罗征宇，中国医学科学院北京协和医院检验科博士研究生在读，主要从事细菌真菌流行病学及耐药机制研究。
鲍曼不动杆菌属于莫拉菌科不动杆菌属，是一种主要引起医院感染的革兰阴性细菌[1]。碳青霉烯类抗菌药物具有抗菌谱广、抗菌活性强的特点，是多药耐药鲍曼不动杆菌感染的首选治疗方法，但在过去的几年里，由于碳青霉烯类抗菌药物的广泛使用，导致了碳青霉烯类抗菌药物耐药性的增加，对人类健康构成了全球性威胁和治疗挑战。在世界卫生组织公布的抗菌药物耐药细菌的全球优先名单中[2]，多种细菌被列为关键优先细菌，其中排在首位的是耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌（carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii，CRAB）。根据2021年CHINET中国细菌耐药监测报告[3]，临床分离的不动杆菌属在不发酵糖革兰阴性杆菌中数量排名第二，对亚胺培南和美罗培南的耐药率分别为65.6%和66.5%，虽然相较前几年有下降的趋势，但是其碳青霉烯类耐药问题仍不可小觑。目前对于CRAB感染，没有明确的标准评估各种治疗方案的有效性，对于常用药物间的治疗效果比较的相关研究是有限的，同时用于CRAB的联合疗法的研究临床证据仍然不完整[4]，因此CRAB的耐药机制研究是一个亟待解决的科学问题。在细菌耐药性监测的基础上，开展适当的耐药基因检测和分子分型，可提示CRAB的耐药机制以及传播规律，为防治和控制耐药菌传播提供实验室支撑。CRAB耐药性与其产生及携带不同的耐药基因密切相关。主要包括: 产碳青霉烯酶、膜孔蛋白基因缺失或表达下调、外排泵基因高表达、青霉素结合蛋白缺失或亲和力下降等。上述耐药基因可单独或共同作用，从而造成鲍曼不动杆菌对碳青霉烯类抗菌药物耐药。
一、耐药机制
1. 碳青霉烯酶：碳青霉烯酶是一类β-内酰胺酶，能水解碳青霉烯类抗生素，主要分布于β-内酰胺酶A、B、D类中[5]。根据水解机制中作用位点的不同可以分为两大类：一类是金属碳青霉烯酶，以金属锌离子为活性作用位点，可被EDTA抑制，属于B类β-内酰胺酶；另一类以丝氨酸（Ser）为作用位点，可被酶抑制剂克拉维酸和他唑巴坦所抑制，属于A、D类酶。鲍曼不动杆菌对碳青霉烯类抗菌药物最常见的耐药机制与D类和B类酶有关。此外，也有报道证明鲍曼不动杆菌中存在A类Ambler碳青霉烯酶介导的耐药性[6]。
（1）D类酶：D类酶又称苯唑西林酶（oxacillinase，OXA）。在苏格兰的一个鲍曼不动杆菌临床分离株中发现了第一个具有碳青霉烯酶活性的OXA酶是OXA-23（最初命名为ARI-1）[7]。该酶的发现命名了第一组具有对碳青霉烯类抗菌药物耐药性的OXA酶，即OXA-23样酶，是在CRAB中被检出最多的OXA酶，崔颖鹏等人[8]发现检出率超过90%，其基因可以经质粒进行传播，是造成CRAB 暴发流行的主要原因。这一组酶中除了OXA-23外，还包括OXA-27、OXA-146等。有研究发现不同的OXA-51样酶对碳青霉烯类抗菌药物具有不同程度的临床耐药或不耐药，是快速鉴定鲍曼不动杆菌的标志物，可作为鲍曼不动杆菌分子流行病学研究的工具[9]。OXA-51与OXA-23基因一样，在CRAB中检出率高达90%左右，最有可能是引起鲍曼不动杆菌耐药的主要因素[10]。除此之外，OXA-24/40样酶、OXA-58样酶、OXA-143样酶和OXA-235样酶等先后在CRAB中被发现，在其耐药的中发挥重要作用。
（2）B类酶：B类酶为金属-β-内酰胺酶，包括IMP（imipenmase）、VIM（Verona intergon-encoded metallo-β-lactamase）、SIM（Seoulimipenemase）、NDM（New Delhi metallo-β-lactamase）等。IMP是B类中发现的第一种酶，首先在1991年从日本的一株耐亚胺培南铜绿假单胞菌中分离出来[11]。其中最常见的变异株为IMP-1和IMP-4。于2008年在印度，NDM-1首次从一名由耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌引起的尿路感染患者中分离出来[12]。在2407个携带NDM-1的分离株中，鲍曼不动杆菌为240株，仅次于肺炎克雷伯菌（1527株）和大肠埃希菌/志贺菌（265株）[13]。IMP与NDM-1在我国CRAB检出率并不高，但是一项研究发现VIM的检出率可达100%[14]。
（3）A类酶：A类酶通过丝氨酸残基灭活β-内酰胺键，水解碳青霉烯类抗菌药物，包括KPC（Klebsiella pneumoniae carbapenemase）、GES（Guiana extendedspectrum）、SME（Serratiamarcescens enzyme）、IMI（imipenem-resistant）等几种酶。A类酶最早在1996年北卡罗来纳州一家医院收集的肺炎克雷伯菌分离株中发现了KPC-1[15]。波多黎各的一项横跨17家医院的研究中首次在不动杆菌中检测出KPC-2, -3, -4以及新变种KPC-10[16]。在一名巴西烧伤患者分离的CRAB中首次发现了blaKPC的确认变种，包括blaKPC-2和blaKPC-3[17]。
