肠球菌对最后一线抗生素的耐药性：机制、传播与新型治疗策略

《FEMS Microbiology Reviews》：Resistance to last-resort antibiotics in enterococci

本综述聚焦于肠球菌对最后一线抗生素（如万古霉素、利奈唑胺和达托霉素）的耐药性危机。研究人员系统阐述了耐药性获得机制，包括染色体突变和水平基因转移（如vanA/vanB基因簇、optrA/poxtA基因），并评估了新型抗生素（如德拉沙星、奥利万星）及替代疗法（噬菌体疗法、免疫疗法）的研发进展。该研究为应对多重耐药肠球菌（特别是粪肠球菌和屎肠球菌）的感染提供了重要的理论依据和未来的治疗方向。

　　

在当今抗生素耐药性日益严峻的全球公共卫生挑战中，肠球菌（Enterococcus）无疑扮演着一个令人担忧的角色。这些原本安静栖息在人类和动物肠道中的共生菌，如今已成为医院内感染的重要元凶，尤其对免疫缺陷患者和住院病人构成严重威胁。更为棘手的是，肠球菌展现出对抗生素的强大适应能力，它们不仅能通过染色体突变产生耐药性，更擅长通过水平基因“窃取”来获取耐药基因，从而迅速进化出对多种抗生素的抵抗能力。其中，对万古霉素（vancomycin）这类最后一线抗生素的耐药性，使得治疗选择变得极为有限，常常将医生和患者置于无药可用的困境。

这篇发表在《FEMS Microbiology Reviews》上的综述文章，旨在对肠球菌，特别是粪肠球菌（E. faecalis）和屎肠球菌（E. faecium），对最后一线抗生素的耐药性进行一次全面而深入的梳理。研究人员系统性地探讨了耐药性产生的分子机制、在全球范围内的流行情况，以及应对这一威胁的新兴策略。这项研究的意义在于，它不仅总结了当前的科学认知，更为未来开发新型抗菌药物和治疗方法指明了方向。

为了完成这项全面的综述，研究人员主要采用了文献荟萃分析的方法，系统梳理和整合了全球范围内已发表的研究数据、临床报告和基因组学数据。他们分析了肠球菌临床分离株的耐药性监测数据、耐药基因的分子流行病学特征，以及通过实验进化研究和基因组测序所揭示的耐药性进化路径。

抗生素耐药性在肠球菌中

肠球菌对β-内酰胺类抗生素（如青霉素）的耐药主要源于其产生低亲和力的青霉素结合蛋白（PBPs），如屎肠球菌的PBP5和粪肠球菌的PBP4。这使得β-内酰胺类药物难以有效杀伤肠球菌。此外，医院适应的屎肠球菌还能通过L,D-转肽酶（Ldt_fm）途径绕过PBP介导的细胞壁合成，从而耐受β-内酰胺类药物。

肠球菌对氨基糖苷类抗生素的耐药性表现为内在耐药和高水平耐药两种形式。屎肠球菌染色体上的efmM基因编码的16S rRNA甲基转移酶，通过修饰核糖体靶点导致内在耐药。而高水平耐药（如庆大霉素MIC ≥ 500 μg/mL）则主要由获得性的氨基糖苷类修饰酶介导，例如双功能酶AAC(6')-Ie-APH(2'')-Ia，这些酶基因常由可移动遗传元件（MGEs）携带，便于传播。

除了上述两类，肠球菌还通过获得tetM、tetL和ermB等基因，对四环素类和大环内酯类抗生素产生耐药性。

对最后一线抗生素的耐药性

由于肠球菌对多种广谱抗生素耐药，糖肽类抗生素万古霉素曾成为治疗多重耐药肠球菌感染的关键药物。然而，肠球菌通过获得不同的van基因簇（如vanA, vanB, vanM等）来抵抗万古霉素。这些基因簇编码的酶通路能改变细胞壁肽聚糖前体末端的结构，将D-丙氨酸-D-丙氨酸（D-Ala-D-Ala）替换为D-丙氨酸-D-乳酸（D-Ala-D-Lac）或D-丙氨酸-D-丝氨酸（D-Ala-D-Ser），从而显著降低万古霉素的亲和力。vanA和vanB是临床最常见的获得性耐药类型。值得注意的是，vanB型耐药通常不交叉耐药至另一种糖肽类抗生素替考拉宁（teicoplanin），这为治疗提供了可能的选择。万古霉素耐药基因的传播主要依赖质粒、转座子等MGEs。屎肠球菌中万古霉素耐药率远高于粪肠球菌，尤其在医院环境中，其基因组可塑性（如插入序列IS16, ISEfa5的活跃）促进了耐药性的快速适应和持久存在。

近年来，还发现了一类表型可变万古霉素耐药屎肠球菌（VVE），它们携带vanA或vanB基因簇但表型敏感，其原因常是van操纵子调控元件的突变（如IS元件插入vanR基因）。这类菌株在万古霉素压力下可能恢复为高水平耐药表型，给诊断和治疗带来挑战。

新型糖肽类抗生素

为了应对万古霉素耐药肠球菌（VRE），新一代脂糖肽类抗生素被开发出来，包括德拉沙星（dalbavancin）、奥利万星（oritavancin）和泰拉万星（telavancin）。这些药物通过添加疏水侧链增强与细菌细胞膜的锚定和 dimerization（二聚化），从而提升抗菌活性和延长半衰期。

