大肠埃希菌耐药机制研究进展

现代实用医学2019年3月第31卷第3期•421•
•讲座与综述•大肠埃希菌耐药机制研究进展
袁佳慧，蔡培泉，糜祖煌
doi:10.3969/j.issn,1671-0800.2019.03.066
【中图分类号】R378.2+1 【文献标志码】C【文章编号】1671-0800(2019)03-0421-03
大肠埃希菌是医院内常见的条件致 病菌，容易造成部分免疫力低下患者形 成腹腔感染、尿道炎及血流感染等。

近 年来，随着抗菌药物的使用日益增多，大 肠埃希菌的耐药性也在逐年上升。

2014 年CHINET耐药性监测网检测结果表 明:2005—2014年间临床分离大肠埃希 菌的数量增长十分明显，且其对很多常 见抗菌药物的耐药性也在逐年升高。

其 中2014年显示:大肠埃希菌对氨苄西林 的耐药率最高，达86%;哌拉西林其次,为71.6%;对头孢唑林、头孢呋辛的耐药 率均高于60%;而对临床上一些高档抗 菌药物如亚胺培南、美罗培南等,耐药率 较低，低于8%[1]。

因此，研究大肠埃希菌 的耐药机制从而指导临床上抗菌药物的 合理使用就显得十分关键，现本文将近 年来大肠埃希菌对于P-内酰胺类、氨基 糖苷类及喹诺酮类药物的耐药机制的研 究进展综述如下。

1P-内酿胺类耐药机制
1.1产P-内酰胺酶这是对P-内酰胺药 物耐药最主要的抗菌机制，细菌产生的P"内酰胺酶可以水解P-内酸胺类药物。

目前对于P-内酰胺酶最常采用的两种分类 方法M，一种是基于酶分子的氨基酸序 列，可以将其分为Ambler A、B、C、D 4 种类型。

其中A、C、D三类都是利用1个活跃的丝氨酸位点，形成一个酰基酶
以水解底物;而B类则凭借至少1个二 价锌离子以促进底物的水解。

而另一种
分类方式是Bush等在1995年提出的，根据底物和抑制剂分为三类：1类是不
作者单位：214023江苏省无锡，南京 医科大学附属无锡市人民医院(袁佳慧、蔡培 泉);无锡市克隆遗传技术研究所(糜祖煌）通信作者：蔡培泉,Email:cpq6868@ 被克拉维酸钾抑制的头孢菌素酶
(AmpC酶);2类包括能够被P-内酰胺酶
抑制剂特定的活性位点所抑制的青霉素
酶以及广谱P-内酰胺酶;3类是可以水解
青霉素类、头孢类、碳青霉烯类的金属P-
内酰胺酶，此类酶基本上不会被抑制剂
所抑制[3]。

目前临床上大肠埃希菌耐药
最主要的是产生超广谱P-内酰胺酶(ES-
BLs)、头孢菌素酶(AmpC酶)及碳青霉
稀类金属酶3种。

1.1.1 E S B L s是通过质粒传播的，可
以水解P-内酰胺环的丝氨酸蛋白酶。

有
数据统计在我国2005—2014年大肠埃
希菌株中ESBLs的检出率在51.7%〜
55.8% [4]。

且产ESBLs菌株除对亚胺培
南及阿米卡星等在外的十余种抗生素的
耐药率均高于非产ESBLs菌株[5]。

而在
临床上的不同国家、不同医院内检出的
ESCLs分别有各种不同的类型，可将其
分为TEM型、SHV型和非TEM非SHV
型三类，非TEM非SHV型是携带了除
前两种类型以外的基因型，其中报道率
最髙的CTX-M型^细菌可能携带上
述一种或多种耐药基因，体现了其耐药
性的复杂性及多样性。

同时ESBLs质
粒也可通过整合、转导等不同的方式进
行同种细菌或一种细菌间的传播，或者
与其他耐药酶的基因相融合，造成多重
耐药菌的产生。

罗燕萍等[8在2006年的
研究发现产ESBLs的菌株分别对头孢
噻肟、头孢他啶及头孢曲松等有耐药性，
但并未检出其对亚胺培南耐药，同时对
阿米卡星的耐药性也很小(<20%)。

黄
素玲[»在2017年的研究同样指出，产ES-
BLs的菌株对常用的青霉素类如氨苄西
林，头孢菌素类如头孢唑林、头孢呋辛及
头孢曲松等药物的耐药率均非常高（>
90%);而对酶抑制剂、三代以上头孢如
头孢哌酮-舒巴坦,碳青霉稀类如厄他培
南、亚胺培南及美罗培南等抗菌药物的
耐药率呈现一定的上升趋势。

