金属酶和丝氨酸碳青霉烯酶
碳青霉烯酶检测方法的研究进展
碳青霉烯酶检测方法的研究进展朱敏;邵彪;庞峰;赵岐刚【期刊名称】《中国实验诊断学》【年(卷),期】2016(020)008【总页数】4页(P1415-1418)【作者】朱敏;邵彪;庞峰;赵岐刚【作者单位】聊城市人民医院检验科，山东聊城 252000;聊城市人民医院检验科，山东聊城 252000;聊城市人民医院检验科，山东聊城 252000;聊城市人民医院检验科，山东聊城 252000【正文语种】中文近年来产生了许多碳青霉烯酶耐药的革兰氏阴性杆菌，如肠杆菌科细菌，铜绿假单胞菌及不动杆菌属。
碳青霉烯类抗生素是抵抗细菌侵犯的最后一道屏障，大量耐碳青霉烯酶菌株的出现导致临床面对多重耐药或者泛耐药细菌无药可用，对广大病患造成了不可挽回的损失。
因此在临床工作中快速检测出碳青霉烯酶，通过有力措施预防其迅速的播散，才可为临床治疗提供有力的保障。
碳青霉烯酶的检测方法不断改进完善，出现了改良Hodge实验、PCR检测、Carba NP检测、紫外分光光度法、MALDI-TOF质谱分析法等，本篇文章就碳青霉烯酶及碳青霉烯酶的检测方法加以简述，为检验工作者选择检测碳青霉烯酶的方法提供参考。
碳青霉烯酶是一类可以水解碳青霉烯酶类抗生素的β-内酰胺酶，它包括Ambler分子结构分类的A、B、D三类酶。
其中A类、D类为丝氨酸酶，B类酶为金属酶。
A类酶包括由质粒介导的KPC-1、KPC-2、GES-2，由染色体介导的NMC-A、IME-1、SME-1、SME-2、SME-3，主要见于肺炎克雷伯菌、阴沟肠杆菌、黏质沙雷菌等肠杆菌科类的细菌中。
A类酶的活性可以被克拉维酸或者他唑巴坦所抑制，对EDTA不敏感[1，2]。
B类金属酶分布广泛，可被EDTA抑制。
1989年Bush[3]首次将该酶归类为金属β-内酰胺酶。
可分为天然金属酶及获得性金属酶，获得性金属酶有5个不同的基因家族即IMP、VIM、SIM-1、SPM-1和GIM-1。
IMP家族多数由IMP-1基因突变产生，可以水解除氨曲南之外的β-内酰胺类抗生素，也不会被β-内酰胺酶抑制剂所抑制[4-5]。
β-内酰胺类抗生素β内酰胺酶抑制剂复方制剂临床应用专家共识
β-内酰胺类抗生素β内酰胺酶抑制剂复方制剂临床应用专家共识（2020年版）一、概述革兰阴性菌及少数革兰阳性菌对β-内酰胺类抗生素耐药的最重要机制是产生各种β-内酰胺酶。
β-内酰胺酶抑制剂能够抑制部分β-内酰胺酶，避免β-内酰胺类抗生素被水解而失活。
因此，β-内酰胺类抗生素/β-内酰胺酶抑制剂复方制剂（简称β-内酰胺酶抑制剂复方制剂）是临床治疗产β-内酰胺酶细菌感染的重要选择。
我国临床使用的β-内酰胺酶抑制剂复方制剂的种类和规格繁多，临床工作者对该类制剂的特点了解参差不齐，临床不合理使用问题比较突出。
二、主要β-内酰胺酶及产酶菌流行情况β-内酰胺酶是由细菌产生的，能水解β-内酰胺类抗生素的一大类酶。
β-内酰胺酶种类繁多，有多种分类方法，最主要的分类方法有两种：一、是根据β-内酰胺酶的底物、生化特性及是否被酶抑制剂所抑制的功能分类法（Bush分类法），其将β-内酰胺酶分为青霉素酶、广谱酶、超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）、头孢菌素酶（AmpC酶）和碳青霉烯酶等；二、是根据β-内酰胺酶末端的氨基酸序列特征的分子生物学分类法（Ambler 分类法），将β-内酰胺酶分为丝氨酸酶（包括A类、C类酶和D类酶）及金属酶（B类酶）。
目前引用较多的是1995年Bush等基于上述二种方法建立的分类方法，2019年Bush等又将该分类表进一步完善和细化（表1）。
