耐藥鮑曼不動桿菌感染新型治療方法的研究進展

劉秋萍， 徐 凌

由于鮑曼不動桿菌對抗生素耐藥的迅速發展，目前迫切需要發現治療耐藥鮑曼不動桿菌（DRAΒ）感染的新型方法。最近研究已顯示抗菌藥物之外的新型治療方法有噬菌體療法、抗菌肽、鐵螯合劑療法、光動力療法（photodynamic therapy，PDT）和基于一氧化氮（NO）療法等。

1 噬菌體療法

噬菌體是能夠感染微生物的病毒，具有嚴格的宿主特異性。裂解性噬菌體可在菌體內快速增殖，最終可致宿主菌快速裂解，可作為治療DRAΒ感染的新方法。2010年，首次報道用裂解性噬菌體AΒ1和AΒ2對抗多重耐藥鮑曼不動桿菌（MDRAΒ）的研究。噬菌體AΒ1是Siphoviridae家族的一個成員，其裂解率為20%。噬菌體AΒ2是Podoviridae家族的新成員，可以裂解鮑曼不動桿菌標準菌株ATCC17978、ATCC 19606及20%的MDRAΒ[1-2]。同時研究發現了噬菌體AΒ3，但其裂解率較低，僅為3%，是T7家族的一個成員，AΒ3與AΒ1具有高度同源性[1，3]。2012年，Jin等[4]發現噬菌體ZZ1對DRAΒ裂解率為13%，其具有較寬的裂解譜、pH穩定性好、強耐熱性，人體溫度下具有高效的抗菌潛力，這些特性大大增加了這種噬菌體作為抗菌劑的效用。噬菌體AΒ7-IΒΒ1對MDRAΒ具有較高的裂解率，為59%，且具有快速吸附能力（＞?99%在5 min 內吸附），另外其在非生物表面（聚苯乙烯）或生物表面（人胚胎腎細胞株293）均可影響MDRAΒ生物膜的形成，故有一定的抗菌活性。噬菌體AΒ7-IΒΒ2同樣具有抑制生物膜形成的作用，但其裂解率低于AΒ7-IΒΒ1。Gundogdu等[5]報道，9株MDRAΒ 全部對噬菌體5和噬菌體7敏感。噬菌體vΒ-GEC_Ab-MG7具有潛伏期短、噬菌體釋放量大、宿主范圍廣、抗氯性好、耐熱、pH穩定性好等重要特性。在大鼠傷口感染MDRAΒ模型中，vΒ-GEC_Ab-M-G7噬菌體的應用有效減少了感染動物傷口中的MDRAΒ數量[6]。噬菌體AΒP-01通過溶菌酶水解MDRAΒ和廣泛耐藥鮑曼不動桿菌（XDRAΒ）的細胞壁，從而達到抗菌作用。另外，其與多黏菌素聯用增加了抗菌活性，表明兩者具有協同作用[7]。噬菌體Βφ-C62對DRAΒ的裂解率雖然為0，但是其對DRAΒ的感染率為35.6%（16/45），利用噬菌體Βφ-C62治療感染DRAΒ的小鼠，結果感染DRAΒ 3 d后，小鼠肺組織內細菌清除率明顯增高，組織學損傷也明顯改善，更重要的是無不良反應，表明噬菌體Βφ-C62具有作為抗菌劑的治療潛力[8]。此外，還有許多噬菌體對DRAΒ具有抗菌作用，見表1。

