张 玲 综述，黄永茂 审校

(西南医科大学附属第一医院感染科，四川泸州 646000)

·综 述·

SHV型超广谱β-内酰胺酶的研究进展

张 玲 综述，黄永茂△审校

(西南医科大学附属第一医院感染科，四川泸州 646000)

SHV； 超广谱β-内酰胺酶； 突变与耐药； 流行分布

随着抗菌药物被大量应用于临床，临床分离菌株产生超广谱β-内酰胺酶成为细菌对新型β-内酰胺类抗菌药物耐药的重要机制。超广谱β-内酰胺酶(extended spectrum beta-lactamases,ESBLs)，是指由细菌质粒介导的能水解氧亚氨基β-内酰胺抗菌药物，并可被β-内酰胺酶抑制剂(如克拉维酸)所抑制的一类酶，Ambler分类属于A类，Bush分类属于2be群，根据基因同源性的不同可分为5组：TEM 型、SHV型、OXA型、CTX-M 型和其他型(如：PER型、VEB型、BES型等)。由于不同国家、地区的菌株来源和用药情况不同，产ESBLs细菌的耐药基因型也有差异。SHV型是较早发现的酶型之一，且产SHV型ESBLs的菌株日益增多，对第三代头孢菌素等呈现多重耐药现象，给临床抗感染治疗带来很大的困难，世界各地已引起高度重视[1]。

1 SHV型ESBLs

SHV型ESBLs是由革兰阴性菌产生的由质粒介导的β-内酰胺酶，属于Bush分类2be组，分子生物学A类酶，具有ESBLs的一般特性。SHV是巯基变量的缩写，具有水解头孢噻吩中巯基的作用。SHV型ESBLs呈碱性，PI为7.0～8.2。多数细菌均可产生SHV型ESBLs，如：臭鼻克雷伯菌、肺炎克雷伯杆菌、大肠埃希氏菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、阴沟肠杆菌、异型柠檬酸杆菌等。早在1979年，Matthew等[2]发现革兰阴性菌的质粒介导一种耐青霉素药物的β-内酰胺酶，与TEM-l的氨基酸序列具有63.7%同源性，与TEM型ESBLs不同的是，它完全不能水解苯唑西林，但是水解氨苄西林的能力比TEM酶强，根据这种酶的生物化学特性而命名为SHV-l。初次被报道的SHV型ESBLs是1983年德国从耐头孢噻肟的鼻臭克雷伯菌中分离得到SHV-2。SHV-2与SHV-1相比，仅是在238位点的甘氨酸被丝氨酸取代(Gly-238-Ser突变)，这使得SHV-2具有超广谱的特性，能作用的底物范围大大增加，并对第三代头孢菌素有水解作用。此后，SHV型系列的ESBLs陆续在法国、美国、瑞士、韩国、希腊、意大利、阿尔及利亚等全世界范围被发现。目前，Bush和Jaeoby在lahey网站[http//www.lahey.ory/studies]上公布了100多种SHV型酶。

