PER-7对产OXA-23或OXA-72碳青霉烯酶的鲍曼不动杆菌头孢地尔敏感性的影响研究

《JAC-Antimicrobial Resistance》：Influence of PER-7 on cefiderocol susceptibility in clinical isolates of Acinetobacter baumannii producing OXA-23 or OXA-72 carbapenemases

本研究针对临床多重耐药鲍曼不动杆菌对新型铁载体头孢菌素类抗生素头孢地尔(cefiderocol)的耐药性问题，通过构建PER-7表达质粒并转化至不同宿主菌，证实PER-7可显著提高鲍曼不动杆菌对头孢地尔的MIC值至>32 mg/L，超过EUCAST临床折点(>2 mg/L)，揭示了PER-7在头孢地尔耐药中的关键作用，为临床抗感染治疗提供了重要依据。

　　

在当今全球公共卫生领域，多重耐药菌的蔓延已成为严峻挑战。其中，鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)因其在医院环境中强大的生存能力和广泛的耐药性，尤其令人担忧。这种细菌常引起肺炎、血流感染和伤口感染等医院获得性感染，对危重患者构成致命威胁。更棘手的是，鲍曼不动杆菌对碳青霉烯类抗生素——这类被视为"最后防线"的药物——也产生了耐药性，使得临床治疗选择极为有限。

德国国家多重耐药革兰氏阴性菌参考中心的数据显示，在2022年3月至2023年9月期间，送检的983株鲍曼不动杆菌中，高达77%的菌株产生OXA-23和/或OXA-72碳青霉烯酶。面对这一困境，新型铁载体头孢菌素类抗生素头孢地尔(cefiderocol)被视为潜在的治疗选择。然而，同期数据显示，约24%的菌株对头孢地尔表现出耐药性，这引发了研究人员的关注：除了已知的碳青霉烯酶，还有什么因素导致了头孢地尔耐药？

为了解答这一问题，德国鲁尔大学波鸿分校的研究团队开展了一项深入研究，成果发表于《JAC-Antimicrobial Resistance》。研究聚焦于PER-7扩展谱β-内酰胺酶(extended-spectrum β-lactamase)在鲍曼不动杆菌中对头孢地尔敏感性的影响。PER-7是一种能够水解多种β-内酰胺类抗生素的酶，包括广谱头孢菌素、氨曲南(aztreonam)以及有限程度的碳青霉烯类。此前有研究提示PER-7可能与头孢地尔耐药相关，但缺乏在鲍曼不动杆菌中的直接证据。

研究人员采用了几项关键技术方法：从临床鲍曼不动杆菌NRZ-88408中扩增bla_PER-7基因，将其克隆至表达载体pVRL-1，随后转化至大肠杆菌(E. coli) DH5α、鲍曼不动杆菌标准菌株ATCC 17978以及四株随机选择的产OXA-23或OXA-72的临床鲍曼不动杆菌分离株（样本来源于德国国家参考中心收集的临床菌株）。通过铁耗竭、阳离子调节的Mueller-Hinton肉汤进行手动微量肉汤稀释法，测定转化前后各菌株对头孢地尔及其他多种抗生素的最低抑菌浓度(MIC)。

PER-7表达对抗生素敏感性的广泛影响

研究发现，PER-7的异源表达导致所有测试菌株对头孢菌素类和氨曲南的MIC值升高。在鲍曼不动杆菌标准菌株ATCC 17978中，碳青霉烯类抗生素的MIC值也显著上升：亚胺培南(imipenem)从0.125 mg/L增至4 mg/L，美罗培南(meropenem)从0.5 mg/L增至4 mg/L。然而，在四株临床分离株中，由于OXA-23或OXA-72已经介导了碳青霉烯耐药，PER-7的表达并未进一步改变碳青霉烯的MIC值。这一结果表明，PER-7确实具有水解碳青霉烯类药物的能力，但其临床意义在已产碳青霉烯酶的菌株中可能被掩盖。

PER-7对头孢地尔耐药的关键作用

最关键的发现在于头孢地尔的敏感性变化。PER-7的表达使鲍曼不动杆菌对头孢地尔的MIC值显著升高至>32 mg/L，远超EUCAST定义的临床相关药代动力学/药效学(PK/PD)折点(>2 mg/L)。这一增幅与临床分离的产PER-7菌株中观察到的MIC水平相当，直接证实了PER-7在介导头孢地尔耐药中的重要作用。

Avibactam对PER-7的抑制效果有限

研究还评估了β-内酰胺酶抑制剂阿维巴坦(avibactam)对PER-7的抑制效果。在大肠杆菌DH5α中，PER-7导致氨曲南MIC增加1024倍(至>64 mg/L)，而氨曲南-阿维巴坦复方制剂的MIC仅增加62倍(至2 mg/L)，表明阿维巴坦对PER-7的抑制不完全。在鲍曼不动杆菌中，未观察到阿维巴坦的抑制效果，这主要归因于鲍曼不动杆菌固有的耐药机制，如染色体编码的ADCβ-内酰胺酶对头孢他啶(ceftazidime)和氨曲南的水解，以及阿维巴坦难以穿透鲍曼不动杆菌外膜。

研究结论明确证实，PER-7的产生是鲍曼不动杆菌对头孢地尔产生耐药的重要因素。尤其值得关注的是，bla_PER-7基因通常位于质粒上，这种可移动遗传元件便于其在细菌间快速传播，加剧耐药性的扩散。这些发现凸显了针对头孢地尔耐药鲍曼不动杆菌感染的治疗选择极为有限。目前尚无足够证据表明头孢地尔是治疗此类菌株的有效选项。

该研究的重要意义在于首次通过遗传学实验直接验证了PER-7在鲍曼不动杆菌中对头孢地尔耐药的具体贡献，为临床微生物检测和抗感染治疗策略提供了关键科学依据。在多重耐药革兰氏阴性菌感染日益严重的背景下，此类基础研究对于理解耐药机制、开发新型治疗方案和控制耐药菌传播具有重要价值。