耐碳青霉烯肠杆菌目细菌（CRE）感染的现状和未来（1）
BRICS
编译：金晔／审核：陈云波
1.CRE的耐药机制
肠杆菌目对碳青霉烯类抗生素产生耐药性的主要机制有以下三种：酶的产生、外排泵和孔蛋白突变。其中，酶的产生是CRE主要的耐药机制。革兰阴性菌通常通过产生 ß-内酰胺水解酶而产生耐药性。最初，这些酶使青霉素失活，然而，随着在临床感染治疗中引入了越来越多不同类型的抗生素，这些酶作用的范围扩大了。因此，出现了头孢菌素酶、超广谱ß-内酰胺酶（ESBLs）、金属-β-内酰胺酶 (MBLs) 和其他碳青霉烯酶。通常，CRE分为两种（图一）：产碳青霉烯酶的CRE（CP-CRE）和不产碳青霉烯酶的CRE（non-CP-CRE）。
图一：CRE中不同耐药机制的分类
（浅灰色：Ambler A 级，白色：Ambler B 级，深灰色：Ambler D 级）（CRE：耐碳青霉烯肠杆菌；CP：产碳青霉烯酶；KPC：肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶；IMI：亚胺培南水解 β-内酰胺酶；GES ：圭亚那超广谱 ß-内酰胺酶；MBLs：金属 ß-内酰胺酶；OXA：苯唑西林酶；NDM：新德里金属 ß-内酰胺酶；VIM：维罗纳整合子携带的金属 ß-内酰胺酶；IMP：耐亚胺培南碳青霉烯酶 ；SMP：圣保罗金属-β-内酰胺酶；GIM：德国亚胺培南酶；SIM：首尔亚胺培南酶；AmpC：C 型氨苄青霉素酶；ESBLs：超广谱 β-内酰胺酶）。
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1产碳青霉烯酶的 CRE（CP-CRE）
CP-CRE 可以产生多种碳青霉烯酶，根据 Ambler 分类可将其分为三组：A 类、B 类和 D 类 ß-内酰胺酶。还有第四类，Ambler C 类，但是，其临床相关性仍然未知。
A 类碳青霉烯酶是临床相关的肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶 (KPC) 。这是一种由质粒编码的酶，可主动水解碳青霉烯类，部分KPC能被克拉维酸抑制。KPC 最初是在肺炎克雷伯菌分离株中发现的，然而，产 KPC 的大肠埃希菌、产酸克雷伯菌、肠道沙门菌、弗劳地枸橼酸杆菌、产气肠杆菌、阴沟肠杆菌、奇异变形杆菌和粘质沙雷菌已陆续被发现（表1）。现如今，全球已发现 12 种bla KPC基因变异。
表一：在不同肠杆菌目细菌中检测到的碳青霉烯酶
属于A 类的另一个主要碳青霉烯酶家族是 MBL（金属 ß-内酰胺酶）。这些酶依赖于与酶活性位点中锌离子的相互作用。这些酶具有很高的水平转移潜力，而在临床上却缺乏有效的抑制剂，并且具有广泛的水解特性，会影响除单内酰胺类外的大多数 β-内酰胺类抗生素。然而，MBL 耐药性通常与多重耐药性相关，产生 MBL 的分离株通常共表达 ESBLs。在肠杆菌目中发现的最常见的 MBL分别是NDM-1、IMP和 VIM。IMP于 1990 年代首次在日本被检测到，多达 18 个类型。同样，VIM 于 1997 年在意大利维罗纳首次被发现，由 14 个种类组成。两种 MBL 均起源于铜绿假单胞菌，并转移到其他肠杆菌目细菌。事实上，这些 MBL 在携带的质粒及其作用机制方面具有相似性，因为它们都水解除单内酰胺外的所有 β-内酰胺，并且对所有 β-内酰胺抑制剂均表现为敏感。NDM-1是最近发现的 MBL。它首先在印度被分离，进而在世界范围内传播。目前，NDM 在肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌中占主导地位。研究表明，大多数含有bla NDM 的质粒还含有其他耐药基因，这些基因编码不同的 ß-内酰胺酶、喹诺酮类抗性和 16S rRNA 甲基化酶，从而赋予对氨基糖苷类的抗性。
第三组临床相关的碳青霉烯酶是 OXA-48，属于 Ambler D 类。现已鉴定出六种 OXA-48 类变体，其中OXA-48 是最普遍的。其余分别是：OXA-162、OXA-163、OXA-181、OXA-204 和 OXA-232。它们都属于 OXA-48 类，因为它们仅在 1 到 5 个氨基酸取代或缺失上有所不同。这些质粒介导的酶主要存在于肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、弗劳地枸橼酸杆菌和阴沟肠杆菌中。这些碳青霉烯酶的一个主要问题是没有现有的抑制剂对它们起作用，并且它们具有非凡的变异和扩展其活性谱的能力。这些酶在对青霉素具有高活性，而对碳青霉烯类的活性低，对广谱头孢菌素的活性中等。
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2不产生碳青霉烯酶的 CRE
除了产生碳青霉烯酶外，CRE还有其他非特异性耐药机制。例如其他 ß-内酰胺酶的产生、孔蛋白丢失和外排泵的过度表达。这些机制通常互补或与碳青霉烯酶的产生相关联。虽然碳青霉烯酶专门针对碳青霉烯类和其他 β-内酰胺类抗生素，但外排泵的表达或孔蛋白的变化与多重耐药性有关。所有三种替代机制都旨在阻止抗生素向细菌渗透。
首先，肠杆菌目可以产生不同类型的 ß-内酰胺酶，例如 AmpC 型 ß-内酰胺酶。这些酶不会降解碳青霉烯类，但它们会与碳青霉烯类分子形成键合，质粒编码的 AmpC CMY-2 在世界范围内的大肠埃希菌和其他肠杆菌中经常发现，导致对碳青霉烯类药物的耐药性。
其次，耐药结节分裂（RND）外排泵是肠杆菌目多重耐药的主要机制。在不同的外排系统中，AcrAB-TolC RND 系统是最常见的。这种 RND 外排泵与 CusABC 外排复合体一起属于大肠埃希菌。类似地，空肠弯曲杆菌通过 CmeABC 复合物的表达表现出多重耐药性。这些耐药基因可以很容易地通过质粒从一种微生物传播到另一种微生物。
孔蛋白合成的改变也有助于阻止碳青霉烯类进入细菌。这些改变已在产 AmpC 和碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌中有所描述，这表明孔蛋白表达的变化在多重耐药菌表现出的 β-内酰胺耐药性中起关键作用。研究表明，其孔蛋白发生突变或表达受到调节的菌株通常没有进入社区环境的潜力，但可能会在医院内局部增殖。