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  德拉沙星：对vanB型VRE有效，但对vanA型无效。其长烷基侧链促进二聚化，半衰期极长（149-250小时），可每周给药一次。
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  奥利万星：活性谱更广，对vanA和vanB型VRE均有效。其特有的4'-氯联苯甲基基团能更强地锚定膜并破坏膜完整性。
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  泰拉万星：具有双重作用机制，既抑制细胞壁合成，又通过其癸氨乙基侧链破坏膜电位，导致细胞死亡。
  此外，诸如基于bullvalene（牛蒡烯）动态支架的“变形”万古霉素二聚体（SVDs）等新结构也在探索中，以期克服现有药物的局限性。
  WalKR（亦称YycFG/VicRK）双组分系统作为革兰氏阳性菌中唯一的必需TCS，是细胞包膜稳态的核心调控者，其突变可能与糖肽类敏感性变化相关，但在肠球菌中的直接证据尚有限。

噁唑烷酮类抗生素及其耐药性

利奈唑胺（linezolid）和特地唑胺（tedizolid）等噁唑烷酮类抗生素通过结合细菌核糖体50S亚基，抑制蛋白质合成起始而发挥抗菌作用。肠球菌对利奈唑胺的耐药机制包括染色体突变（如23S rRNA结构域V的G2576U突变）和获得性耐药基因（cfr, optrA, poxtA）。

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  cfr基因：编码一种RNA甲基转移酶，甲基化23S rRNA的A2503位点，导致对包括噁唑烷酮类在内的多种抗生素（PhLOPSA表型）耐药。
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  optrA和poxtA基因：均编码ABC-F蛋白，通过核糖体保护机制介导耐药。optrA在粪肠球菌中更常见，而poxtA在屎肠球菌中更普遍。
  这些耐药基因常由MGEs（如质粒）携带，且常与其他耐药基因（如fexB, tetM）连锁，易在动物源性和环境菌株中传播，尽管噁唑烷酮类本身不用于畜牧业，但因其同时对酚类抗生素耐药，农业中酚类的使用可能驱动其选择传播。

达托霉素

达托霉素（Daptomycin）是一种环状脂肽抗生素，其作用机制依赖于钙离子。达托霉素-Ca²⁺复合物插入细菌细胞膜，一方面可能通过簇集脂质II（lipid II）干扰肽聚糖合成，另一方面破坏膜电位，导致离子泄漏和细菌死亡。它不形成经典孔道，作用机制更为精细。

达托霉素耐药性机制

达托霉素耐药性主要与细胞膜脂质组成改变有关。在肠球菌中，耐药性的产生涉及多个基因的突变：

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  在粪肠球菌中：耐药进化通常遵循一个有序的路径。首先发生在于细胞包膜应激反应系统LiaFSR的突变（如liaF截短或liaR点突变），激活应激反应。随后，参与膜磷脂代谢的基因（如cardiolipin synthase, cls；glycerophosphoryl diester phosphodiesterase, gdpD）发生改变，重塑细胞膜，减少达托霉素的结合。耐药菌株的膜磷脂微区（如cardiolipin）会发生重分布，形成“诱饵”机制，将抗生素从关键作用位点引开。
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  在屎肠球菌中：同样涉及LiaFSR和WalKR系统的突变，以及cls等基因的突变，导致膜磷脂组成改变（如增加lysyl-PG），降低膜表面负电荷，阻碍达托霉素结合。这些适应性变化往往伴随适应性代价，如生长变慢、毒力减弱。有趣的是，某些达托霉素耐药菌株可能对糖肽类抗生素重新敏感（collateral sensitivity）。近期研究还发现，利福昔明（rifaximin）预防用药可通过选择rpoB突变，上调proRAB操纵子表达，诱导膜重塑，从而导致达托霉素耐药。
  更令人担忧的是，近期在动物源性的Mammalilicoccus sciuri和粪肠球菌中发现了可移动的达托霉素耐药基因簇drc。该簇编码一个BceAB-like ABC转运蛋白，可能通过化学修饰失活达托霉素。虽然目前流行率低，但其可移动性预示着潜在的传播风险。

未来展望与结论

面对肠球菌，尤其是屎肠球菌，日益严峻的多重耐药性问题，迫切需要超越传统抗生素的创新策略。除了上述新型抗生素候选药物（如德拉沙星、康泰唑胺contezolid、替索巴汀teixobactin等），替代疗法展现出巨大潜力。

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  噬菌体疗法：已有临床个案报道，使用个性化噬菌体鸡尾酒疗法成功治疗了移植术后患者的VRE感染，甚至观察到感染菌株向万古霉素敏感型转变的现象。
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  免疫疗法：针对肠球菌表面抗原（如菌毛蛋白Ebp、荚膜多糖）的单克隆抗体，在临床前研究中显示出增强吞噬细胞杀伤和保护作用。疫苗研发也处于探索阶段，一些抗原（如AdcA）在动物模型中能诱导交叉保护性免疫。
  肠球菌，特别是医院适应的屎肠球菌克隆，其强大的基因组可塑性和高效的水平基因转移能力，使其能够快速适应新的抗生素压力。因此，持续的研究努力、严格的抗菌药物管理以及跨部门（人类医学、兽医、环境）的协作对于遏制耐药性的出现和传播至关重要。未来的治疗策略很可能需要结合新型抗生素、噬菌体、免疫疗法等多种手段，以应对这一不断演变的威胁。