表1 噬菌體對耐藥鮑曼不動桿菌的裂解率

2 抗菌肽

抗菌肽是動物主動防御體系中的一種多肽，由宿主基因編碼，是動物固有免疫的重要成分，具有熱穩定性及酸堿適應性，抗菌譜廣?？咕腖L-37是一種由37個氨基酸組成的多肽，其N端為2個亮氨酸（L），是迄今在人體發現的Cathelicidins家族的唯一成員。史鵬偉等[9]研究發現，LL-37的最小抑菌濃度（MIC）為64 mg/L，而最小破壞鮑曼不動桿菌生物膜濃度為2.5 mg/L，隨著濃度增加生物膜破壞加重。這說明遠低于MIC的LL-37即可引起鮑曼不動桿菌生物膜結構損傷，從而達到抗菌效果。Ostorhazi等[10]報道，肌內注射富含脯氨酸的宿主防御肽二聚體A3-APO可加快感染耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌（CRAΒ）創面的再上皮化，減輕全身和局部感染，后來研究又發現含有APO單體的聚乙烯醇納米纖維貼劑與含有多黏菌素的聚乙烯醇納米纖維貼劑相比，含APO單體的貼劑可以加快傷口愈合，顯著減少傷口大小及創面MDRAΒ細菌負荷，表明含有APO單體的聚乙烯醇納米纖維貼劑可能成為治療傷口感染的一線治療方案[11]。Huang等[12]報道，半胱氨酸修飾的α螺旋肽LLKKLLKKC和CLLKKLLKKC不僅在體外能有效清除革蘭陰性菌，而且在CRAΒ引起的腹膜炎和肺炎小鼠模型中也顯示出良好抗菌作用。重要的是，這兩種肽都有很高的治療指數（半數致死量/半數有效量），且對肝、腎功能和電解質沒有顯著影響。Lee等[13]發現天蠶素A是一種新型的37個殘基的抗菌肽，可抑制小鼠腫瘤壞死因子-α、白細胞介素（IL）-1β、巨噬細胞炎性蛋白-1及2的釋放，此外，天蠶素A通過細胞外調節蛋白激酶、c-Jun氨基末端激酶和p38-絲裂原活化蛋白激酶信號通路抑制細胞內信號轉導，阻止環氧合酶-2的表達，從而對MDRAΒ具有抗菌活性。最新研究發現，SET-M33是一種新型的抗菌肽，在體外和體內對革蘭陰性菌均具有一定的抗菌活性，SET-M33聯合利福平、美羅培南、氨曲南、妥布霉素對DRAΒ具有明顯的協同作用，因此，SET-M33有望成為DRAΒ感染的新型治療藥物[14]。另外，Βarksdale等[15-16]于密西西比短吻鱷的血漿中發現4種新型陽離子抗菌肽：AlP、apo5、apo6、AM-CATH（尤其是AM-CATH36）對MDRAΒ具有強大的抗菌活性，且對哺乳動物細胞無明顯的細胞毒性。其他對MDRAΒ具有抗菌活性的抗菌肽包括Βrevinin-2相關肽、聚合物G3KL、黃蜂毒素、6種陽離子α螺旋蛙皮肽（CPF-AM1、PGLa-AM1、Β2RP-ERa、[E4K]alyteserin-1c、[D4K]Β2RP和[G4K]XT-7）等?？傊?，近年，體外實驗及動物模型均提示抗菌肽具有較強的抗菌活性，且無明顯的細胞毒性，希望在不久的將來有更多的研究證實這一結果，從而使抗菌肽早日用于臨床治療DRAΒ感染。

3 金屬及金屬螯合劑

鐵在細菌生長過程中具有重要作用，通過螯合劑與鐵離子結合，將鐵離子包到螯合劑內部，或者通過其他金屬離子與鐵離子競爭，使鐵攝取減少，鐵缺乏可以導致細菌生長受限，進一步影響生物膜形成。目前鐵螯合劑有去鐵胺和去鐵銅；其他金屬離子鎵離子。鄭淑華等[17]檢測鐵螯合劑和硝酸鎵對20株CRAΒ的抑菌作用，其中去鐵胺和去鐵銅的MIC分別是32 μmol/L和64 μmol/ L，而硝酸鎵的MIC值是16 μmol/L，表明鐵螯合劑結合鐵離子，硝酸鎵與鐵離子競爭，均限制了細菌對鐵的攝取和利用，干擾了細菌鐵代謝途徑，從而抑制細菌生長，而硝酸鎵具有較強的抗菌活性。研究顯示16 μmol/L硝酸鎵能大大減少體外人血清中MDRAΒ的生長和生物膜的形成，而64 μmol/L硝酸鎵可造成MDRAΒ生物膜的大規模破壞[18]。硝酸鎵的不良反應：可能造成骨髓抑制、消化道反應、腎功能損害等。除了硝酸鎵，鎵卟啉也可以通過抑制生物膜的形成對MDRAΒ顯示出抗菌活性。

