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不动杆菌研究热点,浙江大学 周华 俞云松,Rapid Increase of Publications (1999-2009),Search in Pubmed with term “Acinetobacter baumannii”,社区获得性不动杆菌感染 不动杆菌的致病机制 不动杆菌的耐药机制 不动杆菌消毒剂抗性研究 不动杆菌基因组研究 多粘菌素E和替加环素,自然界分布,自然界中广泛存在 土壤、水、食物容易分离 (A. johnsonii, A. lwoffii and A. radioresistens) 动物或人体皮肤表面和口咽部常见栖生菌(A. calcoaceticus and A. johnsonii) 多重耐药菌一般分离自医院环境或患者，以鲍曼为多见,Journal of Hospital Infection (2009) 73, 355-363,院内获得性感染：鲍曼为主,重症患者，尤其ICU：主要感染来自院内环境 外伤患者，地震、海啸等自然灾害，战地外伤：既往认为感染来自自然界，目前研究明确感染来自院内 院内感染来源：医院环境、感染或定植患者、医护人员传播、气溶胶传播,Journal of Hospital Infection (2009) 73, 355-363,社区获得性不动杆菌感染,PubMed 6项回顾性研究：3项台湾、1项香港、2项澳大利亚 80例患者，51例CAP、29例血流感染 56%患者死于感染因素 合并症包括：COPD、肾脏疾病、糖尿病、心脑血管疾病、恶性肿瘤 抽烟和酒精过量也可能为危险因素 热带、亚热带温湿气候是关键,Eur J Clin Microbiol Infect Dis (2007) 26:857868,社区获得性不动杆菌感染,PubMed 26项个例报道43例患者 38例肺炎，2例脑膜炎，1例皮肤软组织感染、1例眼内感染、1例心内膜炎 19例死亡，其中10例死于住院48小时内 其中3例患者无类似危险因素,Eur J Clin Microbiol Infect Dis (2007) 26:857868,社区获得性不动杆菌感染,PubMed 12项有关社区获得性不动杆菌感染研究 CAP中不动杆菌占1.3%25.9%，尿路感染1.5-2.8%，血流感染0-3.4%，细菌性脑膜炎2.9% 死亡率33.3-100%,Eur J Clin Microbiol Infect Dis (2007) 26:857868,不动杆菌的致病机制,不动杆菌感染的致病机制不甚清楚，毒力因子不多 尚未发现不动杆菌能分泌毒素或细胞溶解素 通过鲍曼与环境分离的A. baylyi比较基因组学研究发现菌毛、群体感应系统、IV分泌系统、铁摄取和代谢、脂多糖等构成了鲍曼的毒力组,IJAA. 35 (2010) 219226,低浓度乙醇刺激MDRAB生长,Journal of Medical Microbiology (2007), 56, 15951599.,1%乙醇增加MDRAB外膜蛋白A表达,Journal of Medical Microbiology (2007), 56, 15951599,低浓度乙醇增加AB毒力,a: E. coli OP50 + C. elegans b: E. coli OP50 + C. elegans + 1% ethanol c: A. baumannii + C. elegans d: A. baumannii + C. elegans + 1% ethanol,Genes Dev. 2007 21: 601-614,乙醇诱导49种不同功能基因的表达,乙醇诱导包括应激反应和致病基因的表达,热休克蛋白: 弱诱导 (Hsp90, GroEL, Lon) Permeases, 外排泵 (adeA and adeB) 磷脂酶C,鲍曼不动杆菌感染引起的细胞损害,Uninfected,Infected with A. baumanii,Dead cells,plc1:kan mutant,The role of phospholipase C (Plc1) in virulence,乙醇的作用,提供碳源 诱导应激反应 诱导磷脂酶 C 增加细胞毒性. 