支原体对大环内酯类抗生素耐药机制的研究进展

支原体对大环内酯类抗生素耐药机制的研究进展 支原体对大环内酯类抗生素耐药机制的研 究进展 生塑瘗生第2卷第4期JoumalofMicrobesandhl60n,Dece【r2OO7.Vol2.No.4 支原体对大环内酯类抗生素耐药机制的研究进展 叶庭路综述陆春审校 支原体是能独立生活的最小原核细胞微生物, 分支原体和脲原体2个属.按照遗传物质(G+ c)%含量,基因组大小,培养时对胆甾体的需求以 及其他生物学特性等的差异,支原体可分为肺炎支 原体(Mycoplasmapneumoniae,MP),人型支原体 (Mycoplasmahominis,MH),解脲脲原体(Ureaplasma urealyticum,uu),生殖支原体(Mycoplasmagenitalium, MG),发酵支原体(Mycoplasmafe,menta~,MF)等100 多种,其中前三者与人呼吸和泌尿生殖系统感染性 疾病密切相关.治疗支原体感染有大环内酯,四环 素和喹诺酮3大类抗生素,随着临床抗生素的广泛 应用,支原体耐药菌株有增多的趋势. 支原体的耐药性研究 支原体在结构上最突出的特征是没有细胞壁, 因此对作用于微生物细胞壁的抗生素,如B一内酰 胺类,万古霉素等完全不敏感,对氨基糖苷类,多粘 菌素,磺胺类等也呈高度的耐药.与其他原核生物 一 样,支原体通过DNA的复制进行繁殖传代,通过 核糖体合成生命所需的蛋白质,因此,对抑制DNA 旋转酶的药物如喹诺酮类以及干扰胞内蛋白质合成 的药物如大环内酯类,四环素类抗生素敏感. 支原体目前对大环内酯类抗生素耐药形势严 峻.日本学者Morozmni等_1J对门诊儿童患者所分 离的195株MP做体外药敏实验,筛选出l2株 (0.06%)除罗他霉素外对多种大环内酯类耐药的 MP(MICI>1mg/m1).而另一日本学者报道在2000 — 2003年上呼吸道感染患者分离的MP中,有约 20%对大环内酯类耐药_2J.MH对l4,l5环的大环 内酯类,酮内酯类等天然耐药,而对交沙霉素,林可 霉素等敏感.以色列学者对当地110例MH感染者 进行多种大环内酯,喹诺酮,四环素三类抗生素体外 药敏实验,发现耐药率高达100%_3J.对30例泌尿 生殖道感染患者分离的UU进行体外药敏试验分 作者单位:中山大学附属第三医院皮肤性病科,广州510630 通讯作者:陆春,E-mali:pifuke@126.? 析,其中60%对罗红霉素耐药,10%对琥乙红霉素 耐药,30%对克拉霉素耐药【引.而Guven等[]报道 UU对阿奇霉素耐药率为12.7%.国内学者报道 UU单独感染时对红霉素和阿奇霉素耐药率分别为 23.2%和15.1%,MH则为88.9%和77.8%,两者混 合感染时则为78.6%和64.3%[引. 不同地区报道各种支原体对大环内酯类抗生素 耐药的程度相差较大,除了地域差异外,还与不同地 区抗生素滥用情况,治疗不恰当,实验研究的标本量 以及实验操作差异等因素有关.但上述数据一致表 明,目前支原体耐药情况已十分严重,迫切要了解其 具体耐药机制,以指导合理选择和利用抗生素,延缓 耐药性的产生与播散,并为新型药物的研发提供理 论依据. 大环内酯类抗生素的作用机制 自1952年第1代大环内酯类抗生素——红霉 素问世以来,经过50余年的发展,已经研制了包括 第1,2,3代共百余种大环内酯类抗生素.大环内酯 类抗生素是一种以大环内酯为母体,通过羟基以苷 键与1,3个分子的糖相连组成的一类抗生素.按 其内酯环结构含碳母核的不同,可分为l4,l5和l6 元环大环内酯.红霉素是14环大环内酯的代表,阿 奇霉素为红霉素的l5元环衍生物,其内酯环插入了 一 个氮原子.l6元环大环内酯包括螺旋霉素,交沙 霉素,麦迪霉素等,它们都与红霉素有相似的化学结 构和抗菌活性.林可霉素类和链阳性菌素B虽然 与大环内酯的结构不同,但它们均为蛋白合成抑制 剂的作用机制相似.酮内酯类是新一代大环内酯, 代表药物是泰利霉素.该类抗生素由l4元环大环 内酯衍生而成,但在菌体内有更广泛的结合位点,具 有更强的抗菌活性【,8J. 支原体的核糖体沉降系数为70s,在适当的条件 下,可解离为30S和50S两个亚基.50S亚基的23S rRNA可分为I,?,?,?,V和?六个区,肽合成后 的输出通道主要由I至?结构域构成,在人口附近 有由蛋白L4和122的延伸部分构成的狭窄,此狭窄 生 的功能尚不完全清楚_9].大环内酯类抗生素可结合 于核糖体新生肽链输出通道的人口处,机械地阻断 肽链的延长,并促使肽链一tRNA分子从核糖体分 离,从而抑制蛋白的合成_1...