其中临床意义最大的是下列三类β-内酰胺酶：表1常见β-内酰胺酶分类及特点，常见酶抑制剂抑酶活性1、ESBLs主要属2be\2br\2ber类酶，是由质粒介导的能水解青霉素类、头孢菌素及单环酰胺类等β-内酰胺类抗生素的β-内酰胺酶，其对碳青霉烯类和头霉素类水解能力弱。
ESBLs主要由肠杆菌科细菌产生，以肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、变形杆菌最为常见。
根据编码基因的同源性，ESBLs可分为TEM型、SHV型、CTX-M型、OXA型和其他型共5大类型。
2、AmpC酶属C类酶，通常由染色体介导，可以被β-内酰胺类抗生素诱导。
碳青霉烯类抗菌药物的比较与选用-文献报告
流感嗜血杆菌
大肠埃希菌 克雷伯菌 大肠杆菌/克雷伯菌ESBL+
+
+ + +
+
+ + +
+
+ + +
+
+ + +
大肠杆菌/克雷伯菌KPC+
肠杆菌 沙雷菌 沙门菌 志贺菌
0
+ + +
0
+ + +
0
+ + +
0
+ + + +
碳青酶烯类抗菌药物的抗菌谱比较 + + +
碳青酶烯类抗菌药物的抗菌谱比较
革兰阴性菌（热病）
+
± 0 +
+
0 0 +
+
+ ± +
+
± 0 +
甲氧西林耐药金葡菌MRSA
社区获得性甲氧西林耐药金 葡菌CA-MRSA 表皮葡萄球菌 杰克棒状杆菌 单核细胞增生李斯特菌
0 0
+ +
0 0
+ 0 ±
0 0
+ 0 +
0 0
+ +
革兰阴性菌（热病）
微生物 淋病奈瑟菌 脑膜炎球菌 卡他莫拉菌 多尼培南 + + + 厄他培南 + + + 亚胺培南 + + + 美罗培南 + + +
其结构与青霉素类的青霉环相似，不同之处在于噻唑环上的硫原子为碳所
β内酰胺酶抑制剂复方制剂的分类及特点
替卡西林/克拉维酸对不动杆菌属活性差。
头孢哌酮/舒巴坦、头孢他啶/阿维巴坦、亚胺培南‐西司他丁/雷利巴坦和美罗培南/ 法硼巴坦对肠球菌无抗菌活性。
特点
细菌
链球菌属 MSSA
粪肠球菌 屎肠球菌 卡他莫拉菌 流感嗜血杆菌 大肠埃希菌属 克雷伯菌属 肠杆菌属 铜绿假单胞菌 嗜麦芽窄食假单胞菌 不动杆菌属
➢ 丝氨酸酶（A、C、D类酶） ➢ 金属酶（B类酶）
2
特点
特点
序号
1
2
3 4 5 6
特点
哌拉西林/他唑巴坦、亚胺培南‐西司他丁/雷利巴坦和美罗培南/法硼巴坦对嗜麦芽窄 食单胞菌活性低。 染色体介导的头孢菌素酶在哌拉西林/他唑巴坦或头孢哌酮/舒巴坦治疗期间可因诱导 选择出高产AmpC酶菌株而对其耐药。 头孢他啶/阿维巴坦、亚胺培南‐西司他丁/雷利巴坦和美罗培南/法硼巴坦对碳青霉烯 类抗生素耐药的和产AmpC酶的肠杆菌科细菌有很强的抗菌活性。
氨苄西林 舒巴坦 ++ ++ ++ + + +++ ++ + ++
阿莫西林 克拉维酸
+++ +++ ++
+ ++ +++ ++ + -
替卡西林 哌拉西林 头孢哌酮 克拉维酸 他唑巴坦 舒巴坦
+
+
+
+
+
+
+
+
-
替加环素和其他广谱抗菌药物对产丝氨酸碳青霉烯酶和金属β内酰胺酶的肠杆菌科细菌的抗菌活性：SENTRY监
ｏ ａｃ ｅ ｉ ｃ ａ ｂ ｔ ｒ ａ ｅ ｅ：ｒ ｐｏ ｔｆ ｏ ｔ ｅ Ｓ ｅ ｒ ｒ ｍ ｈ ＥＮＴＲＹ Ａｎｔｍ ｉ ｒ ｂ ａ ｕ ｖ ｉｌ ｎ ｅ Ｐｒ ｇ ａ ｉ ｃ ｏ ｉ ｌＳ ｒ ｅ ｌａ ｃ ｏ ｒ ｍ
肠 杆 菌科 细 菌 对碳 青 霉 烯 类 抗 生 素 的 耐 药 性 可 以 由 过 量产 生 Ａ Ｃ酶 且 同 时 外 膜 孔 道 蛋 白 大 量 缺 失 和 （ ） 排 ｍｐ 或 外 泵 过 量表 达 ， 或产 生 能 水 解 碳 青 霉 烯 类 的 口内 酰 胺 酶 引 起 。 这些 碳 青 霉 烯 酶 可 以分 为 金 属 Ｂ内 酰 胺 酶 （ Ｌ 和 丝 氨 酸 ＭＳ ）