2 SHV型ESBLs的突变与耐药

SHV型ESBLs均由SHV-1型广谱β-内酰胺酶的编码基因发生点突变后衍生而来，在氨基酸序列上常表现为酶蛋白结构中1～4个氨基酸点突变，引起底物谱的扩大从而导致细菌对新型β-内酰胺类抗菌药物耐药，并且具有快速转导耐药基团的能力。第130、179、205、238、240等位点的突变是SHV型酶底物谱扩大的关键位点，其中第238位和第240位氨基酸是影响酶水解能力的主要位点。第238位由丝氨酸替换甘氨酸，增强了对头孢他啶的水解能力，降低了对头孢噻啶、头孢噻吩以及氨苄西林的水解活性；第240位由赖氨酸替换谷氨酰胺，增强了对头孢噻肟的水解能力；第205位由亮氨酸替换精氨酸，增强了对头孢他啶的水解能力，降低了对头孢噻肟、头孢吡肟以及头孢曲松的水解活性[3]；第130位由丝氨酸替换甘氨酸，影响了酶对底物的亲和力。根据文献报道，SHV-1的第179位天冬氨酸和149位丙氨酸可以分别被丙氨酸和缬氨酸取代，突变为SHV-6和SHV-38。由此可见，不同的突变方式和突变位点，都会产生新的SHV型ESBLs，其特性也会有所不同。如：SHV-1对氯霉素、磺胺类和四环素类耐药；SHV-2对青霉素类、头孢氨噻、头孢曲松、头孢噻吩、头孢他啶和氨曲南耐药；SHV-3可能是SHV-2的突变酶；SHV-4对氨曲南、阿米卡星和第三代头孢菌素耐药；SHV-5对头孢菌素和单环菌素耐药；SHV-6对头孢哌酮/舒巴坦耐药；SHV-8对广谱头孢菌素和单环菌素耐药；SHV-10是SHV-9的突变酶，对部分青霉素耐药，且对β-内酰胺酶抑制剂耐药；SHV-16对氨苄西林、替卡西林和头孢他啶耐药；SHV-26对头孢噻吩的耐药率高于SHV-25和SHV-l，对阿莫西林/克拉维酸中度耐药。产SHV型ESBLs 的革兰阴性杆菌对青霉素、头孢类、氨曲南耐药，且部分还对β-内酰胺酶抑制剂耐药，故针对其感染首选碳青霉烯类抗菌药物治疗[4]。

3 SHV型ESBLs基因型的检测方法

耐药基因检测已成为细菌耐药机制及分子流行病学研究中最为常用的研究方法[5]。既往常用的SHV型ESBLs基因型检测方法有：聚合酶链反应(PCR)、blashv基因测序及分型、聚合酶链反应-单链构象多态性分析(PCR-SSCP)、随机扩增多态性DNA(RAPD)等。焦磷酸测序是近年发展起来的DNA序列分析技术[6]，以短片段PCR为基础，快速、准确、批量进行基因多态性分析，应用于细菌鉴定、细菌基因分型及检测细菌耐药基因。2012年，黄源芳等[7]应用焦磷酸测序技术对肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌进行SHV基因35位和43位密码子基因多态性分析，以对SHV型 ESBLs基因型快速分型。焦磷酸测序技术使用SNP分析软件，分析SHV基因的35位和43位密码子；35位密码子突变可使亮氨酸变为谷氨酰胺(L35Q)；43位密码子突变，可使精氨酸变为丝氨酸(R43S)；根据氨基酸的改变，到SHV beta-lactamase Engineer Database (http://www.laced.uni-stuttgart.de/classA/SHVED/)比对，即可对SHV基因进行分型。

4 国内外SHV型ESBLs的流行分布情况

自1983年第一株产SHV型ESBL的鼻臭克雷伯菌报道以来，SHV型系列超广谱β-内酰胺酶陆续被分离。SHV型ESBLs基因存在于质粒中，通过转化、转导、转座、接合转移和整合等方式使细菌的耐药性不仅可以通过质粒进行水平传播，使耐药性在不同种属细菌中传递，也可以通过染色体基因垂直传播给子代。根据目前的报道情况来看，SHV型ESBLs多数存在于肠杆菌科细菌中，特别是肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌。后来在其他肠杆菌科细菌中也检出SHV型ESBLs，如2004年在中国在我国浙江报道的鲍曼不动杆菌中携带的SHV-12。另外，在非肠杆菌科细菌中亦有检出SHV型酶的报告，如2004年在希腊报道的铜绿假单胞菌携带的SHV-5[8]。迄今为止，大部分SHV型衍生酶为ESBLs,但随着抗菌药物和酶抑制剂的广泛应用，出现了对β-内酰胺酶抑制剂耐药的突变酶，如早期发现的SHV-10和2013年在深圳分离的对头孢哌酮/ 舒巴坦耐药的SHV-6[9]。由于不同国家和地区患者情况和用药习惯不同，使得临床分离的SHV耐药基因亚型存在差异，故进行ESBLs的流行分布情况调查，从而指导临床医生合理使用抗菌药物，预防和控制院内感染。

