综述：革兰阴性杆菌耐药性：RND外排泵的出现

本文系统综述了革兰阴性菌中RND（耐药结节化细胞分裂）超家族外排泵介导的多重耐药机制，重点阐述其对四环素类、氨基糖苷类、β-内酰胺类等抗生素的广谱底物特异性，及其在肠杆菌目和非发酵菌中的跨膜复合体形成机制，为临床应对耐药菌感染提供决策依据。

　　

ABSTRACT

抗菌药物耐药性（AMR）的上升已成为全球公共卫生重大挑战，其中革兰阴性杆菌通过耐药结节化细胞分裂（Resistance-Nodulation-Division, RND）超家族外排泵介导的耐药机制尤为突出。这类膜蛋白复合体能够主动将抗生素排出胞外，导致临床常用药物如四环素类、氨基糖苷类、β-内酰胺类、大环内酯类和氟喹诺酮类的治疗失败。

RND外排泵的结构与功能

RND家族作为六类主要外排泵系统中最具临床意义的一类，其独特的三元跨膜结构由内膜转运蛋白、周质适配器和外膜通道蛋白组成。以大肠杆菌AcrAB-TolC系统为代表，这类复合体形成跨越双层膜的连续通道，通过质子动力势驱动的构象变化，将药物从胞质或周质空间直接排出体外。冷冻电镜研究揭示，其底物结合口袋具有显著的可塑性，可识别分子量范围在300-2000 Da的多种化合物。

流行病学特征

基因组分析显示，RND泵在肠杆菌目（如肺炎克雷伯菌、阴沟肠杆菌）和非发酵菌（如铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌）中广泛存在。临床分离株中，acrB基因的过度表达与最低抑菌浓度（MIC）值升高呈正相关，尤其对亲脂性抗生素影响显著。值得注意的是，某些变种如MexB泵可通过单个氨基酸突变扩展其底物谱，甚至涵盖新型碳青霉烯类药物。

调控机制

RND泵的表达受多层级调控网络影响：

• 局部调控：局部转录因子（如AcrR）通过构象变化阻遏acrAB操纵子

• 全局调控：双组分系统（如BaeSR）响应环境压力激活外排泵基因

• 表观调控：小RNA（如MicF）通过降解靶mRNA实现转录后调控

  近期研究发现，某些临床菌株携带的插入序列（IS）元件可破坏调控区，导致外排泵持续高表达。

临床应对策略

针对RND泵的抑制策略主要包括：

1. 直接抑制剂：苯丙氨酸-精氨酸-β-萘酰胺（PAβN）等小分子通过竞争性结合转运蛋白发挥作用

2. 间接调节剂：靶向调控通路的化合物可降低泵表达水平

3. 协同给药：外排泵抑制剂与抗生素联用可恢复药物敏感性

   值得注意的是，天然产物如香芹酮衍生物显示出对MexAB-OprM系统的特异性抑制活性。

未来展望

单细胞组学技术的应用将有助于解析外排泵表达的异质性，而冷冻电镜与分子动力学模拟的结合可加速抑制剂设计。监测新兴变异体（如携带bla_NDM的AcrB突变体）的传播动态，对指导临床用药具有重要意义。