［ ］ 徐楠 ， 海 ， 江 汉 ． 球 菌性 脑 膜 炎 的 药 物 治 疗 近 况 及 进 展 ５ 温 陈 隐
＿］ 中 国真 菌 学 杂 志 ，０ ６ １４ ：４ —５ ． Ｊ． ２ ０ ，（ ）２ ８２ ２
收 稿 日期 ：０ ９ ０ — ５ ２ ０ ６ １
・
信 息 交 流 ・
替加 环 素和 其他 广 谱抗 菌 药物 对产 丝 氨 酸碳 青霉 烯 酶 和 金属 肛内酰胺 酶 的肠 杆 菌科 细 菌 的抗 菌活 性 ： Ｓ ＮＴ Ｅ ＲＹ 监 测 网 络 的 报 告
中国 感 染 与 化 疗 杂 志 ２ １ ０ ０年 １月 ２ 日 第 １ 卷 第 １期 ＣｈｎＪＩｆｃ Ｃ ｅ ｔｅ ， ａ ２１（ （ ） （ ） ｉ ｎｅｔ ｈ ｍｏｈ ｒ Ｊｎ （ ） １ ，Ｖｏ １ ，Ｎｏ １ ｌ ０
４ ３
物 ， ］ 其疗 效 与疗 程 、 剂量 呈 正 相 关 ， 总 随着 疗 程 的 延 长及 总剂 量 的增 加 ， 愈 率 明显 提 高 ， 达 ７ 治 可 ０
KPC酶研究进展
SUMMARY
如果临床菌株对第三、第四代头孢菌素"R",
厄他培南≥2μg/ml〔19-21mm>
*亚胺培南、美罗培南2-4μg/ml 〔16-
21mm>
应进行改良 Hodge 试验
对碳氢酶烯类抗生素敏感而Hodge 试验 〔+的菌 株,CLSI建议：报告MIC值,但不报告"S"
放映结束 感谢各位的批评指导！
肠杆菌属
注解
源于肺炎克雷伯菌的暴发流行 源于产酸克雷伯菌的散在发生
大肠埃希菌
沙门菌属 弗劳地枸橼酸杆菌
散在发生
沙雷菌属
铜绿假单胞菌– 哥伦比亚 &波多黎各
两株肺炎克雷伯菌的RAPD分析
对上海地区分离的肺炎克 雷伯菌〔A1500和XX地 区分离的肺炎克雷伯菌 〔K1做随机扩增的多态性 DNA〔 RAPD分析,证明 两株菌株不是同一克隆型
KPC酶的检测
实验室检测产KPC菌株
问题: 1> 一些菌株表现为低水平的碳氢酶烯类抗
生素耐药,甚至敏感
2> 有些自动化系统尚不能发现低水平耐药
产KPC菌株对亚胺培南的敏感性
No. of Isolates
60 40 20 0
≤1
S*
Im ipe ne mI
R
2
4
8
16
32
>32
12%的检测MIC菌(m株g/m对l) 亚胺培南敏感
KPC, SME, 肠杆菌科
IMI, NMC, (铜绿中报道较少) GES
Class B
IMP, VIM, 铜绿假单胞菌
(金属-b-内酰胺酶) GIM, SPM 肠杆菌科细菌
β-内酰胺类抗生素β内酰胺酶抑制剂复方制剂临床应用专家共识(2020版)
β-内酰胺类抗生素β 内酰胺酶抑制剂复方制剂临床应用专家共识（ 2020 年版）一、概述革兰阴性菌及少数革兰阳性菌对β-内酰胺类抗生素耐药的最重要机制是产生各种β-内酰胺酶。
β-内酰胺酶抑制剂能够抑制部分β-内酰胺酶，避免β-内酰胺类抗生素被水解而失活。
因此，β-内酰胺类抗生素/β-内酰胺酶抑制剂复方制剂（简称β-内酰胺酶抑制剂复方制剂）是临床治疗产β-内酰胺酶细菌感染的重要选择。
我国临床使用的β-内酰胺酶抑制剂复方制剂的种类和规格繁多，临床工作者对该类制剂的特点了解参差不齐，临床不合理使用问题比较突出。
二、主要β-内酰胺酶及产酶菌流行情况β-内酰胺酶是由细菌产生的，能水解β-内酰胺类抗生素的一大类酶。
β-内酰胺酶种类繁多，有多种分类方法，最主要的分类方法有两种：一、是根据β-内酰胺酶的底物、生化特性及是否被酶抑制剂所抑制的功能分类法（ Bush 分类法），其将β-内酰胺酶分为青霉素酶、广谱酶、超广谱β-内酰胺酶（ ESBLs）、头孢菌素酶（ AmpC 酶）和碳青霉烯酶等；二、是根据β-内酰胺酶末端的氨基酸序列特征的分子生物学分类法（Ambler 分类法），将β-内酰胺酶分为丝氨酸酶（包括 A 类、C 类酶和D 类酶）及金属酶（ B 类酶）。
