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【转贴】流感嗜血杆菌的耐药性及其耐药机制  

2012-01-17 14:40:03|  分类: 网络资源 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者:朱妍艳,华春珍,俞惠民

【关键词】  流感嗜血杆菌;耐药性;耐药机制

目前世界范围的细菌耐药性是近几年医学科学领域中研究的热点问题。流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae, Hi)是小儿呼吸道感染的常见致病菌,对临床常用抗生素的耐药性呈上升趋势,引起了医学界普遍关注。继β内酰胺酶阴性耐氨苄西林Hi(BLNAR)发现之后,世界各地又陆续报道了多重耐药菌株的出现。本文就流感嗜血杆菌的耐药现状及其对常用抗生素的耐药机制作一综述。

  1  流感嗜血杆菌的一般情况
      
  Hi分型研究的常用方法有生物型、血清型和荚膜型等多种,其中荚膜型/血清型对Hi致病性研究和菌苗研制意义重大。根据该菌细胞壁外荚膜多糖的有无,可将Hi分为有荚膜的可分型和无荚膜的不可分型两类,前者再可根据其荚膜多糖抗原的不同,分为a、b、c、d、e、f 六个血清型。

  研究表明不同年代、不同地区Hi血清型存在较大地区差异。用直接原位聚合酶链反应(ISPCR)杂交法,20世纪50~60年代Hib的检出率是14.3%,80年代至2002年Hib的检出率是20.5%[1]。陈民钧等[2]用Hib型抗原乳胶凝集试验对北京、上海和广州地区的菌株进行研究,发现三个地区Hib分别占1.8%、32.3%和6.5%。之后报道北京2000年Hib检出率是13.7%[3],上海2003年是19%[4]。华春珍等[5]对247株Hi血清分型研究中不可分型菌株占61.9 %,可分型菌株占38.1%,其中可分型菌株中以d型为主,构成比达90.4%,b型仅1.1 %。
      
  在国外,孟加拉国化脓性脑膜炎由Hi引起的占35%,这其中有97.1%为Hib感染[6]。意大利学者报道了1997~1998年分离的Hi菌株中b型占91.2%,f型占0.9%,不可分型占7.9%[7],1998~1999年分离的Hi菌株均为Hib,2000~2001年在对7例病人标本进行追踪检测,其中有5株为e型[8]。波兰学者从感染的下呼吸道分泌物中分离的Hi菌株中b型占40.3%,e型占38.9%,f型占16.7%,d型占4.1%[9]。
      
  Hi作为流感时继发感染的常见细菌,在我国尤其是儿童呼吸系统感染中占重要地位。不同型的菌株引起的疾病种类和感染宿主年龄不尽相同,其中b型致病力最强,对儿童常常危及生命。Hib可引起严重感染,但近些年来由于Hib疫苗的推广使用,Hib感染率逐渐下降,而其它型及无荚膜型Hi感染日益增多。在美国,非b型菌株发病率有上升趋势,在成人慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者及中耳炎患儿中的检出率越来越高[10]。荚膜作为本菌的主要毒力因子,是产生致病性的主要原因。有荚膜株常引起肺炎、败血症等侵袭性感染,而无荚膜株是引起儿童中耳炎和呼吸道感染的重要病原并且也可引起侵袭性感染,这与正常人呼吸道寄居者中绝大多数是无荚膜型相关联。

  2  流感嗜血杆菌对抗生素的耐药现状

  2.1  Hi对β内酰胺类的耐药性

  2.1.1  青霉素类 

  以氨苄西林为代表,氨苄西林在70年代作为治疗该菌感染的首选药,自1972年在欧洲首次发现Hi对氨苄西林耐药后,世界各地相继报道了其耐药性,呈现出明显的地区差别。我国国内各地报道不一,在4.8%~40.2%之间[11],如Hi对氨苄西林耐药率北京地区为14.3%[12],上海为13.6%[4],杭州为14.2%[5]。SENTRY抗生素检测项目研究中氨苄西林耐药率亚太地区是16.2%,美国是31.5%,加拿大是27.0%,拉丁美洲是12.5%,欧洲是11.8%[13]。Tarnargo等[14]对古巴1990~2002年938株Hi的耐药性研究显示Hi对氨苄西林的耐药呈上升趋势,为40.7%~54.8%。