可能通过诱导铁摄取系统和高亲和力磷酸盐转运系统促进鲍曼不动杆菌生长,alcohol-based handrubs may make matters worse rather than better!,乙醇或含乙醇的手消液可能为MDRAB提供碳源,The Lancet Infectious Disease 2008.8,ATCC19606,CsuE突变株 对绵羊红细胞的吸附更多,Research in Microbiology 160 (2009) 213e218,CsuA/BABCDE编码长菌毛，短菌毛可能跟细胞吸附相关,不动杆菌耐药机制,L. Silvia Munoz-Price 358:1271-81.,天然携带的-内酰胺酶,AmpC酶：基础的低水平表达对广谱头孢菌素的活性影响很小 OXA-51型酶：处于基础低水平表达的菌株对所有-内酰胺类药物仍然敏感 IS（ISAba1，IS1135 等）：增加染色体介导-内酰胺酶基因表达，介导AmpC酶对头孢他啶、OXA-51为对碳青霉烯类抗生素耐药,醋酸钙不动杆菌对头孢菌素的通透性比铜绿假单胞菌低2-7倍； 碳青霉烯类、头孢菌素类抗生素在其外膜脂质中的扩散速率仅为大肠埃希菌的1-3； 鲍曼不动杆菌极可能有类似的特性,细胞膜天然的低通透性,强大的耐药基因获得能力,Acinetobacter baylyi ADP1拥有比大肠杆菌感受态细胞强大100倍的捕获外源DNA能力 错配修复系统mutS 的缺失增加了部分不动杆菌的突变频率,不动杆菌中的碳青霉烯酶,D类碳青霉烯酶 B类碳青霉烯酶 A类碳青霉烯酶,Anton Y. Peleg, et al. CMR. 2008, 21:538582.,CHDLs in A. baumannii,OXA-23是我国CRAB最主要的碳青霉烯酶,基因组序列分析证实OXA-23基因已经整合进入鲍曼不动杆菌染色体,插入序列ISAba1介导OXA基因的获得及其高水平表达，基因序列在Genebank登录号：DQ923478、DQ923479,OXA-23基因来源于A. radioresistens的基因组 OXA-23通过质粒转移至鲍曼，并且整合进入染色体，并在全球流行,产OXA-24、OXA-58的CRAB流行,OXA-24: 西班牙、比利时、法国、葡萄牙、美国 OXA-58: 西班牙、比利时、法国、土耳其、罗马尼亚、希腊、英国、意大利、澳大利亚、阿根廷、奥地利、美国、科威特、巴基斯坦,CHDLs的作用,鲍曼不动杆菌CIP70.10,pOXA-23,pOXA-58,Walther-Rasmussen et al. JAC 2006; 57: 373-83,OXA型碳青霉烯酶的作用,ISAba1提供的强启动子介导的高表达 CHDLs位于细菌胞浆时活性最高 CHDLs复合体活性比单体活性明显高，细菌胞内发挥作用的主要为酶的复合体，而复合体在体外不稳定,CHDLs体外对碳青霉烯类抗生素的分解能力是MBLs的1001000分之一,Walther-Rasmussen et al. JAC 2006; 57: 373-83 Brown S et al. JAC 2006; 57: 1-3,不动杆菌中的B类酶,IMP型：IMP-1, IMP-2, IMP-4, IMP-5, IMP-6, IMP-11, IMP-8 日本、香港、中国大陆 VIM-2、SIM-1：韩国 金属酶多位于I类整合子,一株产SIM-1 A. baylyi，SIM-1位于I类整合子,I类整合子结构与韩国报道一致，同时携带氨基糖苷类、氯霉素、SMZ耐药基因,不动杆菌中的NDM-1,2010年4月印度Chenna的3株鲍曼不动杆菌中发现NDM-1基因，同时携带OXA-23、armA基因，但未监测到肠杆菌科质粒 中国大陆报道在一株鲍曼不动杆菌中发现NDM-1基因,J Antimicrob Chemother 2010; 65: 22532270.,不动杆菌中的KPC,波多黎各一项监测中发现10株MDRAB KPC基因阳性，阳性率3.4% 基因型包括KPC-3、KPC-4、KPC-2、KPC-10 一株同时携带OXA-58 考虑KPC基因可能来自于肠杆菌科细菌,SHV型：SHV-12（湖州、汕头、广州；荷兰）、SHV-5（纽约）；SHV-48、-56、-71（中国） TEM型：TEM-116（荷兰），TEM-92（意大利） CTX-M型：CTX-M-2（日本、玻利维亚、南充）、 CTX-M-9（广州） PER型：PER-1（土耳其、韩国、法国、中国、比利时、俄国、罗马尼亚、美国、保加利亚）、PER-2（阿根廷） VEB型：VEB-1（法国、比利时、阿根廷）、VEB-3（台湾） GES-11（法国） RTG-4 (or CARB-10) （法国）,不动杆菌中的ESBLs,PER-1是鲍曼不动杆菌最主要的ESBL,CTX-M型、SHV型、VEB型ESBLs也有发现,CTX-M-3基因，位于一个 