将14元环大环内酯 结合到核糖体上的实验表明,其结合位点位于23S rRNA的2058,2059,2062,2609,而不包括任何蛋白 质.15,16元环大环内酯与14元环大环内酯的结合 位点大致相同,为23SrRNA的2057,2058,2059, 2062,261l[1l,12]. 支原体大环内酯类抗生素的耐药机制 1.肺炎支原体MP对大多数的大环内酯类抗 生素敏感,但近年来,耐药菌株也不断出现.对MP 耐药机制的研究表明,核糖体药物结合靶位的改变 是MP对大环内酯类和四环素类耐药的主要机制, 而拓扑异构酶II基因的改变与喹诺酮类耐药有 关【?J.早期的研究发现耐琥乙红霉素的MP存在 23SRNAV区A2063G和A2064G突变.Okazaki 等_1J分离出3株MP大环内酯临床耐药株,其中克 林霉素耐药株的23SRNAV区发现A2063G突变, 而另两株没有发现23SRNAV区突变.该研究还 分析23SRNAV区不同的突变类型与耐药表型的 关系,在11株耐药株中,3株为A2063G突变,5株为 A2064G突变,3株为A2064C突变.2063点突变主 要是与14环的大环内酯类耐药,而与16环大环内 酯敏感;2064则对14和16环的耐药都相关,而同一 部位的A2064G与A2064C两种突变类型对耐药表 型影响并没有显着差异.诱导的耐药方式与耐药表 型之间没有明确的关系,可能和不同的菌株有关. 日本学者Matsu0ka【15]在对13株临床分离的耐 琥乙红霉素的MP耐药机制研究时,除了对核糖体 23SRNAV区核酸序列分析外,还对23SRNA?区 核酸序列以及核糖体蛋白IJ4和122的氨基酸序列 分析.发现其中的10株出现A2063G点突变,1株 为A2063C突变,另1株是A2064G,低度耐药株是 A2617G点突变.上述的突变都发生在V区,?区没 有发现突变,核糖体蛋白IJ4和122的氨基酸序列也 没发现异常改变,考虑与大环内酯类耐药相关性不 大.几乎同时,美国学者Pereyre等_16_做了类似的 实验,发现了耐大环内酯类的MP的核糖体23SRNA V区C2611A和A2062G新突变位点.此外,研究还 发现林可霉素和泰利霉素耐药株分别存在核糖体蛋 白IJ4的H70R与H71L的单个氨基酸改变,而在链 阳性菌素选择性耐药株中发现有IJ4蛋白60氨基酸 ofMicrobesandInfection,December2()07,V0l2,No.4 位存在单个,两个或三个的相邻氨基酸插人改变. 泰利霉素耐药株在核糖体122蛋白中发现P112R和 A114T取代突变以及111PPA114三氨基酸的缺失. 甲基化酶ere基因介导的药物靶位改变以及转 座子介导的主动外排机制一直认为是支原体属耐药 的主要机制.但在MP研究中仅发现药物作用靶位 的改变,除此外,目前尚没发现其他耐药机制报道. 2.人型支原体Pereyre等_1]体外诱导MH对 大环内酯类抗生素耐药后,研究23SrRNA的?区, V区以及核糖体蛋白IJ4和122的基因的突变情况, 发现23SrRNAV区最常见的突变类型是C2611U (4/9),此外还有C2586U(2/9),G2576U(2/9), G2056A(1/9).核糖体蛋白有122蛋白的R97K改 变,IJ4蛋白有H184L和G792A改变,都发生在对交 沙霉素耐药的MH.作者还意外发现C2611U突变 尚可导致MI-I对琥乙红霉素,阿奇霉素天然耐药性 的丧失.有学者对48株交沙霉素耐药MH的23S RNA基因突变情况作研究,发现仅有48%的菌株存 在点突变,提示可能还有其他的机制介导MH对交 沙霉素耐药【I8J. Pereyre等_19_在MH对大环内酯天然耐药机制 方面做了深人的研究.分别分离MH和MP的核糖 体,研究琥乙红霉素对这两种核糖体的亲和力,发现 琥乙红霉素对MH核糖体的亲和力较MP的明显 小,提示琥乙红霉素对支原体的亲和力低可能是其 天然耐药的机制之一.在培养MHPG21株的同时 加人放射性物质标记的琥乙红霉素,然后定量评估 MH对药物摄取情况.结果发现,琥乙红霉素在 PG21株中并没有明显积聚,提示MH还可能存在一 种药物外排系统,在摄取药物的同时,还将药物不断 地排除胞外.若培养的同时加人这种可能对外排系 统能力抑制剂原钒酸钠(sodiumorthovanadate),发现 琥乙红霉素摄取量增加了两倍以上.提示这种外排 系统是一种药物外排泵,发挥作用时需要能量. 3.