  2.1.2  头孢菌素类及其它β内酰胺类 

  北京俞桑洁等[12]对2000~2004年临床分离的521株Hi耐药性监测结果显示:该菌对阿莫西林/克拉维酸、头孢曲松和头孢呋辛非常敏感,对头孢克洛不敏感率由2%增加到14.3%;上海张泓等[4]对2000~2002年分离的Hi药敏检测显示:该菌对头孢唑林、头孢克洛和头孢噻肟的耐药率分别为16.1%、7.7%和4.0%;杭州华春珍等[5]对233株Hi药敏试验显示:该菌对头孢克洛、头孢噻肟、头孢曲松、亚胺培南的敏感率分别高达98.7%、99.6%、99.6%、99.6%,所有菌株均对阿莫西林/克拉维酸敏感。

  2.2  Hi对大环内酯类、四环素类、喹诺酮类等抗生素的耐药性
       
  北京地区Hi对四环素、磺胺甲基异口恶唑甲氧苄啶、氯霉素的敏感性分别在55%~79%、22.9%~46.1%、82.4%~93.3%[12];上海地区Hi对环丙沙星、复方新诺明、氯霉素和阿奇霉素的耐药率分别为0.9%、59.6%、5.9%和0.8%[4];杭州地区Hi对利福平、克拉霉素和氯霉素的敏感率分别为98.7%、91.0%、90.6%,对氧氟沙星敏感,对甲氧苄啶磺胺甲基异口恶唑的耐药率最高达45.9%[5]。
      
  在国外,SENTRY抗生素检测项目[13]研究显示,Hi对氯霉素、四环素、复方新诺明耐药率美国分别为0.4%、0.7%、14.6%;拉丁美洲分别为1.7%、1.5%、30.8%;欧洲分别为1.6%、2.6%、17.8%;亚太地区分别为2.6%、2.6%、13.9%。在古巴Hi对常用抗生素的耐药率较高,1999~2002年期间耐药呈上升趋势,对氯霉素、四环素、复方新诺明耐药率分别为40.1%~51.6%、23%~45.2%、45.4%~58.1%[14]。

  3  流感嗜血杆菌的耐药机制
      
  Hi对抗生素的耐药机制可分6个方面:第一类为产酶机制即菌株产生质粒介导的β内酰胺酶;第二类为不产酶机制,由青霉素结合蛋白(PBPs)改变和外膜蛋白(OMP)通透性下降引起的耐药;第三类为氯霉素乙酰转移酶的产生和外膜渗透性的降低;第四类为获得外源性DNA编码产生四环素耐药或产生具有核蛋白保护作用的蛋白质;第五类为二氢还原酶的产生;第六类为编码DNA解旋酶和拓扑异构酶IV上的A亚单位的gyrA和parC基因的变异。

  3.1  Hi对氨苄西林的耐药机制
      
  Hi对氨苄西林耐药的主要机制是菌株产生质粒介导的β内酰胺酶,PBPs改变和OMP通透性下降引起的耐药较为少见[15]。

  3.1.1  Hi的产酶耐药机制 

  Hi产生的β内酰胺酶主要是由质粒介导的TEM1型酶,其次为ROB1型酶。对于编码TEM1酶的耐药基因主要位于质粒pBR322上或转座子A上,而编码ROB1酶的耐药基因位于4.4 kb的pROB质粒上。有关研究发现Hi耐氨苄西林的机制,尤其是b型菌株,90%产生TEM1酶,只有8%产生ROB1酶,没有同时产生两种酶的菌株存在。在近几年的研究中,对头孢克洛耐药的产酶菌株中ROB1占66.7%,TEM1占33.3%,并且研究中ROB1型Hi对头孢呋辛、头孢噻肟、头孢克肟和亚胺培南的敏感性与TEM相似[16]。虽然ROB1底物构象与TEM1非常类似,但其pH值为8.1使它具有能够更快速地水解氨苄西林和更慢地水解头孢噻啶类抗生素,而且更易被邻氯西林抑制的特点。

