B类酶（金属酶）：IMP、VIM类及SPM-1 A类酶：NMC-A、KPC-1、GES-2等 D类酶：OXA-23至OXA-27、40、48、54
B类为金属酶，在Bush分群中为第三组:
能水解包括碳青霉烯类（Carbapenems）在内 β-内酰胺类抗生素（氨曲南例外） 不被酶抑制剂克拉维酸等所抑制 IMP、VIM类为最主要的类型 能被EDTA、巯基丙酸抑制
ND
ND ND ND
1024
512 ND ND
>128
>128 16 16
ND
ND 16 32
肠杆菌科最新报道的碳青霉烯酶
SFC-1葡萄牙首先在居泉沙雷菌(Serratia fonticola）中发现，能水解碳青霉烯类抗生素,编 码基因位于染色体上，（Antimicrob Agents
Chemother.2004 Jun;48(6):2321-2324）
VIM-1 B VIM-2 B VIM-3 B VIM-4 B VIM-5 B VIM-6 B VIM-7 B SPM-1 B OXA-23/27 D OXA-24/25/26 D OXA-40 D OXA-48 D OXA-49 D OXA-54 D Sme-1/2/3 A IMI-1、NMC-A A KPC-1 A GES –2 A 铜绿假单胞菌 意大利(1999)、希腊 铜绿假单胞菌、不动杆菌 法国(2000)、韩国 铜绿假单胞菌 台湾(2001) 铜绿假单胞菌、不动杆菌 法国(2000)、韩国 肺炎克雷伯菌 土耳其（2002） 恶臭假单胞菌 新加坡(2002) 铜绿假单胞菌 北美(2004) 铜绿假单胞菌 巴西(2002) 不动杆菌 英国(2000)、 新加坡、巴西 不动杆菌 西班牙(2000)、比利时 鲍曼不动杆菌 法国(2002) 肺炎克雷伯菌 法国(2004) 鲍曼不动杆菌 中国(2003) 希瓦菌 法国(2002) （Shewanella oneidensis) 粘质沙雷菌 英国(1990) 、美国 阴沟肠杆菌 法国(1996)、美国 肠炎沙门菌、肺炎克雷伯菌 希腊、美国 铜绿假单胞菌 法国
在肠杆菌科细菌中，A类、 B类和D类酶
均有报道。
A类碳青霉烯酶
主要有阴沟肠杆菌中的NMC-A、IMI-1和 粘质沙雷菌Sme-1～3，由染色体介导
肺炎克雷伯菌中由质粒介导的KPC-1、 KPC-2
肠杆菌科A类碳青霉烯酶的特性
• 不水解三代头孢菌素
• IMI-1、NMC-A 、KPC-1 、 KPC-2能被
11种抗菌药物对阴沟肠杆菌、EC600、接合菌的最小抑菌浓度
MIC(mg/l) Antimicrobial agents Imipenem E.cloacae >32 E.C600 0.38 Transconjuat >32
Ciprofloxacin
Amikacin Cefepime Ceftazidime
对碳青霉烯类抗生素耐药机制
外膜孔蛋白减少或丢失
碳青霉烯酶的产生 主动泵出系统过度表达
青霉素结合蛋白的改变
碳青霉烯酶
是指所有能明显水解亚胺培南、美罗 培南等碳青霉烯类抗生素的β内酰胺酶。
碳青霉烯酶按其来源可分为
天然来源碳青霉烯酶

嗜麦芽寡养单胞菌的L1酶
获得性碳青霉烯酶（Ambler分子分类）

E coli JM109 Sme-1 1024 0.25 1 32 2 64 ND ND
Ecoli JM109 NMC-A 1024 0.25 1 32 2 64 ND ND
E coli DH5a IMI-1 >32 2 8 >32 >32 ND >128 >128
E coli DH5a KPC-1 >64 16 8 8 4 >64 ND ND
专题报告
肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生 素耐药机制研究进展
浙江大学医学院附属第一 医院 俞云松
碳青霉烯类抗生素临床地位非常重要
超广谱β -内酰胺酶（ESBLs）稳定 头孢菌素酶（AmpC酶）稳定 青霉素结合蛋白(PBPs)高亲和力 能够有效渗透细菌外膜进入周质间隙 目前临床上控制革兰阴性菌感染最 有效的抗菌药物
IMP-6 1996年日本粘质沙雷菌中首先发现，由质粒介 导，与IMP-1相比，196位的丝氨酸突变成甘氨酸 ，对 美罗培南、帕尼培南水解能力强，而对亚胺培南，青 霉素，哌拉西林水解能力较弱 。 IMP-8 首先由台湾YAN等人从一株多重耐药的肺炎克 雷伯菌分离到，由质粒介导，与IMP-2相比，其中4个 碱基突变引起2个氨基酸的改变，61位由G→C，62位由 C→G使21位氨基酸由精氨酸→丙氨酸，617位由G→T， 导致216位氨基酸由缬氨酸→甘氨酸
发现的地区(首次报道的年代)
日本(1991)、新加坡、韩国 意大利(2000) 日本(2000) 香港(2001) 葡萄牙 日本(2001) 加拿大(2002) 台湾(2001) 中国(2001) 日本(2002) 日本（2001） 意大利(2003) 意大利(2001)
碳青霉烯酶的地域分布
酶 分类 产生的菌属 发现的地区(首次报道的年代)
Imi-1来自阴沟肠杆菌，生化特性和酶动力参数 类似于NMC-A,易被三唑巴坦所抑制,，水解头孢 噻肟和头孢他啶能力较弱 Sme-1～3来自粘质沙雷菌不被克拉维酸抑制,对 碳青霉烯类抗生素水解作用较弱（可能与其缺乏 SD序列即核糖体结合位点有关）,Sme的调控蛋 白为Sme-R，其调控类似NMC-A、AmpC.
