Page 135 - 《中国药房》2022年17期
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LPS)部件脂质A上的游离磷酸基团直接结合,从而破坏 CrrA/B 是一类新发现的可能与多黏菌素耐药机制
细菌外膜的稳定性,导致菌体破裂、溶解,继而发挥杀菌 有关的双组分系统,同样由感受器和调控因子组成,其
作用 [4-6] 。除上述作用机制外,目前还有很多关于多黏 所介导的多黏菌素耐药机制表现为调节CrrB基因临近
菌素杀菌机制的假说,包括影响细菌的结构、呼吸作 的 H239-3059 基因、H239-3062 基因(即 CrrC 基因,与糖
用、核糖体结合和分裂以及诱导活性氧(reactive oxygen 基转移相关)来影响LPS修饰 。Cheng等 研究发现,
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species,ROS)的产生等 。 CrrB 的氨基酸替换会降低肺炎克雷伯菌对多黏菌素的
敏感性,这是因为 CrrB 基因的突变可诱导 H239-3062
(即 CrrC)表达,而 CrrC 可通过 PmrA/B 促进 PmrC 和
PmrHFIJKLM 操纵子的表达,进而使细菌对多黏菌素
耐药。
综上,肺炎克雷伯菌对多黏菌素耐药的调控通路主
A.多黏菌素B B.多黏菌素E 要包括 PhoP/Q、PmrA/B、CrrA/B 这 3 类双组分系统,且
图1 多黏菌素B、E的化学结构式 三者之间存在密切联系(三者参与LPS结构修饰的机制
2 多黏菌素的耐药机制 见图2)。
由于多黏菌素的主要作用靶点是LPS,因此目前大
多数多黏菌素耐药机制研究主要集中在 LPS 的结构修
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饰上 。此外,荚膜多糖过表达、外排泵过表达等机制也
被证实与耐多黏菌素肺炎克雷伯菌的出现有关 [8-9] 。基
于此,本文对这几种耐药机制进行归纳介绍。
2.1 LPS的结构修饰
2.1.1 染色体介导的 LPS 结构修饰 肺炎克雷伯菌的
LPS 结构修饰主要是向脂质 A 添加 4-氨基-L-阿拉伯糖
(4-amino-4-deoxy-L-arabinose ,L-Ara4N)或磷酸乙醇胺
+:活化;-:抑制
(phosphoethanolamine ,pEtN),这 2 种修饰会导致 LPS
图2 双组分系统参与LPS修饰的机制
结构和电位发生改变,从而减少多黏菌素与肺炎克雷伯
菌的结合 [10-11] 。 2.1.2 质粒介导的LPS修饰 除上述集中由染色体介导
上述2种LPS结构修饰与PmrA/B以及PhoP/Q双组 的耐药调控基因突变外,革兰氏阴性菌还可通过质粒介
分信号转导系统激活密切相关。PmrA/B 与 PhoP/Q 均 导的黏菌素可移动耐药(mobile colistin resistance,mcr)
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为跨膜信号转导元件,其中 PhoQ 和 PmrB 为组氨酸激 基因及其变异体在菌群间的水平传播而获得耐药 。
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酶,可感应外界刺激,从而活化细胞质内的反应调控因 在 Du 等 第一次发现携带 mcr-1 基因的耐多黏菌素肺
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子 。PhoQ、PmrA、PmrB 基因的错义突变导致 PmrA/B 炎克雷伯菌后,在中国 、意大利 、埃及 等地已有多篇
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的活化,从而上调 PmrCAB 和 arnBCADTEF(也称为 有关mcr基因及其变异体导致细菌对多黏菌素耐药的报
PmrHFIJKLM)操纵子,进而促进 pEtN 和 L-Ara4N 的合 道,且来源包括了人、动物以及环境样本等。mcr基因的
成以及向脂质A的转移。其中,pEtN可升高脂质A的电 独特遗传结构在很大程度上造成了该基因的全球扩散。
位,L-Ara4N 可直接中和脂质 A 的电荷 [13 - 15] 。另外, mcr 基因多位于质粒(包括 IncI2、IncHI2、IncX4、
PhoP/Q 双组分信号转导系统的负反馈调节因子 MgrB IncN 等)上,且基因结构中多包含有移动元件 ISApl1。
基因的突变也被证实可导致细菌对多黏菌素耐药,其原 mcr 基因具有可传播性,含有与以上几类质粒遗传结构
因一方面在于 MgrB 对 PhoP/Q 双组分信号转导系统的 类似的细菌更易于通过质粒结合获得耐药性,这也导致
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抑制作用减弱,导致 eptE(pEtN 转移酶)促使 pEtN 向外 了耐药菌株的快速扩散 。除 mcr-1 外,在肺炎克雷伯
膜 3-脱氧-D-甘露糖醛酸残基转移,另一方面 MgrB 的 菌 中 也 发 现 了 mcr-1 的 等 位 基 因 ,如 mcr-2、mcr-3、
插入失活(如可移动元件ISKpn14序列)可活化PmrA调 mcr-7、mcr-8、mcr-9 等 [24,26-28] 。以 mcr-1 为例,其编码的
控因子,进而促进 L-Ara4N 的合成以及向脂质 A 的转 pEtN转移酶可催化已合成的pEtN向脂质A磷酸基团转
移 [16-17] 。PmrD 作为一类连接 PmrA/B 及 PhoP/Q 的信号 移,增加脂质 A 位点的阳离子电荷,从而减少多黏菌素
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蛋白,可以阻断经PmrB活化后的磷酸化PmrA的固有去 与LPS的结合,进而导致细菌对多黏菌素耐药 。
磷酸化,从而促进PmrA下游基因的转录与表达,最终加 2.2 荚膜多糖的过表达
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强LPS结构修饰,导致耐药 。 Campos等 研究发现,当肺炎克雷伯菌暴露于多黏
中国药房 2022年第33卷第17期 China Pharmacy 2022 Vol. 33 No. 17 ·2173 ·