  3.1.2  Hi的不产酶耐药机制 

  β内酰胺酶阴性的耐药菌株(βlactamasenegative and ampicillinresistance, BLNAR)在1980年首次被报道,其耐药机制主要是由于菌株细胞壁上一种或多种青霉素结合蛋白发生改变,引起青霉素结合蛋白与靶位亲和力的降低,其次是由于外膜蛋白改变导致耐药[17]。PBPs的本质是细菌细胞膜的膜蛋白,通过短链的羧基或氨基疏水性末端连接于细菌细胞膜的表面,含量约占细胞膜干重的1%,相对分子质量一般在(20~120)×103。PBPs作为参与细菌细胞壁肽聚糖生物合成的酶,有催化肽聚糖聚合(转糖基作用)和交联(转肽作用)的活性及在肽聚糖生物合成的末端反应、形态维持和糖肽结构调整等方面具有重要功能,因此它的结构功能是细菌保持正常形态及功能的必需条件。1981年第一次报道了氨苄西林敏感的Hi的PBPs,根据相对分子质量的大小,可将PBPs分为两类:一类是低分子质量的PBPs,具有转肽酶和(或)水解酶活性;另一类是高分子质量的PBPs,在某些细菌具有转糖基酶活性。研究发现PBPs可分成1、2、3、4、5、6 等,同时根据不同基因编码的相对分子质量情况,又将其分为多个亚种,如1a、1b、2a、2b等。Hi OMP通透性下降所致的耐药性并非是由于任何染色体的突变或是耐药质粒的获得,往往是对抗菌药物特异性较差,因此具有了多重耐药性。Arbing等[18]用X线衍射晶体分析Hi OMP的结构,认为Hi对抗生素的耐药性与特异性OMP P2的氨基酸序列的改变有关。此研究从电生理变化与抗生素敏感性关系角度出发,通过了对离子通道选择性,电压门控及单离子通道传导等指标的检测,来观察OMP对MIC的影响,认为其中单离子通道传导性的降低直接影响了Hi对抗生素的敏感性。

 3.2  Hi对氯霉素、四环素、复方新诺明、氟喹诺酮的耐药机制
      
  Hi对氯霉素的耐药多见于氯霉素乙酰转移酶(CAT)的产生,而Jane等证实还与外膜渗透性的降低有关。对四环素的耐药主要为获得外源性DNA编码产生四环素或产生具有核蛋白保护作用的蛋白质,也可能与前些年常用该药有关。对复方新诺明的耐药主要是由染色体介导的二氢叶酸还原酶的过量产生。Jone等[19]认为染色体编码的floh基因突变引起对甲氧苄啶的耐药性,对磺胺类的耐药性是由染色体编码在SulA类似物中的基因突变,而Enne等[20]认为,对磺胺类的耐药机制有别于以前,在英国和肯尼亚Hi对磺胺类的耐药主要是由于SU12基因介导和变型的flop基因介导。对氟喹诺酮的耐药主要是编码DNA解旋酶和拓扑异构酶IV上的A亚单位的gyrA和parC基因的变异[21]。

  3.3  Hi多重耐药产生的机制
      
  目前,越来越多的研究发现多重耐药Hi的存在,这是临床治疗中最棘手的问题。不同的耐药基因可以整合在同一转座子或质粒上进行传播引起Hi多重耐药,而β内酰胺酶中由染色体介导的广谱β内酰胺酶也有可能引起多重耐药。相关报道认为可能是Hi的一种接合性质粒可以同时编码产生β内酰胺酶和乙酰转移酶,从而决定了氨苄西林及氯霉素的双重耐药性。

  4  结束语
      
  抗生素的广泛应用是细菌耐药性形成和耐药程度增加的重要原因,因此,合理慎用抗生素仍是减慢耐药菌株快速增长的好方法。当Hi逐步地被我们认识的时候,深入了解其耐药情况和耐药机制对指导临床用药是非常有意义的。

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