目前引用较多的是 1995 年 Bush 等基于上述二种方法建立的分类方法，2019 年Bush 等又将该分类表进一步完善和细化（表1）。
其中临床意义最大的是下列三类β-内酰胺酶：表 1 常见β-内酰胺酶分类及特点，常见酶抑制剂抑酶活性1、ESBLs 主要属 2be\2br\2ber 类酶，是由质粒介导的能水解青霉素类、头孢菌素及单环酰胺类等β-内酰胺类抗生素的β-内酰胺酶，其对碳青霉烯类和头霉素类水解能力弱。
ESBLs 主要由肠杆菌科细菌产生，以肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、变形杆菌最为常见。
根据编码基因的同源性，ESBLs 可分为 TEM 型、SHV 型、CTX-M 型、OXA 型和其他型共 5 大类型。
β-内酰胺类抗生素β内酰胺酶抑制剂复方制剂临床应用专家共识(2020年版)
β-内酰胺类抗生素β内酰胺酶抑制剂复方制剂临床应用专家共识（2020年版）一、概述革兰阴性菌及少数革兰阳性菌对β-内酰胺类抗生素耐药的最重要机制是产生各种β-内酰胺酶。
β-内酰胺酶抑制剂能够抑制部分β-内酰胺酶，避免β-内酰胺类抗生素被水解而失活。
因此，β-内酰胺类抗生素/β-内酰胺酶抑制剂复方制剂（简称β-内酰胺酶抑制剂复方制剂）是临床治疗产β-内酰胺酶细菌感染的重要选择。
我国临床使用的β-内酰胺酶抑制剂复方制剂的种类和规格繁多，临床工作者对该类制剂的特点了解参差不齐，临床不合理使用问题比较突出。
二、主要β-内酰胺酶及产酶菌流行情况β-内酰胺酶是由细菌产生的，能水解β-内酰胺类抗生素的一大类酶。
β-内酰胺酶种类繁多，有多种分类方法，最主要的分类方法有两种：一、是根据β-内酰胺酶的底物、生化特性及是否被酶抑制剂所抑制的功能分类法（Bush分类法），其将β-内酰胺酶分为青霉素酶、广谱酶、超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）、头孢菌素酶（AmpC酶）和碳青霉烯酶等；二、是根据β-内酰胺酶末端的氨基酸序列特征的分子生物学分类法（Ambler分类法），将β-内酰胺酶分为丝氨酸酶（包括A类、C类酶和D 类酶）及金属酶（B类酶）。
目前引用较多的是1995年Bush等基于上述二种方法建立的分类方法，2019年Bush等又将该分类表进一步完善和细化（表1）。
其中临床意义最大的是下列三类β-内酰胺酶：表1 常见β-内酰胺酶分类及特点，常见酶抑制剂抑酶活性1、ESBLs主要属2be\2br\2ber类酶，是由质粒介导的能水解青霉素类、头孢菌素及单环酰胺类等β-内酰胺类抗生素的β-内酰胺酶，其对碳青霉烯类和头霉素类水解能力弱。
ESBLs主要由肠杆菌科细菌产生，以肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、变形杆菌最为常见。
根据编码基因的同源性，ESBLs可分为TEM型、SHV型、CTX-M型、OXA型和其他型共5大类型。
2、AmpC酶属C类酶，通常由染色体介导，可以被β-内酰胺类抗生素诱导。
泛耐药鲍曼不动杆菌的耐药机制及治疗策略
泛耐药鲍曼不动杆菌的耐药机制及治疗策略摘要】近年来，泛耐药鲍曼不动杆菌感染日渐增多，对临床构成严重威胁。
本文就鲍曼不动杆菌对临床主要使用的抗菌药物的耐药机制研究进展及感染治疗策略做一综述。