这与近年
来临床上使用高级抗菌药物的增多有
关，应当引起重视。

1.1.2 AmpC酶即头孢菌素酶，该酶
水解头孢类药物的能力要超于水解青霉
素类药物，亦可被携带ESBLs的菌株所
同时携带。

该酶亦是经由质粒介导的，
因此与ESBLs同样具有很强的复杂性
和传播性。

目前临床上检测出的经质粒
介导的AmpC酶主要六群:分别是CIT、
DHA、MOX、EBC、FOX、ACC,发现了
180多种基因型、10余个家族。

近年在
欧洲、保加利亚等多项研究表示，AmpC
酶染色体基因可发生突变，改变CMY等
基因型，从而影响细菌的耐药能力[1°_11]。

同样的，有研究表明，有一小部分细菌可
以产生变异：染色体上C型P-内酰胺酶
基因高度表达，这种变异使得在一段时
间以后,该细菌不能正常产生AmpC酶，
而是产生了 TEM型或者是SH V型的
ESBLs;因此，这种由质粒介导的AmpC
型P内赚酶能够耐7-a-甲基-头孢菌素，
例如头孢西丁、头孢替坦，并且不被抑制
酶所抑制，同时可以造成细菌外部膜孔
蛋白的减少，从而造成对碳青霉稀类药
物的耐药[12]。

1_1_3碳青霉烯酶所有能够水解包括
亚胺培南、美罗培南在内的所有碳青霉
烯类抗菌药物的一类P-内酰胺酶被称为
碳青霉稀酶。

目前临床上发现的碳青霉
稀酶包括三类：分别是Ambler A类、
Ambler B类和 Ambler D类。

Ambler A
类和Ambler D类均为丝氨酸蛋白酶，其
中最常见的，Ambler A类为K PC型,
Ambler D 类为 OXA-48 型。

Ambler B
类则是依靠锌离子水解P-内酰胺类抗菌
药物,因此又称金属P-内酰胺酶,该类酶
可被EDTA 抑制剂抑制而不被克拉维酸
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Modem Practical Medicine, March 2019, Vol.31, No. 3
抑制，Ambler B类临床上最常见的是IMP、VIM、NDM型。

IMP、VIM型在世
界各处均有流行，尤其是欧亚地区 NDM型国内报道不多且多为散发，未呈
现明显流行现象。

张芳芳等[14]在上海瑞
金医院进行的研究发现,4株产NDM-1酶的肠杆菌科细菌，这4种细菌间均可 发生基因的转接融合，且在大肠埃希菌 中的结合能力大于肺炎克雷伯菌，提示 细菌耐药性易在各菌种间形成传播。

此 外NDM-5是一种与NDM-1仅有2个 氨基酸的差别的B类酶，最近研究显示 NDM-5比NDM-1型对碳青霉稀类药物 及广谱P-内酰胺类抗菌素具有更高的耐 药性[15_16]。

转座子、整合子、质粒等可移 动元件的遗传和突变在碳青霉烯酶的基 因传播中起到了重要的作用，其中大肠 埃希菌中marR基因的突变可能会导致 其对碳青霉稀类耐药[17]。

1.2膜孔变异膜孔蛋白的变异可以降低细菌对膜外药物的摄取，从而影响 药物的作用。

大肠埃希菌对P-内酰胺类 耐药主要与 Omp C、Omp F、Pho E、Lam B、蛋白K这几类膜孔蛋白有关。

该菌 的膜孔蛋白变异亦可与其高产ESBLs或 AmpC酶产生协同作用，从而进一步增 强细菌的耐药性[18]。

1.3青霉素结合蛋白（PBPs)变异除上述机制以外，大肠埃希菌还可通过PBPs的变异，从而干扰不同药物选择性 结合不同种类的PBPs的过程，进而表现 出耐药性，这也是其对P-内酰胺类耐药 的主要机制之一。

目前已经发现的大肠 埃希菌具有的PBPs共8种，研究表明，主要是PBP5的突变导致大肠埃希菌耐 药的现象，PBP5具有一个含大约100个 氨基酸的末端，可以维持蛋白质的稳定 性，若切除该末端，蛋白易被蛋白酶水 解，从而影响青霉素与细胞的结合M。

2氨基糖苷类耐药机制
临床上对氨基糖苷类耐药主要的机
制包括以下3种：产生氨基糖苷类修饰
酶(AMEs);产生16S rRNA甲基化酶，进而修饰药物产生作用的IE位；细菌对 药物的外排作用增强等。

2.1 AMEs的产生细菌产生AMEs是临床上对氨基糖苷类耐药最主要的机
制，该酶经由质粒和染色体编码,可作用
于特定的位点使得抗菌药羟基化或氨基
化，从而使药物发生钝化，不能与核糖体
紧密结合，使之不能进行加速药物摄入
的能力依赖阶段II，从而丧失药物的抗
菌作用。

临床上主要包括aac(3)- I、aac
(3)-II、aac(6’)-I ad、aac(6’)-I b、aac
(6，)-II、ant(3, ’)-I、ant(2, ’)-I 等类
型。

研究显示，细菌耐氨基糖苷类药物
与其中A M Es的基因表达类型明显相
关，奈替米星作为第三代氨基糖苷类药
物，对细菌具有相对稳定性，但aac⑶-II
基因的第232位、251位、580位及612
位4个位点的点突变也可能导致奈替米
星耐药性的增强[M。

