对付多重耐药(革兰氏阴性)菌的最后一道防线岌岌可危

硫酸黏菌素也叫多粘菌素E,是一种针对革兰氏阴性菌的多肽类抗生素,对多数革兰氏阴性菌有杀灭作用。其杀菌原理为:多粘菌素具有表面活性,含有带阳性电荷的游离氨基,能与革兰氏阴性菌细胞膜中磷脂A的带阴性电荷的磷酸根相结合,从而使细菌细胞膜面积扩大,通透性增加,细菌内部的磷酸盐、核苷酸等内容物外漏,导致细菌死亡。由于其不易产生耐药性,多用于多重耐药的革兰氏阴性菌的治疗,是对付多重耐药革兰氏阴性菌的最后一道防线。

    很不幸的是最后一道防线很可能被细菌攻破了,2015年11月19日Lancet Infectious Disease杂志在线发表了一篇来自中国的研究(作为一个使用抗生素大国,终于有了自己发现的耐药机制),报道了一种抗多粘菌素E的耐药机制:MCR-1。2016年7月11日美国微生物学会旗下杂志Antimicrobial Agents and Chemotherapy在线发表了一篇来自意大利的研究,该研究发现了一种新的MCR耐药机制:被命名为MCR-1.2,可以对多粘菌素E产生耐药性。

    MCR-1是mcr-1基因编码的一种属于磷酸乙醇胺转移酶家族的酶,这种酶锚定于细菌的细胞膜上,可以为细菌细胞膜中的磷脂A加上磷酸乙醇胺,从而减少对多粘菌素E的吸附,使多粘菌素E失去作用。

    MCR-1.2是MCR-1的突变体,在mcr-1.2基因的N-末端有一个A—T的突变,从而导致蛋白中的谷氨酰胺(Gln)突变为了亮氨酸(Leu),其功能与MCR-1相同。

    最初mcr-1基因是从猪体内分离到大肠杆菌SHP45菌株携带的质粒上发现的(不知道是否和饲料中添加多粘菌素有关),随后在世界各地均发现了携带有mcr-1基因的菌株,大部分为肠杆菌科细菌,这些菌株来源于动物、食物和人类,但除对多粘菌素E耐药外,存在其他敏感抗生素。

    而mcr-1.2基因发现于一株肺炎克雷伯菌,该细菌分离自一位白血病儿童的直肠拭子,该病人之前并未接受多粘菌素E治疗。该株肺炎克雷伯菌属于克隆群258(CG258),序列型512(ST512),是一株产碳青霉烯酶的多重耐药菌,除阿米卡星和替加环素外,对其他常见抗生素均耐药。

    两株菌的mcr基因均位于质粒上,也就是说这种耐药机制可以在不同菌株(菌种)间水平传播,而且质粒相当稳定,在没有抗生素选择压力的情况下,可以在细菌体内稳定存在。巧合的是当中国的研究者首先发现MCR-1时,曾经做过试验,证实携带mcr-1基因的质粒可以水平传递给肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌。 

    从50年代开始多粘菌素E开始大量应用于农业生产中,至2010年在欧洲,多粘菌素E排在农业常用抗生素的第五位。这也许可以解释为什么mcr-1基因首先在猪身上分离的大肠杆菌中发现。2012年WHO将多粘菌素E列为对人类特别重要的药物,因为很多多重耐药的革兰氏阴性菌只对多粘菌素敏感。但是出乎我们意料的是,在我们把多粘菌素E用于治疗人类感染之前,也许细菌已经找到了对付它的方法,它们现在需要做的只是将携带这种方法的信息载体(质粒)传递出去就可以了。当中国的研究者初次发现携带mcr-1基因的质粒时,预言在不久的将来,该耐药机制将会在全球大范围传播,不幸的是,仅仅过了半年多时间,我们就见证了他们的预言成为现实。

    参考文献:
    1.Liu Y-Y, Wang Y, Walsh TR, Yi L-X, Zhang R, Spencer J, Doi Y, Tian G, Dong B, Huang X, Yu L-F, Gu D, Ren H, Chen X, Lv L, He D, Zhou H, Liang Z, Liu J-H, Shen J. 2016. Emergence of plasmid- mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China: a microbiological and molecular biological study. Lancet Infect Dis 2:161-8.
    2.Di Pilato V, Arena F, Tascini C, Cannatelli A, Henrici De Angelis L, Fortunato S, Giani T, Menichetti F, Rossolini GM. MCR-1.2: a new MCR variant encoded by a transferable plasmid from a colistin-resistant KPC carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae of sequence type 512. Antimicrob Agents Chemother. 2016 Jul 11. pii: AAC.01075-16.
    3.Nordmann P, Poirel L. 2016. Plasmid-mediated colistin resistance: an additional antibiotic resistance menace. Clin Microbiol Infect 16:30024-6. 
    4.Falgenhauer L, Waezsada S-E, Yao Y, Imirzalioglu C, Sbohrer AK, Roesler U, Michael GB, Schwarz S, Werner G, Kreienbrock L, Chakraborty T, consortium R. 2016. Colistin resistance gene mcr-1 in extended-spectrum ß-lactamase-producing and carbapenemase-producing Gram- negative bacteria in Germany. Lancet Infect Dis 3:282-3.

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(责任编辑:陈雪礼)

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