【关键词】泛耐药鲍曼不动杆菌耐药机制感染治疗近年来，随着广谱抗菌药物的广泛应用，泛耐药鲍曼不动杆菌（P D R-A b）在医院被检出率日益增多，给临床抗感染治疗带来很大困难。
P D R-A b是指对头孢菌素、碳青霉烯类、氨基糖苷类、氟喹诺酮类、B-内酰胺酶抑制剂的复合制剂均耐药，但不包括多粘菌素和替加环素[1]。
本文就鲍曼不动杆菌对临床主要使用的抗菌药物的耐药机制研究进展及感染治疗策略做一综述。
1 耐药机制1.1 对头孢类抗菌药物耐药机制鲍曼不动杆菌对头孢类抗菌药物产生耐药的机制，专家达成共识的主要有以下几点：①产生B-内酰胺水解酶，以水解和非水解的方式破坏抗菌药物化学结构上的B-内酰胺环，使抗菌药物失活；②改变青霉素结合蛋白位置，使抗菌药物无法与之结合而失效；③改变自身结构及外膜孔蛋白数量、分布，使细菌外膜对抗菌药物通透性下降；④外排泵活性增强，使得抗菌药物在细菌体内达不到有效抑菌浓度。
1.2 对碳青霉烯类抗菌药物的耐药机制主要是产生了碳青霉烯水解酶。
碳青霉烯酶是指能够明显水解至少亚胺培南或美罗培南的一类B内酰胺酶，它包括Amb l er分子分类为A类、B类、D类3类酶[2]。
其中A类、D类为丝氨酸酶，B类为金属酶，在不动杆菌属中，最主要的碳青霉烯酶是D类酶。
目前报道D类酶按照氨基酸同源性，可分为8组，在鲍曼不动杆菌中报道的主要是OXA-23组、OXA-24组、OXA-51组及O x A-58组这4组[3]。
据报道，国内大部分泛耐药鲍曼不动杆菌产生的是OXA-23型碳青霉烯酶。
fzal-Shah[4]等研究发现，OXA-23型碳青霉烯酶对碳青霉烯类抗菌药物的水解活性较低，其他因素如外膜通透性降低及主动外排系统增强可能介导耐药。
CRE感染的治疗原则与药物概述
CRE感染的治疗原则与药物概述目录CRE感染的治疗原则与药物概述 (1)耐药相关概念 (1)CRE感染的抗菌治疗原则 (1)CRE感染主要治疗药物 (2)双碳青霉烯治疗（DCT） (2)阿维巴坦（Avibactam） (2)法硼巴坦（Vaborbactam）和雷利巴坦（Relebactam） (3)替加环素（Tigecycline） (4)伊拉瓦环素（Eravacycline） (4)氨基糖苷（Aminoglycosides） (4)拉唑米星（Plazomicin） (4)黏菌素（Colistin） (5)磷霉素（Fosfomycin） (5)耐药相关概念1. CRE最新定义肠杆菌科细菌满足以下任一条件，该菌即为CRE：①对任意碳青霉烯类抗菌药物耐药，亚胺培南、美罗培南或多利培南的最低抑菌浓度（MIC）≥4 mg/L或厄他培南MIC≥2 mg/L；②产生碳青霉烯酶：③对于天然对亚胺培南非敏感细菌（如摩根菌、变形杆菌属、普罗威登菌属）需参考除亚胺培南外的其他碳青霉烯类抗菌药物的MIC。
2. β-内酰胺酶分类结合β-内酰胺酶的底物、生化特性及是否被酶抑制剂所抑制的功能分类法（Bush分类法）和β-内酰胺酶末端的氨基酸序列特征的分子生物学分类法（Ambler 分类法），临床最常见的是以下三类：ESBL、Ampc、碳青霉烯酶。
碳青霉烯酶又分为OXA 酶、丝氨酸碳青霉烯酶、金属酶。
CRE感染的抗菌治疗原则（1）临床无菌标本分离到CRE，多为致病菌，病死率高，应及时给予有效的抗菌治疗，如为血流感染，应尽力寻找、积极处理感染源。
如为非无菌体液分离到CRE需区分定植还是感染。
（2）抗感染治疗包括单药治疗和联合治疗，由于CRE有效治疗药物有限，应尽可能根据药敏结果结合感染部位选择抗菌治疗方案。
单药治疗可根据感染部位抗菌药物浓度、抗菌药物特点及MIC值选择敏感抗菌药物。
但CRE感染常需联合使用抗菌药物，尤其是血流感染（目前除头孢他啶/阿维巴坦敏感的可以单药治疗）、中枢神经系统感染和同时存在多部位感染的患者。