2. 外排泵：目前已知有5个外排泵家族与细菌耐药性增加相关：耐药结节分裂超家族（resistance nodulation division，RND）、多种药物和毒性化合物外排超家族、ATP结合盒超家族、小多重耐药超家族和主要易化子超家族[18, 19]。其中最重要的是RND家族, 主要有Ade ABC和Ade IJK外排泵。Ade ABC外排泵主要包括三个组成部分：AdeA是一种膜融合蛋白，AdeB是一种转运蛋白，负责将抗菌药物排出细胞，AdeC是一种外膜蛋白。它们以质子跨膜梯度或钠离子偶联交换作为外排动力，协同合作排出抗菌药物[20-22]。Ade ABC外排泵可作用的药物主要决定于AdeB，它可以结合的药物范围比较广泛，包括亲水或疏水、带正电或中性药物[23]。其表达量受AdeRS系统调控，若AdeRS操纵子发生点突变，则会导致Ade ABC外排泵表达增加，从而增加鲍曼不动杆菌的耐药性[24]。
3. 外膜蛋白：外膜蛋白（outer membrane proteins，OMPs），存在或镶嵌于革兰阴性菌的细胞膜表面，是外膜脂质双分子层结构上的一种特殊的通道蛋白，具有高度选择性、允许亲水小分子物质通过[25]。外膜蛋白OmpA、CarO和AbuO等是鲍曼不动杆菌耐药相关的主要外膜蛋白。OmpA蛋白是一种低渗透性、可参与调节细胞通透性的膜孔蛋白，有研究表明在缺少OmpA的突变菌株中，观察到外膜不稳定和对抗菌药物（包括青霉素和头孢菌素）的敏感性增加现象，说明OmpA参与鲍曼不动杆菌的耐药[26-28]。CarO蛋白可能与鸟氨酸和碳青霉烯类抗菌药物摄取相关，缺乏CarO蛋白原因多为插入元件破坏染色体上CarO基因的表达，常见的插入元件包括ISAba1，ISAba10，ISAba125和ISAba825等，除此之外CarO基因突变可诱导CarO发生显著的结构修饰，从而降低外膜通透性，最终引起耐药[25, 29]。值得注意的是，当β-内酰胺酶与外膜蛋白协同作用时，可以显著增加鲍曼不动杆菌对抗菌药物的耐药性。
4. 青霉素结合蛋白：青霉素结合蛋白（penicillin-binding proteins，PBPs）是一种催化肽聚糖聚合的酶，负责肽聚糖插入细胞壁，对细胞壁合成极为重要。β-内酰胺酶与PBPs结合从而抑制细胞壁的合成导致细菌死亡[30]。PBPs结构的改变、数量的增多、与抗菌药物亲和力的下降以及产生新的青霉素结合蛋白是直接导致鲍曼不动杆菌对β-内酰胺类抗菌药物产生耐药性的重要原因。Siroy等人[31]发现在临床多重耐药（multidrug resistance，MDR）鲍曼不动杆菌中PBP1b表达降低，Vashist等[32]发现在耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌中PBPs的改变。然而，也有报道指出在一株MDR鲍曼不动杆菌中PBPs表达的增加，认为可能是对亚胺培南的一种适应性反应[33]。除此之外，还有研究指出PBPs7/8可以增强鲍曼不动杆菌在体内和体外的活性[34]。
5. 整合子：整合子是细菌基因组中的DNA片段，可以捕获外源性基因，并使之转变成为细菌自身的功能性基因。若将耐药基因盒整合在一起便可形成耐药，并且形成的巨大基因座可随细菌的繁殖复制到子代DNA中[35]。整合子可以分为6类，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类整合子已报道与耐药性有明显关系。Ⅰ类整合子在多重耐药的细菌中最常见，且广泛存在于鲍曼不动杆菌临床分离株[36]。Ⅰ类整合子基因包括位于两端的5'CS和3'CS以及中间的可变序列，在抗菌药物选择性压力下，整合子不断进化，生成新的结构和耐药形式，使鲍曼不动杆菌感染更加难以治疗[37]。在中国，整合酶基因在鲍曼不动杆菌中携带率已高达69.6%[38]，体现出对其进行监测的重要性，以防获得性耐药鲍曼不动杆菌的感染暴发。
二、展望与策略
CRAB主要通过上述几种方式实现耐药。通过酶修饰抗菌药物、通过改变抗菌药物作用靶点以及通过控制抗菌药物进入细胞，这些机制的协同作用还可以导致交叉耐药和多重耐药。目前对CRAB的治疗方法较为有限，MDR分离株通常采用与β-内酰胺酶抑制剂舒巴坦或粘菌素的联合治疗，替加环素则是治疗在ICU环境中分离的MDR菌株的首选[39]。为了达到早发现、早诊断、早治疗，除了基质辅助激光解吸电离质谱分析技术外，还可以应用下一代测序技术（NGS）和全基因组测序技术（WGS），为抗菌药物达到精准治疗提供有用信息。总的来说，针对如此严峻的耐药形势，我们一定要做好规范用药，严格遵循用药原则，加强院感监控，预防耐药菌株的院内暴发，还要进一步加强耐药机制研究，加快新药研发，为CRAB的预防及治疗提供新的思路。
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