β-内酰胺酶的分类及检测

近几十年来，耐药菌的出现和传播已成为一个严重的公共卫生问题，临床感染中以肠杆菌科细菌为主，常见的菌种包括大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸菌等。除肠杆菌科细菌外，非发酵革兰氏阴性杆菌也是较常见的耐药菌，包括铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌。

细菌产生耐药性的生物化学机制主要有以下几个方面：产生使抗生素失去生物活性或结构破坏的酶、抗生素作用靶位的修饰或靶酶的结构改变、细胞膜通透性改变、细菌主动外排系统及生物被膜的形成。

其中，产生使抗生素失去生物活性或结构破坏的酶，即产生β-内酰胺酶是细菌最主要和常见的耐药机制。

# 01

β-内酰胺酶分类

β-内酰胺酶是由多种酶组成的酶家族，能水解细菌结构中的β-内酰胺环而使β-内酰胺类抗生素失活，从而导致细菌耐药。

根据其氨基酸序列特征的分子生物学分类法（Ambler分类法）可分为A、B、C、D四类，其中A、B、D三类均为碳青霉烯酶，C类为头孢菌素酶。

• A类是以丝氨酸为活性中心的、能够水解青霉素类、早期头孢菌素类和碳青霉烯类药物的碳青霉烯酶，主要包括KPC（肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶），它是目前引起肠杆菌科细菌对碳青霉烯类抗生素耐药的最主要原因。

  
  

• B类为金属β-内酰胺酶，具有稳定且高效的碳青霉烯类水解活性，可水解单环以外的所有β-内酰胺酶，且不被β-内酰胺酶抑制剂所抑制，但可被EDTA-抑制。主要包括IMP（亚胺培南金属β-内酰胺酶）和VIM（维罗纳整合子编码的金属β内酰胺酶）两种，常见于铜绿假单胞菌中。

  
  

• D类也是以丝氨酸为活性位点的碳青霉烯酶，由OXA（苯唑西林酶）构成，只水解青霉素类和碳青霉烯类药物，其活性能被阿维巴坦抑制，但不能被法硼巴坦、雷利巴坦抑制。主要包括OXA-48、OXA-23和OXA-24等，是临床上最具挑战性的酶组，常见于非发酵革兰氏阴性杆菌中。

  
  

• C类为头孢菌素酶，是成员最多的类群，最常见的是AmpC酶（高产头孢菌素酶），主要水解头孢菌素类，除碳青霉烯类之外的所有β-内酰胺类抗生素均可水解。因此不能被β-内酰胺类抑制剂抑制，但可被氯唑西林抑制，常见于阴沟肠杆菌、沙雷粘质菌等。

# 02

β-内酰胺酶检测试剂盒

耐药菌的出现，导致了高发病率和死亡率，并增加了医疗费用，因此，检测其产生的可灭活相应抗菌药的物质对于有效治疗和预防及控制这些耐药细菌至关重要。

目前，PCR是检测β-内酰胺酶基因的“金标准”，可以精确鉴定β-内酰胺酶的种类，但该方法实验过程复杂、成本较高、需要较高的专业技能，且只能检测已确定的基因，在葡普通实验室内很难开展。

耐药性检测试剂盒

比利时Coris诊断公司出品了一系列的抗生素耐药性检测试剂盒，主要包括富集培养、胶体金法和电化学法三种试剂盒。

该系列试剂盒可检测多种临床相关碳青霉烯酶，无需任何设备，简单易用，检测时间仅20分钟即可获得结果。

结语

耐药菌的出现和传播是一个日益严重的全球健康问题，是影响人类健康、动物健康和环境的同一个健康问题，快速和准确地识别导致细菌耐药的β-内酰胺酶种类对及时实施接触隔离和抗生素治疗决定至关重要。

科润达生物作为比利时Coris中国代理商和技术服务单位，能为各界用户提供多种抗生素耐药性检测试剂盒，以及科研代测和上门技术指导服务。

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参考文献：

1. Kaderabkova N, Bharathwaj M, Furniss RCD, Gonzalez D, Palmer T, Mavridou DAI. The biogenesis of β-lactamase enzymes. Microbiology(Reading).2022Aug;168(8):001217.doi:10.1099/mic.0.001217.PMID:35943884; PMCID: PMC10235803.

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