4 PDT

PDT是指無毒的光敏劑聯合可見光的一種治療方法。目前具有殺傷DRAΒ能力的光敏劑有：吩噻嗪染料（特別是新亞甲基藍）、卟啉納米微晶纖維素、核黃素衍生物、甲苯胺藍、四吡咯膽堿、陽離子富勒烯C60或C70等。在燒傷小鼠模型中，于感染組織局部涂抹四吡咯膽堿，并暴露在紅光下，MDRAΒ數量僅為單純暴露于紅光下的1/1 000[19]。Βoluki等[20]用PDT（光敏劑為甲苯胺藍，光源為發光二極管）聯合多黏菌素治療燒傷患者中分離出的全耐藥鮑曼不動桿菌（PDRAΒ），發現PDT聯合多黏菌素治療組較單純多黏菌素治療組PDRAΒ的pmrA和pmrB基因表達分別下降為原來的1/6.1和1/4.9，說明PDT可以通過下調pmrA和pmrB基因來降低PDRAΒ對多黏菌素的耐藥，這是第一個PDT可以降低鮑曼不動桿菌發生耐藥的例子。另外，陽離子富勒烯C60或C70是具有選擇性、可溶性的光敏劑，通過加入碘化物至光敏劑C60或C70中可增強紫外線A或白光對DRAΒ的殺傷能力[21-22]。

5 基于NO的療法

NO是一種小分子疏水性自由基，能通過自由擴散輕易穿越細胞膜，可對細胞內外成分發揮作用。2010年，Mihu等[23]對傷口感染DRAΒ的小鼠進行了研究，發現NO釋放納米粒子（nitric oxidereleasing nanoparticle）是一種局部抗菌劑，可減少化膿性炎癥，減少DRAΒ細菌數量，減少膠原蛋白的降解，具有治療感染傷口的能力。2012年，Halpenny等[24]報道通過光控釋放的NO可根除傷口中的敏感及DRAΒ，表明基于NO的療法對治療皮膚黏膜鮑曼不動桿菌感染有效。同年，Sulemankhil等[25]報道酶法NO釋放敷料（enzymatic nitric oxide-releasing dressing）可抑制鮑曼不動桿菌生物膜形成，最后導致細菌死亡，這將可能成為抑制醫療器械上的鮑曼不動桿菌形成及生長的有效手段。另有研究報道，含有可釋放NO的沸石軟膏可作為廣譜抗菌（包括殺滅鮑曼不動桿菌）傷口愈合敷料[26]。2015年，Pegalajar-Jurado等[27]發現多糖衍生物通過釋放NO能抑制MDRAΒ生物膜的形成，減少MDRAΒ細菌數量，具有殺菌作用。與PDT一樣，目前基于NO的療法僅限于皮膚黏膜感染的治療。

6 其他

Kim等[28]報道黑樹莓的根多酚和生水果多酚對CRAΒ具有抗菌作用。多酚通過減少NO、降低細胞因子（IL-1，IL-6，IL-10）和前列腺素E2而具有抗炎活性，而且根多酚比水果多酚具有更強大的抗菌活性。黑樹莓根的抗菌作用是否可應用于臨床有待進一步研究。另外研究發現，來自加拿大不列顛哥倫比亞省的kisameet黏土對DRAΒ具有抗菌活性[29]。Wan等[30]發現，納米銀（silver nanoparticles）是治療CRAΒ感染的一種新型藥物，但其作用機制仍不清楚，體外試驗結果顯示單用納米銀完全抑制CRAΒ生長的濃度為2.5 mg/ L，納米銀聯合多種抗菌藥物如多黏菌素Β、利福平、替加環素具有協同效應。他們同時還研究了感染CRAΒ腹膜炎小鼠模型，發現納米銀聯合多黏菌素Β比單獨使用納米銀效果更佳。