55kb 质粒，易于传递至大肠埃希菌受体菌,armA so widely in China 17 of 19 hospitals,在我国鲍曼不动杆菌，特别是CRAB中广泛分布,armA基因位于鲍曼质粒,目前测得9382bp片段的arm基因周围序列，与肠杆菌科已知序列完全一致： AF550415:弗氏枸橼酸杆菌pCTX-M3 AY522431:大肠埃希菌pMUR050 肺炎克雷伯、产酸克雷伯 位于转座子Tn1548,qnrA,阿及利亚鲍曼不动杆菌中发现qnrA基因 其他质粒介导喹诺酮耐药基因尚未在不动杆菌中报道 (qepA, aac(6)-ib-cr)?,Touati A. et al. DMID, 2008,60:287-90,上述结果表明，我国临床分离鲍曼不动杆菌尽管对抗菌药物耐药性严重，但对苯扎氯铵、葡萄糖醛酸氯己定和三氯生的敏感性很好。消毒过程中的不规范操作（如作用浓度过低或作用时间过短等）可能是其广泛播散的原因之一。,不动杆菌消毒剂抗性,Low-level resistance,High- and medium-level resistance,消毒剂抗性与生物被膜相关,The Hospital Infection. 2009.08.002,不动杆菌基因组研究,Genes Dev. 2007 21: 601-614,ATCC 17978: isolated from fatal meningitis of a 4-month-old infant,Genes Dev. 2007 21: 601-614,28个外来岛,研究内容：菌株的选择,产armA、MDRAB，克隆C、CC92,最能代表我国临床分离MDRAB,MDR-ZJ06基因组序列,鲍 曼 不 动 杆 菌 比 较 基 因 组 学,A. baumannii SDF: full susceptibility,A. baumannii AYE: MDRAB European clone ,AbaR 86-Kb 45个耐药基因,同源相似区域 20-Kb 无耐药基因,PLoS Genet 2006; 2: e7,ATPase ORF 可能的整合热点区域,A. baumannii ACICU：European clone II,AbaR2明显小于AbaR1，ca.20-Kb，7个耐药基因 耐药岛内部结构和AbaR1明显不同 具有较相似的5-和3-的保守序列，但缺失5-的ATPase结构,Antimicrob Agents Chemother 2008; 52: 2616-25,不同耐药岛内部存在差异,J Bacteriol 2008; 190: 8053-64,MDR-ZJ06的耐药岛,MDR-ZJ06中发现新的OXA-23转座结构Tn2009,pMDR-ZJ06,来源于鲍曼的I类整合子 来源于肠杆菌科的Tn1548 来源于肠杆菌科的质粒复制子,外排泵：下一个研究热点,So rich for multidrug transporters!,外排泵抑制剂能降低鲍曼不动杆菌碳青霉烯类抗生素MIC值,Our unpublished data,adeABC外排系统表达量在耐药与敏感组间差异有统计学意义,Our unpublished data,adeABC,不动杆菌中的外排泵,JAC (2007) 59, 12101215.,多粘菌素E对CRAB体外抗菌活性强,多粘菌素E对CRAB耐药率为10.8,Jian Li, et al. AAC, 2006, 50:29462950,多粘菌素E用药期间鲍曼不动杆菌耐药水平可能上升,多粘菌素的异质性耐药,群体分析发现3株临床血流感染MDRAB经多粘菌素E体外传代诱导后耐药亚群出现频率增加10-10000倍,*8mg/L * 48小时，64mg/L * 48小时,High resistance to colistin of MDRAB from Korea,Considering the increasing use of colistin, independent but frequent emergence of colistin resistance in MDRAB is of great concern.,Kwan Soo Ko, JAC 2007,60:1163-7 Young Kyoung Parka, DMID 2009, 64:43-51,BIG BUG!,多粘菌素耐药鲍曼不动杆菌,根据中国、巴西、美国、韩国等报道鲍曼不动杆菌对多粘菌素耐药率在5% 到 28%； 鲍曼不动杆菌对多粘菌素E的异质性耐药应当引起关注,替加环素,22 个研究包括2384 不