0.064
4 2 16
0.25
2 0.064 0.5
0.25
2 0.064 0.38
Cefotaxime
Cefoperazone Cefoperazone/Sulbactam Piperacillin/Tazobactam Ticarcilliin/Clavulanic Acid Ampicillin/Sulbactam
12
>256 128 >256 >256 >256
IMP-1 首先在粘质沙雷菌分离到，其编码基因 可以在染色体上 ,也可位于可转移的大质粒上， 并不是所有IMP-1的菌株都表达对碳青霉烯类 抗生素的高水平水解活性，这可能与沉默型基 因存在有关 IMP-3 2000年日本从福氏志贺菌分离到，其编 码基因位于接合性质粒上的I类整合子中 ，对 苯唑西林、氨苄西林、头孢他啶、亚胺培南水 解活性较弱
三维抑制试验
Enzyme
Enzyme+ cloxacillion
Enzyme +EDTA
Enzyme+ clavulanic acid
染色体 （细胞核中）
质粒 （细胞质中）
示意图
接合(conjugation)
接合：是细菌通过性菌
毛相互连接沟通，将遗 传物质（主要是质粒 DNA）从供体菌转移给 受体菌。能通过结合方 式转移的质粒称为接合 性质粒，不能通过性菌 毛在细菌间转移的质粒 为非接合性质粒。
克拉维酸所抑制，而Sme-1～3不能被克 拉维酸抑制
• 均不被EDTA所抑制
Nmc-A是第一个发现的碳青霉烯酶，1990 年法国巴黎一位外伤病人身上分离到能产 NMC-A的阴沟肠杆菌
Nmc-A的产生可被头孢菌素和碳青霉烯类 抗生素所诱导 正性调节蛋白NmcR编码序列位于开放阅读 框的上游，其调控蛋白类似于AmpR的调节
A类中的碳青霉烯酶为丝氨酸酶，
属于Bush分类中的2f亚群：
• NMC-A、Sme-1到Sme-3、IMI-1酶（阴沟肠杆菌、粘质沙
雷菌产生）
• KPC-1、2，GES-2酶（肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌产生，
都是青霉素酶，可以引起青霉素类、氨曲南、碳青霉烯类 耐药，不能水解第三代头孢菌素（GES-2除外）
目前碳青霉烯抗生素耐药主要见于非发酵菌，
近年随着临床应用的增加，在肠杆菌科细菌 也出现对亚胺培南耐药的菌株
肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐 药的原因
碳青霉烯酶的产生
外膜蛋白的缺失或数量的减少伴有高水
平β -内酰胺酶的持续产生
药物作用靶位的改变，产生
发现的地区
法国、意大利 希腊、西班牙 西班牙 西班牙 西班牙 美国 法国 英国 法国 法国
弗氏柠檬酸杆菌 大肠埃希菌属 肺炎克雷伯菌 奇异变形杆菌
完全由外膜蛋白的缺失或数量的减少造成对 碳青霉烯抗生素耐药
意大利Gcorragli发现大肠埃希菌中由于外膜
蛋白K-12的缺失造成对亚胺培南的耐药
2002年美国Hesna报道OmpF和OmpC数量减
分类
B B B B B B B B B B B B B
产生的菌属
铜绿假单胞菌、沙雷菌、 克雷伯菌、鲍曼不动杆菌 鲍曼不动杆菌 福氏志贺菌 不动杆菌 鲍曼不动杆菌 粘质沙雷菌 铜绿假单胞菌 肺炎克雷伯菌 铜绿假单胞菌 铜绿假单胞菌 木糖氧化产碱杆菌 铜绿假单胞菌 鲍曼不动杆菌 恶臭假单胞菌 铜绿假单胞菌
VIM类金属酶
与IMP酶的同源性<30%，但两者具有相
同的动力学特征
其基因也位于有转移能力的整合元件上 在肠杆菌科主要是VIM-1和VIM-2
2003年希腊Miriagou报道从大肠埃希菌分离到 的VIM-1，其耐药基因位于可自我转移的大质粒 上，属于1类整合子,基因盒包含aacAT,dhfri和 aadA。同时伴有较强的启动子 VIM-2来源于阴沟肠杆菌基因盒属于1类整合子, 含有一个插入基因盒aadA，及新的开放阅读框 “orfⅡ”和“orfⅢ ”
D类酶
目前在肠杆菌科中只发现OXA-48，来自 肺炎克雷伯菌 对亚胺培南有较高的水解活性,与其他 OXA酶同源性为46% 编码基因位于质粒上, bla(OXA-48)的上 游有IS1999插入序列
二 、外膜蛋白的缺失或数量的减少伴有 由质粒或染色体介导高水平β -内酰胺酶 的持续产生