非结核分枝杆菌脓肿分枝杆菌复合群（MABC）研究：亚种分布、耐药特征与基因关联新发现

《Microbiology Spectrum 3.7》：Subspecies distribution and drug-resistance characteristics of Mycobacterium abscessus complex clinical isolates in South China

本文聚焦非结核分枝杆菌脓肿分枝杆菌复合群（MABC），揭示其亚种分布、耐药特点及相关基因突变关联。

　　

一、研究背景

非结核分枝杆菌（NTM）是一类环境细菌，与慢性肺部疾病相关，全球发病率呈上升趋势。在中国，NTM 的分离率从 1979 年的 4.3% 上升到 2000 年的 11.1%，2010 年更是达到 22.9%。2017 - 2022 年，检测 MTB 和 / 或 NTM 的样本数量逐年显著增加，NTM 的检出率也随之上升。2021 年全国 NTM 感染率调查显示，6.4%（317/4917；95% 置信区间 5.8% - 7.2%）的人确诊感染 NTM。广州地区 NTM 分离率高于全国平均水平，脓肿分枝杆菌复合群（MABC）是广州及中国其他地区 NTM 感染的重要病原体，占比 23.1%，仅次于鸟分枝杆菌复合群（52.6%）。

MABC 是 NTM 的快速生长亚型，具有多重耐药性，常感染患有结构性肺病（如囊性纤维化（CF）、非 CF 支气管扩张、慢性阻塞性肺疾病）以及免疫功能低下的人群。MABC 包含三个亚种：脓肿分枝杆菌亚种（Mab）、马赛分枝杆菌亚种（Mma）和博莱特分枝杆菌亚种（Mbo）。然而，在中国临床诊断和治疗中，很少考虑这些亚种的差异。

MABC 的临床治疗面临诸多挑战，有效抗生素数量有限，治疗周期长，且治疗相关毒性频繁发生。治疗通常采用联合用药方案，包括口服大环内酯类（阿奇霉素或克拉霉素）、静脉注射氨基糖苷类（阿米卡星）以及静脉注射 β - 内酰胺类（如亚胺培南或头孢西丁），但治疗效果往往不理想，即使经过长时间（18 个月或更长）治疗仍可能复发。深入了解 MABC 的亚种特征和菌株特点，有助于预测治疗结果，而大环内酯类耐药性可能影响治疗效果。此外，阿米卡星和大环内酯类的获得性耐药分别与核糖体 RNA 基因 rrs（16S rRNA）和 rrl（23S rRNA）的突变有关，红霉素核糖体甲基转移酶 [erm (41)] 基因的上调会导致对大环内酯类的诱导耐药。Mab 菌株携带完整功能的 erm (41) 基因，导致诱导性大环内酯耐药；而大多数 Mma 菌株由于 erm (41) 基因存在 271bp 的缺失，缺乏诱导耐药性，这可能解释了 Mma 肺病患者使用克拉霉素联合治疗时反应率较高的原因。

二、研究目的

本研究旨在调查广州胸科医院临床分离株中 MABC 亚型的分布情况，比较不同 MABC 亚型和表型的耐药谱，并研究体外对克拉霉素和阿米卡星的药敏性与相关基因突变之间的相关性。