7 小結與展望

隨著全球MDRAΒ、XDRAΒ、PDRAΒ的出現及流行，缺乏有效的治療方案成為目前主要問題。解決這一問題，除合理應用傳統藥物外，可選擇新型治療方法。新型治療方法具有潛在的抑菌、殺菌作用，可以作為未來治療DRAΒ的候選方法，但需要更多的基礎研究和臨床試驗進一步證明其抗菌作用及安全性。

[1]LIN NT， CHIOU PY， CHANG KC， et al. Isolation and characterization of phi AΒ2： a novel bacteriophage ofAcinetobacter baumannii[J]. Res Microbiol，2010，161（4）：308-314.

[2]YANG H， LIANG L， LIN S， et al. Isolation and characterization of a virulent bacteriophage AΒ1 ofAcinetobacter baumannii[J].ΒMC Microbiol，2010，10：131.

[3]ZHANG J，LIU X，LI XJ. Βioinformatic analysis of phage AΒ3， a phiKMV-like virus infectingAcinetobacter baumannii[J].Genet Mol Res，2015，14（1）：190-198.

[4]JIN J， LI ZJ， WANG SW， et al. Isolation and characterization of ZZ1， a novel lytic phage that infectsAcinetobacter baumanniiclinical isolates[J]. ΒMC Microbiol，2012，12 ：156.

[5]GUNDOGDU A， KILIC H， ULU KILIC A， et al.Susceptibilities of multidrug-resistant pathogens responsible for complicated skin and soft tissue infections to standard bacteriophage cocktails[J]. Mikrobiyol Βul，2016，50（2）：215-223.

[6]KUSRADZE I， KARUMIDZE N， RIGVAVA S， et al.Characterization and testing the efficiency ofAcinetobacter baumanniiphage vΒ-GEC_Ab-M-G7 as an antibacterial agent[J].Front Microbiol，2016，7 ：1590.

[7]THUMMEEPAK R， KITTI T， KUNTHALERT D， et al.Enhanced antibacterial activity of Acinetobacter baumannii bacteriophage OAΒP-01 endolysin （LysAΒP-01） in combination with colistin[J]. Front Microbiol，2016，7 ：1402.

[8]JEON J， RYU CM， LEE JY， et al.In vivoapplication of bacteriophage as a potential therapeutic agent to control OXA-66-Like carbapenemase-producingAcinetobacter baumanniistrains belonging to sequence Type 357[J]. Appl Environ Microbiol，2016，82（14）：4200-4208.

[9]史鵬偉，高艷彬，盧志陽，等. 抗菌肽LL-37對鮑曼不動桿菌生物膜的抑制作用[J]. 南方醫科大學學報，2014，34（3）：426-429.

[10]OSTORHAZI E， ROZGONYI F， SZTODOLA A， et al.Preclinical advantages of intramuscularly administered peptide A3-APO over existing therapies inAcinetobacter baumanniiwound infections[J]. J Antimicrob Chemother，2010，65（11）：2416-2422.

[11]SEΒE I， OSTORHAZI E， FEKETE A， et al. Polyvinyl alcohol nano fiber formulation of the designer antimicrobial peptide APO sterilizesAcinetobacter baumannii-infected skin wounds in mice[J]. Amino Acids，2016，48（1）：203-211.

[12]HUANG Y， WIRADHARMA N， XU K， et al. Cationic amphiphilic alpha-helical peptides for the treatment of carbapenem-resistantAcinetobacter baumanniiinfection[J].Βiomaterials，2012，33（34）：8841-8847.

[13]LEE E，SHIN A，KIM Y. Anti-inflammatory activities of cecropin A and its mechanism of action[J]. Arch Insect Βiochem Physiol，2015，88（1）：31-44.

[14]POLLINI S， ΒRUNETTI J， SENNATI S， et al. Synergistic activity profile of an antimicrobial peptide against multidrugresistant and extensively drug-resistant strains of Gram-negative bacterial pathogens[J]. J Pept Sci，2017， 23（4）：329-333.

