huán)以外的所有β內(nèi)酰胺類抗生素,如青霉素類,頭孢菌素類和碳青霉烯類抗生素等。編碼金屬酶的基因包括菌株染色體自身攜帶基因(自身攜帶金屬酶)和通過(guò)水平轉(zhuǎn)移獲得基因(獲得性金屬酶)2種。目前大部分從臨床菌株分離到的酶為獲得性金屬酶,如IMP、VIM、SIM、GIM、SPM、NDM等,它們均屬于B1亞類,主要在銅綠假單胞菌、不動(dòng)桿菌屬和腸桿菌科細(xì)菌中檢出,可通過(guò)整合子或質(zhì)粒介導(dǎo)進(jìn)行水平傳播,其中VIM、IMP和NDM已在我國(guó)、亞洲其他國(guó)家和歐洲等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)檢出,并出現(xiàn)多起醫(yī)院感染的暴發(fā)流行報(bào)道。除了獲得性金屬酶之外,B1亞類酶還包括BcⅡ酶和CcrA酶等多種自身攜帶金屬酶。B2亞類和B1亞類酶只有11%的相似度,這一類中包括由不同種氣單胞菌屬產(chǎn)生的酶(如CphA酶、Sfh-I酶等)。B3亞類金屬酶和其他類的酶相比只有9個(gè)保守的殘基,包括嗜L1酶、BJP-1酶、FEZ-1酶和獲得性金屬酶AIM-1等二、世界范圍內(nèi)假單胞菌的檢出情況(一)IMP型金屬酶IMP是首個(gè)在革蘭陰性桿菌中檢出的獲得性金屬酶,目前至少已有30個(gè)IMP亞型在24個(gè)國(guó)家(地區(qū))的26種重要革蘭陰性桿菌中檢出IMP型金屬酶多見(jiàn)于亞洲國(guó)家(地區(qū)),特別是日本。1991年日本學(xué)者首次從銅綠假單胞菌中發(fā)現(xiàn)IMP-1在我國(guó)主要檢出的是IMP-4、IMP-8和IMP-9。Chu等意大利等10余個(gè)歐洲國(guó)家曾報(bào)道檢出IMP,并發(fā)現(xiàn)一些新的亞型。意大利是首個(gè)報(bào)道檢出獲得性金屬酶(IMP-2)的歐洲國(guó)家,也是IMP播散最廣的歐洲國(guó)家之一,IMP-12和IMP-13均首次在意大利檢出雖然南美國(guó)家臨床分離菌株對(duì)碳青霉烯類耐藥率很高,但金屬酶的檢出卻相對(duì)較少。IMP-15和IMP-18曾在墨西哥不同來(lái)源的不同臨床菌株中檢出,并曾出現(xiàn)同時(shí)攜帶IMP-15和VIM-2的銅綠假單胞菌(二)VIM型金屬酶VIM型金屬酶是目前對(duì)碳青霉烯類抗生素水解活性最強(qiáng)的金屬酶,銅綠假單胞菌是VIM最重要的攜帶者。目前至少已有27個(gè)IMP亞型在40多個(gè)國(guó)家(地區(qū))的23種重要革蘭陰性桿菌中檢出,以歐洲和韓國(guó)最為流行。大多數(shù)blaVIM-2是首個(gè)發(fā)現(xiàn)的VIM型金屬酶,繼1996年在法國(guó)檢出之后,立刻在假單胞菌屬、腸桿菌科和不動(dòng)桿菌屬細(xì)菌中快速傳播,并成為全世界范圍播散最廣泛的VIM型金屬酶韓國(guó)諸多耐藥性監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,VIM-2檢出比例最高,而VIM-6的檢出也不斷增加,2004年韓國(guó)某醫(yī)院出現(xiàn)一起產(chǎn)VIM-6銅綠假單胞菌導(dǎo)致的流行事件希臘、意大利、法國(guó)等歐洲國(guó)家是VIM的流行區(qū)。1999年意大利學(xué)者在銅綠假單胞菌中首次發(fā)現(xiàn)VIM-1美洲、非洲等多個(gè)國(guó)家(地區(qū))也出現(xiàn)過(guò)VIM所致的感染流行事件報(bào)道,如美國(guó)和南非的VIM-2流行(三)NDM型金屬酶2009年,Yong等2010年,Kumarasamy等2009年10月,我國(guó)香港檢測(cè)到攜帶bla盡管發(fā)現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng),NDM-1已在英國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、德國(guó)等大部分歐洲國(guó)家檢出,以英國(guó)檢出最多,并開(kāi)始出現(xiàn)社區(qū)獲得性NDM-1陽(yáng)性肺炎克雷伯菌隨著NDM-1在世界范圍內(nèi)的快速傳播,其帶來(lái)的醫(yī)院感染流行報(bào)道也不斷出現(xiàn)。目前已在印度、意大利、加拿大、英國(guó)、美國(guó)和哥倫比亞等國(guó)家出現(xiàn)至少6起流行,主要病原體為肺炎克雷伯菌、大腸埃希菌或2種細(xì)菌同時(shí)出現(xiàn),其中在英國(guó)某醫(yī)院腎病科發(fā)生的一起NDM-1克雷伯菌所致泌尿系感染流行可能與內(nèi)鏡攝像頭污染和不完善消毒措施有關(guān)(四)SIM型金屬酶SIM是一種較為少見(jiàn)的金屬酶。2005年韓國(guó)學(xué)者Lee等2011年Zhou等(五)SPM-12002年Toleman等2010年Salabi等(六)DIM-12009年,荷蘭學(xué)者從1株施氏假單胞菌中分離到一種新的金屬酶DIM-1。該酶與其他金屬酶同源性較低,與最接近的GIM-1也只有52%同源性,與IMP只有45%同源性。DIM-1存在于一個(gè)I類整合子上,這個(gè)整合子上還有另外2個(gè)耐藥基因主要表達(dá)對(duì)氨基糖苷類抗生素和消毒劑的耐藥性,該整合子鑲嵌在一個(gè)70kb大小的質(zhì)粒上,可以通過(guò)質(zhì)粒轉(zhuǎn)移(七)GIM-12002年有學(xué)者研究來(lái)自德國(guó)某醫(yī)院的5株多重耐藥銅綠假單胞菌,發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的耐藥基因,該基因存在于一個(gè)6kb的I類整合子In77上,被定義為GIM-1型金屬酶。GIM-1含有250個(gè)氨基酸,與IMP、VIM、SPM-1的同源性分別為39%~43%、28%~31%、28%。GIM-1存在于一個(gè)22kb的非轉(zhuǎn)移性質(zhì)粒上,GIM-1的播散性相對(duì)于其他金屬酶較小,也解釋了為什么該型金屬酶只在德國(guó)的幾個(gè)城市傳播流行(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P(guān)ollini等三、細(xì)菌圍卻更為廣泛多種耐藥機(jī)制在細(xì)菌耐藥中共同發(fā)揮作用,盡管目前金屬酶與其他3類β內(nèi)酰胺酶相比,種類和數(shù)量都較少,但其耐藥范圍卻更為廣泛,危害更大整合子-基因盒系統(tǒng)、基因轉(zhuǎn)座元件及相應(yīng)載體