22 16Sd?NA甲基化酶的产生I6S1RNA
甲基化酶可作用于细菌核糖体的30S小
亚基的A位点上,使得其中的一个或多
个酰基甲基化，使抗菌素不能与其相应
的作用耙位结合，从而失去抗菌作用。

目前已被发现并鉴定的16SrRNA甲基
化酶基因包括以下10种:rm tA、rm tB、
rmt C、rmt D、imt E、rmt F、imt G、rmt H、
arm A和npmAB U。

我国研究报道，在耐
氨基糖苷类大肠埃希菌菌株中检测出
16S rRNA甲基化酶的基因型阳性率最
高的主要是rmtA和rmtB基因两种[22气
16SrRNA甲基化酶和AMEs均为可移
动遗传元件介导，二者在基因序列上常
与P-内酸胺酶基因相邻，常共存于同一
可移动基因元件中。

2.3细菌对药物的外排作用增强大
脎埃希菌内携带的相关基因在药物的长
期作用下产生过量表达这些基因编
码的外排泵蛋白，主要包括MexY、
AmrB及AcrD等转运蛋白。

3喹诺酮类耐药机制
3.1细菌基因的点突变喹诺酮类药
物对细菌的主要作用机制，对大肠埃希
菌来说，主要是抑制DNA解旋酶，同时
也抑制DNA拓扑异构酶IV,但拓扑异
构酶IV仅起辅助作用，从而抑制细菌进
行DNA复制。

而经染色体介导，大肠埃
希菌编码DNA解旋酶和拓扑异构酶IV
基因的主要靶位的一个或多个点突变,
则可以引起细菌对喹诺酮类药物的敏感
性有着不同程度的下降。

3.2低水平耐药的主要机制目前我
国临床上发现的PM QR基因主要包括
qnr基因、AAC(6’）-Ib-cr基因及 qepAB
基因等[气qnr基因编码的蛋白可结合喹
诺酮类在细菌上的作用位点，从而降低对
细菌的敏感性;AAC(6’)-Ib-cr基因可编
码乙酰转移酶,该酶可修饰药物结构，阻
止其进行乙酰化，从而降低药物的活性；
qepAB基因则可作为细菌的外排栗，降低
药物在细菌内的浓度，从而减轻药物的作
用。

上述基因引起的均为对喹诺酮类的
低水平耐药但最新研究显示存在上
述两种及多种耐药基因共存于同一细菌
中的现象，而由质粒介导的喹诺酮耐药基
因的数量与耐药的种类数量呈正相关B7]。

大肠埃希菌的耐药机制多种多样，
这就要在以后的临床和研究中注意调整
治疗方案，必要时可使用全基因组测定
以进一步明确病原菌的耐药机制，指导
临床上更加合理、准确使用抗菌药物，从
而努力消除耐药菌株的产生和传播。

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(本文编辑:孙海儿)
睡眠剥夺治疗抑郁症的最新研究
曾龙快，胡珍玉，梅職，赵袁志，禹海航
1671-0800(2019)03-0423-03
doi :10.3969/j .issn ,1671-0800.2019.03.067 【中图分类号】R 749.4【文献标志码】抑郁症是一种常见的精神疾病，其特 点有情绪低落、兴趣减退及疲乏感等，常 伴有睡眠障碍[1]。

其自杀死亡的概率约是 普通人群的20倍®,是慢性疾病负担第二
基金项目：宁波市重大专项(生命健康
科技创新团队)项目（2015C
110026)
作者单位：315201宁波，宁波大学医 学院(曾龙快);宁波市康宁医院(胡珍玉、梅 曦、赵袁志、禹海航);宁波市睡眠医学重点实 验室(胡珍玉、梅曦、禹海航）
通信作者：胡珍玉,Email : hzy 866卯952
@163
.com
C
【文章编号】位的精神疾病ra。

抑郁症药物治疗需要2 〜4周才显示疗效[1]，自伤、自杀等风险依 然严峻；因此，快速缓解抑郁症患者的病 情是很重要的。

睡眠剥夺具有起效快、安 全性好及成本低等优点，本文就睡眠剥夺 治疗抑郁症有关研究作简要阐述。

1睡眠剥夺与抑郁症
1.1睡眠剥夺的方式主要有完全睡 眠剥夺(
TSD )、部分睡眠剥夺(PSD )及选
择性睡眠剥夺(SSD )。

TSD 是指在整个 睡眠过程中受试者保持清醒状态；PSD
是指减少某段睡眠过程，总睡眠时间也 相应减少，一般分为上半夜睡眠剥夺和 下半夜睡眠剥夺；SSD 是指对受试者进
行干扰，使其减少一个或多个睡眠时相， 不影响睡眠总时长和其他睡眠时相，可
分为选择性快波睡眠剥夺和选择性慢波 睡眠剥夺[4]。

临床应用较多的是完全睡
眠剥夺和部分睡眠剥夺，尤其是下半夜
部分睡眠剥夺；选择性睡眠剥夺主要用
于科学研究，探索睡眠剥夺的作用机制。

1.2睡眠剥夺治疗抑郁症的疗效一 次睡眠剥夺治疗抑郁症的有效率40%〜。