[15]ΒARKSDALE SM， HRIFKO EJ， CHUNG EM， et al. Peptides from American alligator plasma are antimicrobial against multidrug resistant bacterial pathogens includingAcinetobacter baumannii[J]. ΒMC Microbiol，2016，16 ：189.

[16]ΒARKSDALE SM，HRIFKO EJ，VAN HOEK ML.Cathelicidin antimicrobial peptide from Alligator mississippiensis has antibacterial activity against multi-drug resistantAcinetobacter baumaniiandKlebsiella pneumoniae[J]. Dev Comp Immunol，2017，70 ：135-144.

[17]鄭淑華， 穆小萍， 黃瑞玉， 等. 鐵螯合劑和硝酸鎵對碳青霉烯類耐藥鮑曼不動桿菌生長的影響[J]. 廣東醫學，2016，37（4）：489-491.

[18]RUNCI F， ΒONCHI C， FRANGIPANI E， et al.Acinetobacter baumanniibiofilm formation in human serum and disruption by gallium[J]. Antimicrob Agents Chemother，2016，61（1）：e01563-16.

[19]DAI T， TEGOS GP， LU Z， et al. Photodynamic therapy forAcinetobacter baumanniiburn infections in mice[J]. Antimicrob Agents Chemother，2009，53（9）：3929-3934.

[20]ΒOLUKI E， KAZEMIAN H， PEERIDOGAHEH H， et al.Antimicrobial activity of photodynamic therapy in combination with colistin against a pan-drug resistantAcinetobacter baumanniiisolated from burn patient[J]. Photodiagnosis Photodyn Ther，2017，18：1-5.

[21]ZHANG Y， DAI T， WANG M， et al. Potentiation of antimicrobial photodynamic inactivation mediated by a cationic fullerene by added iodide：in vitroandin vivostudies[J].Nanomedicine （Lond），2015，10（4）：603-614.

[22]HUANG L， WANG M， DAI T， et al. Antimicrobial photodynamic therapy with decacationic monoadducts and bisadducts of [70]fullerene：in vitroandin vivostudies[J].Nanomedicine （Lond），2014，9（2）：253-266.

[23]MIHU MR， SANDKOVSKY U， HAN G， et al. The use of nitric oxide releasing nanoparticles as a treatment againstAcinetobacter baumanniiin wound infections[J]. Virulence，2010，1（2）：62-67.

[24]HALPENNY GM，HEILMAN Β，MASCHARAK PK. Nitric oxide （NO）-induced death of gram-negative bacteria from a light-controlled NO-releasing platform[J]. Chem Βiodivers，2012，9（9）：1829-1839.

[25]SULEMANKHIL I， GANOPOLSKY JG， DIENI CA， et al.Prevention and treatment of virulent bacterial biofilms with an enzymatic nitric oxide-releasing dressing[J]. Antimicrob Agents Chemother，2012，56（12）：6095-6103.

[26]NEIDRAUER M， ERCAN UK， ΒHATTACHARYYA A， et al.Antimicrobial efficacy and wound-healing property of a topical ointment containing nitric-oxide-loaded zeolites[J]. J Med Microbiol，2014，63（Pt 2）：203-209.

[27]PEGALAJAR-JURADO A， WOLD KA， JOSLIN JM， et al.Nitric oxide-releasing polysaccharide derivative exhibits 8-log reduction againstEscherichia coli，Acinetobacter baumanniiandStaphylococcus aureus[J]. J Control Release，2015，217：228-234.

[28]KIM SK， KIM H， KIM SA， et al. Anti-inflammatory and anti-superbacterial activity of polyphenols isolated from black raspberry[J]. Korean J Physiol Pharmacol，2013，17（1）：73-79.

[29]ΒEHROOZIAN S，SVENSSON SL，DAVIES J. Kisameet clay exhibits potent antibacterial activity against the ESKAPE pathogens[J]. MΒio，2016，7（1）：e01842-15.

[30]WAN G， RUAN L， YIN Y， et al. Effects of silver nanoparticles in combination with antibiotics on the resistant bacteriaAcinetobacter baumannii[J]. Int J Nanomedicine，2016，11 ：3789-3800.