新一代四环素类药物对临床金葡菌的体外抗菌活性及耐药机制研究

  四环素作为其中一种用于治疗金葡菌感染相关疾病的抗生素，在临床上已被使用了60余年。随着它们在临床环境中的广泛使用，对旧四环素，特别是强力霉素和四环素的耐药性在全球范围内正不断增加。新一代四环素药物，如依拉瓦环素、奥马达环素和替加环素，由于其广谱抗菌活性，可作为细菌感染的治疗选择。在本研究中，我们研究了新一代四环素类药物，即艾拉西环素、奥马达环素以及替加环素等对金葡菌分离株的体外活性和耐药性机制。

  本研究共收集了1017个非重复金葡菌分离株，并使用肉汤微量稀释法对其进行了对艾拉西环素、奥马达环素以及替加环素的耐药性检测实验。采用PCR、克隆表达实验、外排泵抑制和定量实时PCR等方法，筛选四环素类耐药菌株(对艾拉西环素/奥马达环素/替加环素耐药)，以阐明其耐药机制。药敏实验结果表明，与奥马达环素相比，艾拉伐环素和替加环素对金葡菌分离株具有非常好的抗菌活性。在1017个金葡菌中，鉴定出41个对四环素类药物具有耐药性的分离株。这些耐药菌株在MepRAB外排泵和30S核糖体单元中至少具有一个四环素抗性基因和遗传突变。与四环素类敏感菌株(对艾拉西环素/奥马达环素/替加环素敏感的菌株)相比，在大多数四环素类耐药菌株(JP3349除外)中检测到mepB的移码突变。由此首先证明了可以降低对奥达环素的敏感性，但对艾拉伐环素和替加环素的敏感性没有降低。在用对艾拉西环素或奥马达环素或替加环素治疗后，检测到mepA、tet38、tet(K)和tet(L)的过度表达。此外，MLST分型显示主要的克隆传播型ST5，其突变体ST764分布在大多数四环素类耐药菌株中。总之，与奥马达环素相比，艾拉环素和替加环素对金葡菌(包括四环素耐药菌株)表现出更好的活性。由于许多抗性机制的积累，从而使金葡菌对这些新一代四环素类药物的产生抗性。

  图1确定临床金葡菌分离株中的四环素类耐药性机制。(A) 金黄色葡萄球菌对四环素类药物的耐药性表型;(B) 采用碳酰氰化物3-氯苯基腙(CCCP)检测外排泵的活性;(C) MepRAB外排泵编码基因和30S核糖体亚基的突变;(D) 四环素抗性基因的PCR检测。ERV，依拉瓦环素;OMC，奥马达环素;TGC、替加环素;粉红色和黄色矩形分别表示抗性和敏感表型;蓝色矩形表示具有正外排泵表型的菌株;绿色矩形表示仅存在于抗性菌株中的遗传突变;橙色矩形表示携带四环素抗性基因的菌株。

  图2 基于MLST串联序列的41个四环素类耐药性和10个四环素类敏感金葡菌分离株的最大似然树。四环素抗性和敏感分离株分为两个主要分支。ST5(n = 30)、ST764(n = 9) 和ST239(n = 1)分布 在四环素类耐药性分离株中;而ST59(n = 4) ，ST398(n = 2) 和ST338(n = 1) 则分布在四环素类药物敏感分离株中。

  参考文献

  1. Zeng, W.; Zhang, X.; Liu, Y.; Zhang, Y.; Xu, M.; Wang, S.; Sun, Y.; Zhou, T.; Chen, L., In vitro antimicrobial activity and resistance mechanisms of the new generation tetracycline agents, eravacycline, omadacycline, and tigecycline against clinical Staphylococcus aureus isolates. Front Microbiol 2022, 13, 1043736.