4.1 国内SHV型ESBLs的流行分布情况 在中国，SHV型ESBLs以SHV-12型为主，其他亚型也在不断地出现，并且在全国各地出现了一定程度的流行。2007年在合肥，SHV-89在产ESBLs肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌中被发现，并在国内外初次被报道，序列号为DQ193536。2009年湖南湘雅医院收集171株多药耐药(至少对两类抗菌药物耐药)肠杆菌科细菌，发现 SHV-12 为主要流行的SHV 型ESBLs[10]。2009年在台湾地区报道一项在台大医院ICU 研究产ESBLs大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌的基因分型，发现9种SHV型ESBLs：SHV-2、SHV-26、SHV-27、SHV-31、SHV-61等，以SHV-12为主(26.7%)[11]。2013年安徽地区40株PMQR(质粒介导的喹诺酮类药物耐药)基因阳性肠杆菌(21株大肠埃希菌和19株肺炎克雷伯菌)中检出含SHV型ESBLs2株，SHV-12和SHV-26型各1株，余均为广谱β-内酰胺酶SHV-1及SHV-11型[12]。2015年四川大学研究153株大肠埃希菌和70株肺炎克雷伯杆菌产SHV型ESBLs基因多态性，检出151株产ESBLs，SHV基因的比例为18.5%，其中9株SHV-28、7株SHV-11、4株SHV-1、3株SHV-12，另发现1种新基因，NCBI基因组中未收录，在GenBank序列号为JX192924[13]。

4.2 国外SHV型ESBLs的流行分布情况 在国外，不同的国家和地区，SHV亚型各不相同。2007年荷兰报道产SHV-31型ESBLs的肺炎克雷伯菌是造成医院感染爆发的主要原因[14]。2009年Rodríguez等[15]在西班牙研究发现，产SHV型ESBLs是社区获得性大肠埃希菌感染的显著原因，最普遍的是SHV-12，同时发现分离出SHV型菌株的患者特点是年龄大于60岁和患有严重的基础疾病 。2010年韩国研究由产ESBLs肺炎克雷伯菌引起的菌血症和尿路感染发现，SHV型ESBLs占41.6%，其中以SHV-12为主(23.3%)[16]。2010年美国德克萨斯州检测肠杆菌科中SHV型ESBLs的基因型，发现仍是以SHV-12为主[17]。2011年意大利研究SHV型ESBLs在肠杆菌科流行中发现4种SHV型酶：SHV-2a、SHV-5、SHV-12和SHV-28，最普遍的是SHV-12[18]。2014年土耳其安卡拉检测43株志贺氏菌的ESBLs基因分类，发现5株产SHV-12[19]。2015年在伊朗北部研究儿科尿路感染大肠埃希菌产ESBLs的基因型发现SHV型占44%，其中以SHV-12和SHV-26为主[20]。提示在世界范围内仍是以SHV-12型ESBLs为主要流行株。与既往研究结果，即SHV-4、SHV-5有在世界范围内流行的趋势有所不同。

综上所述，产SHV型ESBLs菌株在世界范围内广泛的流行，且新的SHV型ESBLs亚型也在不断出现，这与大量使用广谱抗菌药物所造成的选择和进化压力有关，同时也与质粒介导的耐药基因在不同种属细菌之间转移和传播有关，这极易造成医院感染的爆发。因此，在临床工作中应重视产SHV型ESBLs菌株的相关监测研究，以控制SHV型ESBLs菌株的传播。

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张玲，女，硕士在读，主要从事感染性疾病的诊治研究。△通讯作者,E-mail:huang5616@sina.com。

10.3969/j.issn.1673-4130.2016.07.029 文献标识码：A 文章编号：1673-4130(2016)07-0944-03

2015-10-28)