下列何種腸內桿菌科細菌較常對colistin 具有天然抗藥性(intrinsic resistance)?
詳細解析
本題觀念
Colistin(polymyxin E)是一種多胜肽類抗生素,主要透過結合革蘭氏陰性菌外膜上的脂多醣(LPS)lipid A 成分來破壞細胞膜完整性。然而,在腸內桿菌科中,部分菌屬因染色體基因的固有表現而對 colistin 產生天然抗藥性(intrinsic resistance),這與後天透過質體傳遞 mcr 基因所獲得的抗藥性機轉截然不同。理解哪些菌屬具有天然 colistin 抗藥性,是臨床微生物學鑑定與抗生素選用的重要基礎知識。
選項分析
(A) Escherichia coli E. coli 對 colistin 通常具有感受性,臨床上可使用 colistin 治療多重抗藥性 E. coli 感染。少數菌株透過後天獲得 mcr-1 等質體基因而產生抗藥性,但這屬於 acquired resistance,並非天然抗藥性。
(B) Klebsiella pneumoniae K. pneumoniae 對 colistin 一般具有感受性,colistin 更是治療碳青黴烯抗藥性 K. pneumoniae(CRKP)感染的重要末線藥物。其 colistin 抗藥性多來自後天的 PmrAB/PhoPQ 雙成分調控系統突變或 mcr 基因獲得,而非固有機轉。
(C) Serratia marcescens S. marcescens 對 colistin 具有天然抗藥性。其染色體上的 arnBCADTEF 操縱子與 eptB 基因為固有表現(constitutive expression),可在 LPS 的 lipid A 上加裝 L-Ara4N(4-amino-4-deoxy-L-arabinose)與 pEtN(磷酸乙醇胺)等陽離子基團,降低細菌外膜表面的負電荷密度,使帶正電荷的 colistin 分子無法有效結合外膜。此機轉為天然抗藥性,無須額外基因突變即可穩定表現。
(D) Citrobacter freundii C. freundii 對 colistin 通常具有感受性,並不在已知天然 colistin 抗藥性菌屬(Serratia、Proteus、Morganella、Providencia)之列。
答案解析
正確答案為 (C) Serratia marcescens。在腸內桿菌科中,Serratia 屬與 Proteus、Morganella、Providencia、Hafnia 等菌屬同屬天然 colistin 抗藥性族群,其核心機轉為固有的 LPS lipid A 修飾,使外膜表面電荷改變而阻止 colistin 結合。其餘三個選項的細菌(E. coli、K. pneumoniae、C. freundii)對 colistin 通常敏感,僅透過後天獲得性機轉才可能產生抗藥性。
核心知識點
- Colistin 作用機轉:結合 LPS lipid A 破壞革蘭氏陰性菌外膜完整性
- 天然 colistin 抗藥菌屬(腸內桿菌科):Serratia、Proteus、Morganella、Providencia、Hafnia
- 天然抗藥機轉:arnBCADTEF 與 eptB 基因固有表現,在 lipid A 加上 L-Ara4N 與 pEtN 降低負電荷
- 後天抗藥機轉:mcr 質體基因傳遞、PmrAB/PhoPQ 雙成分系統突變
參考資料
- Aghapour Z et al. "Current Update on Intrinsic and Acquired Colistin Resistance Mechanisms in Bacteria." Front Cell Infect Microbiol. 2019. PMC8406936.
- Sandner-Miranda L et al. "The Genomic Basis of Intrinsic and Acquired Antibiotic Resistance in the Genus Serratia." Front Microbiol. 2018. PMC5958200.
- Colistin. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Colistin
- Tavares-Carreon F et al. "Serratia marcescens antibiotic resistance mechanisms of an opportunistic pathogen: a literature review." PeerJ. 2023. PMC9826615.