解脲脲原体近年来,非淋菌性尿道炎病例 中,UU比例明显增加,但是有关其对大环内酯类抗 生素耐药机制研究却甚少.Palu等【z0]在一长期使 用琥乙红霉素治疗的非淋菌性尿道炎患者尿道拭子 中分离出一株对琥乙红霉素高度耐药株CT28株 (MIC>100ms/m1),体外药敏实验发现其除了对米 诺环素敏感外,对罗红霉素,交沙霉素,林可霉素,克 林霉素等均耐药.与相应的敏感株相比,该CT28株 胞内摄取和积聚的药物浓度明显降低(为敏感株的 1/6),而且结合到核糖体的药物量也明显减少.因 微生物与感染2O07年l2月第2卷第4期 JournalofMicrobesandInfection,DecIber2OO7,Vol2.No.4 此,与MH相似,uu可能存在着一种药物主动外排 机制介导对大环内酯类抗生素的耐药. 大环内酯类抗生素钝化酶介导的耐药机制是细 菌对大环内酯类耐药的主要机制之一,但目前在UU 耐药机制中尚无类似研究,23SRNA突变与耐药关 系的相关研究也是一片空白.UU对大环内酯类抗 生素耐药机制有待更广泛,更深入的研究. 结语 对支原体耐药机制的研究正在不断的深化,但 为数较少,了解尚未透彻.大环内酯类抗生素是治 疗支原体感染的一线药物之一,特别在儿童和孕妇 患者中,大环内酯是唯一可选用的治疗药物,但其耐 药株在不断增加.随着支原体在临床致病作用日益 引起重视,尤其是MH及UU引起的非淋菌性尿道 炎在性感染性疾病的比例不断上升,也迫切需要方 便有效的治疗方案.因此,加强对支原体大环内酯 类抗生素耐药机制的研究,无论对指导临床用药,防 止耐药的进一步加重,还是对新敏感药物研制都有 着极其重要的意义. 参考文献 1.MomzumiM,HasegawaK,KobayashiR,eta1.Emergenceof macmhde-resistantMycoplasmapneumoniaewitha23SrRNA genemutation.AntimicmbAgentsChemother,2005,49:2302 2306 2.Yawm~kiT,SasakiT,TakahataM.Activityofgarenoxacin againstmacmlide-susceptibleand—resistantMycoplasma pneumoniae.AntimicrobAgentsChemother.2O07,51:2278— 2279 3.SamraZ,RosenbergS,SofterY.Invitrosusceptibilityof Mycoplasmahominisclinicalisolatestotetracyclines, quirlol0nesandmacmlides.DiagnMicmbiolInfectDis,2O02, 44:359—361 4.CakanH,PolatE,KocazeybekB,eta1.Assessmentof antibioticsusceptibilityofUmaplasmaurealyticumfrom prostitutesandoutpatientclinicr~fientsusingtheE-testand agardilutionmethod.Chemotherapy,2003,49:39—43 5.GuvenMA,GunyeliI,DoganM,eta1.Thedemographicand behaviouralprofileofwomenwithcervicitisinfectedwith Chlamydiatrachomatis,MycoplasmahominisandUmaplasma umalyticumandthecomparisonoftwomedicall~gimen8.Arch GynecolObstet,2O05,272:197—200 6.崔巧珍.门诊患者2181例支原体耐药性分析.中国药 物与临床,2007,ll:850—851 ? 239? 7.KasbekarN,AcharyaPS.Telithromycin:thefwstketolidefor thetreaffnentofrespiratoryinfections.AmJHealthSyst Pharm,2005,62:90l5—916 8.LonksJR,GoldmannDA.Telithromycin:aketolideantibiotic fortreatmentofrespimtorytractinfections.ClinInfectDis, 20o5,40:1657—1664 9.BrodersenDE.NissenP.1esociallifeofribosomalproteins. 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