三、研究结果

1. MABC 亚种在广东的流行情况：在 196 株临床 MABC 分离株中，Mab 最为常见（52.6%，103/196），其次是 Mma（45.4%，89/196），Mbo 最少见（1.0%，2/196）。有两株菌株表现出 Mab 和 Mma 的特征（1.0%，2/196）。通过全基因组单核苷酸多态性（SNP）分析，未发现 SNP 差异≤7 的菌株，表明无患者间传播的证据。
2. MABC 的特征和菌落形态：196 株 MABC 菌株来自 195 名患者，其中 124 名是广东省长期居民，一半（62/124，50.0%）来自广州市。约一半菌株（98/196，50%）呈现粗糙（R）形态，另一半呈现光滑（S）形态，不同亚种间光滑和粗糙菌落形态的分布无统计学差异（χ²=1.832，P = 0.483）。
3. 患者的社会人口学数据：由于 Mbo 分离株患者数量有限，主要比较 103 名 Mab 患者和 89 名 Mma 患者的临床数据。Mab 组女性患者比例显著高于 Mma 组（P = 0.001），Mab 组同一菌株多次分离的发生率显著高于 Mma 组（P = 0.005）。支气管扩张在 Mab 病例中更为普遍（62.1%，64/103），高于 Mma 组（42.7%，38/89），差异有统计学意义（P = 0.006）。
4. MABC 的临床相关性和样本采集时间：195 名患者中，74 名患者在住院期间仅分离出一次 MABC，121 名患者多次分离出 MABC。在多次分离的患者中，35 名患者在抗结核治疗 2 个月后分离出 MABC，其中 13 名患者接受了超过 2 个月的抗 NTM 治疗。除 1 名合并耐药结核病患者外，11 名患者病情未进展，1 名患者失访。22 名患者未遵循标准抗 NTM 治疗，其中 20 名患者病情未进展，2 名患者病情进展并合并肺结核感染。
5. MABC 的药敏试验结果：对 191 株临床 MABC 分离株进行药敏试验（DST），Mab 对替加环素（0%）和阿米卡星（2%）的耐药率最低，其次是克拉霉素（27%）、利奈唑胺（50%）和头孢西丁（71%），对其他药物的耐药率超过 96%。Mma 对阿米卡星（1%）和替加环素（6%）的耐药率最低，其次是克拉霉素（17%）、利奈唑胺（44%）、头孢西丁（63%）和米诺环素（74%），对其余药物的耐药率超过 92%。Mab 和 Mma 在克拉霉素（P = 0.001）和米诺环素（P < 0.001）耐药率上存在显著差异。贝达喹啉和氯法齐明对临床 MABC 分离株具有较强的抗菌活性，MIC₉₀值为 0.5μg/mL，而所有临床 MABC 分离株对德拉马尼和喹诺酮类药物的最低抑菌浓度（MIC）值均高于检测阈值。
6. DST 与 MABC 孵育时间的相关性：选择克拉霉素、替加环素、利奈唑胺和阿米卡星四种药物，研究其在 4 - 14 天内药敏性的变化。Mab 和 Mma 菌株在克拉霉素诱导的药敏性变化比例上存在显著差异（P < 0.001）。
7. 不同表型 MABC 的 DST：对 193 株临床 MABC 分离株（97 株粗糙型和 96 株光滑型）进行体外药敏试验。粗糙型 MABC 菌株对阿米卡星和替加环素的耐药率最低（均为 2%），其次是克拉霉素和利奈唑胺（耐药率均为 23%），对其他药物的耐药率超过 90%。光滑型 MABC 菌株对阿米卡星和替加环素的耐药率最低（均为 1%），克拉霉素、头孢西丁和利奈唑胺的耐药率分别为 22%、51% 和 73%，对其他药物的耐药率也超过 90%。粗糙型和光滑型 MABC 临床分离株在利奈唑胺（P < 0.001）、头孢西丁（P < 0.001）和多西环素（P = 0.006）的耐药性上存在显著差异。
8. rrl 基因变异与克拉霉素 DST：Mab 菌株有 11 个突变位点和 1 个缺失位点，Mma 菌株有 10 个突变位点，Mbo 菌株未检测到突变。当 MABC 对克拉霉素的 MIC 超过 16μg/mL 时，24%（5/21）的 Mab 菌株和 57%（8/14）的 Mma 菌株在 rrl 基因的 2270 位（大肠杆菌编号 2058）发生突变，导致腺嘌呤（A）碱基被鸟嘌呤（G）取代；当 MIC≤16μg/mL 时，未观察到该突变。
9. erm (41) 基因变异与克拉霉素 DST：Mab 菌株中，克拉霉素敏感菌株的 erm (41) 基因 28 位发生突变（胸腺嘧啶（T）被胞嘧啶（C）取代）的比例为 65%（17/26），而获得性耐药（1/36）和固有耐药（1/27）菌株中，仅各有 1 株在该位点发生 C 碱基突变。克拉霉素敏感和耐药的 Mab 菌株在 erm (41) 基因 255 位的突变存在显著差异（χ²=14.584，P = 0.001），该突变是同义突变，具体意义尚不明确。所有 89 株 Mma 菌株的 erm (41) 基因均存在一致的缺失。
10. rrs 基因变异与阿米卡星 DST：Mab 菌株有 3 个一致的突变位点，Mma 菌株有 7 个突变位点，Mbo 菌株未检测到突变。67%（2/3）的阿米卡星耐药菌株在 rrs 基因的 1375 位（大肠杆菌编号 1408）发生突变，导致 A 碱基被 G 取代，敏感和中介敏感菌株中未观察到该突变。当阿米卡星的 MIC≤1μg/mL 时，未检测到碱基突变。

四、研究讨论

本研究显示，Mab 在 MABC 中最为流行，其次是 Mma，Mbo 最少见。替加环素和阿米卡星对 MABC 的敏感性最高，其次是克拉霉素和利奈唑胺。贝达喹啉和氯法齐明表现出显著的抗菌活性，而多拉马米德和卷曲霉素效果较差。erm (41) 基因 28 位和 rrl 基因 2270 位（大肠杆菌编号 2058）的突变与克拉霉素耐药相关，rrs 基因 1375 位（大肠杆菌编号 1408）的突变与阿米卡星耐药相关。

研究中光滑型和粗糙型菌株的分布几乎相等，但不同研究中 MABC 菌株的形态分布在亚种水平存在差异，本研究未观察到这种差异。MABC 亚种在不同地区的分布不同，这凸显了亚种水平鉴定对临床管理的重要性。不同亚种的耐药率也有所不同，Mab 的耐药率相对较高，但耐药率存在地理差异，可能与当地菌株的进化和抗生素使用情况有关。在耐药率较高的地区，应在抗生素治疗前进行药敏试验，限制不必要的氨基糖苷类药物使用，并优化治疗方案。

菌落形态与药敏性的关系尚不明确，不同研究结果不一致。本研究中，不同表型在克拉霉素和阿米卡星耐药性上无显著差异，但粗糙型 Mab 对头孢西丁的耐药性显著较高，光滑型 Mab 对利奈唑胺和多西环素的耐药率更高。这种不一致可能与实验方法的差异有关，未来需要采用标准化方法和更大样本量进行研究。

基因型指导的治疗以及 erm (41)、rrl 和 rrs 基因变异在克拉霉素和阿米卡星耐药中的作用至关重要。不同研究在基因变异与耐药性的关系上存在一定差异，本研究支持基因变异与耐药性的关联，但未报道的突变需要进一步研究。本研究存在一定的区域局限性，未来可通过与不同级别医院合作开展联合研究来弥补。

综上所述，本研究为 MABC 亚种、药敏模式及其临床相关性的研究提供了新的见解，有助于推动对 MABC 感染的诊断和治疗。