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1、铜绿假单胞菌对喹诺酮类药物相关耐药机制的研究进展 王国欣1综述许宏涛2审校（1.中南大学湘雅医学院医学检验系;2.卫生部北京医院检验科）[摘要]铜绿假单胞菌对喹诺酮类药物的耐药机制极为复杂,主要包括药物作用靶位的改变、外膜通透性降低和主动泵出作用等,其中药物作用靶位的改变是国内外研究的重点。本文就近几年来有关的研究进展进行简要综述。[关键字]铜绿假单胞菌;喹诺酮类药物;耐药机制 铜绿假单胞菌是一种能引起严重化脓性感染的条件致病菌。尤其多见于抵抗力低下，长期住院患者出现的院内感染。由于其对多种抗菌药物表现出天然耐药,使得
2、治疗铜绿假单胞菌感染、控制其传播和流行十分困难。目前在抗生素领域内,喹诺酮类药物被认为是治疗铜绿假单胞菌最有效的药物之一［1］。但随着其广泛应用,细菌在抗生素选择性压力下不断出现新的耐药机制而导致耐药性不断增强,造成临床治疗困难甚至失败。因此研究铜绿假单胞菌对喹诺酮类药物的耐药性和耐药机制,可以为临床合理用药、减少耐药发生以及新的喹诺酮类药物的开发提供依据。1喹诺酮类药物的作用机制 喹诺酮类药物是一类以1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸为基本结构的全合成抗菌药物。喹诺酮类药物的作用靶位是细菌DNA复制Ⅱ类拓扑异构酶，包
3、括DNA旋转酶（DNAgyrase）和拓扑异构酶IV（to-poisomerase-IV）［2］,前者由两对亚基GyrA和GyrB组成，分别由GyrA和GyrB基因编码，参与DNA超螺旋形成；后者由ParC和ParE基因编码，参与细菌子代染色质分配到子代细菌中。铜绿假单胞菌是革兰阴性菌，以DNA促旋酶作为第1靶位。DNA促旋酶暂时切断DNA双链,氟喹诺酮类药物通过嵌入断裂DNA链中间,形成DNA-拓扑异构酶-氟喹诺酮类三者复合物,阻止DNA拓扑异构变化,妨碍细菌DNA复制、转录、以达到杀菌目的。深入研究发现,细菌DNA
4、被切断后,末端与酶第122位酪氨酸结合,该位点在空间上与第88位氨基酸相邻,第88位氨基酸与周边氨基酸共同构成喹诺酮类药物结合位点,该区域被称为喹诺酮类耐药决定区(quinoloneresistantdeterminingregion,QRDR)［3］。2铜绿假单胞菌对喹诺酮类药物的耐药机制铜绿假单胞菌对喹诺酮类药物的耐药机制极其复杂，大量研究表明其耐药机制主要包括以下3个方面:(1)QRDR基因突变:是编码喹诺酮类药物作用靶位的DNA促旋酶和拓扑异构酶的基因突变,特别是QRDR基因突变,导致酶结构改变,使药物不能与酶
5、-DNA复合物稳定结合。(2)主动外排泵系统:外排泵系统调节基因的变异而导致细胞内药物浓度降低。(3)低渗透性作用:包括外膜渗透性减低及生物膜的作用。2.1药物靶位及编码基因的突变2.1.1 DNA促旋酶 DNA促旋酶由两对亚基GyrA和GyrB组成,分别由gyrA和gyrB基因编码,GyrA参与DNA的断裂与重新连接,而GyrB则参与ATP酶水解,提供反应的能量。其中任一亚基的基因发生突变均可引起喹诺酮类的耐药。Kukeishi等［4］首先报道了gyrA基因的突变,发现GyrA的序列有以下3种突变方式:Asp-87→
6、Asn、Asp-87→Tyr及Thr-83→Ile。Yonezawa等［5］又发现了3种新的双点突变现象,即Thr-83→Ile和Asp-87→Gly、Thr-83→Ile和Asp-87→Asn、Thr-83→Ile和Asp-87→His。之后Takenouchi等［6］发现了gyrA的7种错义方式,其中有2种新的双点突变,即Ala-67→Ser和Asp-87→Gly、Ala-84→Pro和Gln106→Leu。但Thr-83→Ile仍为最主要的突变方式,并与喹诺酮类的高度耐药有关。Akasaka等［7］研究发现:在1
7、504/4例临床分离的耐药株中,gyrA的突变占79.3%,主要为Thr-83→Ile、Ala;Asp-87→Asn、Gly、Thr。其中又以Thr-83→Ile为多见,约74.7%。有20株在gyrA上有双点突变,以Thr-83和Asp-87的替换最常见,其中16株gyrA双点突变仅发现在氟喹诺酮类高度耐药的菌株中。gyrB的突变株较gyrA少见,仅发现有27株突变,分别为Glu-468→Tyr(1)、Ser-468→Phe(3)、Glu-469→Val(1)、Glu-470→Asp(13)、Thr-437→Met(
8、1)、Ala-477→Val(7)、Glu-459→Ang(1)，同时进行了gyrA密码子的无义突变，主要有CAC→CAT，GAC→GAT等。2.1.2 DNA拓扑异构酶 DNA拓扑异构酶的两对亚单位ParC和ParE分别由parC和parE基因编码。Mouneimne等［8］对30株耐环丙沙星的铜绿假单胞菌进行研究,发现所有菌株
