blaOXA-244阳性大肠杆菌体内头孢他啶-阿维巴坦耐药性演化的分子机制：PBP3插入与AcrB/PBP2突变的协同作用

本研究针对临床治疗中出现的头孢他啶-阿维巴坦(CZA)耐药性问题，通过分析8株来自同一患者的blaOXA-244阳性大肠杆菌临床分离株，结合体外连续传代实验，揭示了PBP3蛋白YRIK插入与AcrB外排泵、PBP2突变协同驱动的多重耐药机制。研究发现耐药株普遍存在AcrB的G290R/P331S突变及PBP2的G374S突变，通过抑制实验证实外排泵功能改变是耐药关键因素，为临床监测携带PBP3插入突变菌株的CZA治疗提供了重要依据。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，其中产碳青霉烯酶的革兰阴性菌尤为棘手。头孢他啶-阿维巴坦(CZA)作为对抗OXA-48样和KPC酶的有效药物，其耐药性演化机制亟待阐明。吕贝克大学医学微生物研究所的Kaan Kocer团队在《JAC-Antimicrobial Resistance》发表的研究，通过追踪一例肝脓肿患者治疗过程中分离的8株大肠杆菌，首次揭示了PBP3结构变异与其他靶点突变协同导致CZA耐药的分子机制。

研究采用全基因组测序(WGS)解析菌株遗传特征，通过体外连续传代实验模拟耐药演化过程，结合定量PCR和乙溴化乙锭外排实验验证AcrB功能改变。临床样本队列来自67岁男性患者的血液、呼吸道和直肠拭子分离株，时间跨度达90天。

结果部分

1. AST结果显示：初始敏感株(ec_1/ec_2)的CZA MIC为2 mg/L，耐药株(ec_3-ec_8)升至16-32 mg/L，伴随阿维巴坦单药MIC从8增至64 mg/L。外排泵抑制剂Phe-Arg-β-萘胺(PagN)可使耐药株MIC恢复至敏感范围。

2. WGS分析：所有菌株均为ST405型，携带bla_OXA-244和bla_CTX-M-15。核心发现包括：

   • 共同存在PBP3的333_334位YRIK插入和A413V突变

   • 耐药株均出现AcrB的G290R/P331S突变，部分伴M573K/E673K

   • 83%耐药株存在PBP2的G374S突变

1. 体外验证：传代实验获得的ec_1_mut株重现临床耐药表型，出现AcrB-Q569L和PBP2-V522I新突变，证实不同突变组合均可导致耐药。

结论与意义

该研究首次阐明PBP3结构变异（YRIK插入）是CZA耐药演化的"启动因素"，需联合AcrB/PBP2突变才能突破临床耐药阈值。分子模拟显示AcrB突变可能改变β-内酰胺类药物结合特性，而PBP2突变则影响阿维巴坦靶标作用。这一发现为临床监测携带PBP3插入突变菌株提供了分子标志，并提示外排泵抑制剂可能成为CZA治疗的增效剂。研究创新性地揭示了Enterobacterales中非酶介导的CZA耐药机制，对优化抗生素使用策略具有重要指导价值。