痤疮的抗生素耐药性相关研究

2021-08-25 MedSci原创 MedSci原创

痤疮的抗生素耐药性最早在20世纪70年代被发现,自80年代以来已成为皮肤科日常工作中的一个主要问题。一些等待临床证明的新疗法可能包括使用噬菌体、天然或合成抗菌肽、益生菌和生物膜靶向剂等

    痤疮的抗生素耐药性最早在20世纪70年代被发现,自80年代以来已成为皮肤科日常工作中的一个主要问题。这种耐药的机制包括促进毒力的生物膜形成和耐药菌株的传播。核糖体RNA修饰的基因突变、外排泵的改变以及酶的失活都能产生对四环素和大环内酯类抗生素的抗药性。痤疮治疗的现状是不再使用抗菌剂作为单一疗法。它的使用应该有时间限制,外加使用非抗生素的维护。对于对抗菌药物反应不足、严重痤疮或有反复使用抗菌药物史的患者,应考虑尽早开始口服异维A酸治疗。深入了解痤疮发病机制、痤疮丙酸杆菌亚型、皮肤微生物区系的动态平衡以及抗生素耐药机制,将有助于选择窄谱或种属特异性抗菌药,以及对痤疮的非抗菌、抗炎治疗。包括使用噬菌体一些等待临床证明的新疗法可能、天然或合成抗菌肽、益生菌和生物膜靶向剂,以及重新评估光疗。

  痤疮的病因被归因于微生物区系,但科赫的假设从未被满足于这种皮脂腺疾病,而且还缺乏直接的证据证明痤疮丙酸杆菌是唯一的致病因素。值得重新考虑微生物区系在痤疮病因中的地位,以及它们在抗菌素耐药性中的可能作用。

  皮肤干燥部位(如前臂)的微生物群落最多样,而皮脂腺部位的细菌多样性最低,痤疮假单胞菌是毛脂腺单位微生物区系的主要参与者。痤疮假单胞菌传统上被认为是一种共生微生物,最近的证据表明,痤疮假单胞菌在调节皮肤动态平衡和限制病原菌定植方面起着关键作用。

  痤疮患者中痤疮杆菌的数量高于健康人,而皮肤菌群成员和痤疮杆菌之间的紧密平衡决定了痤疮的发生。痤疮假单胞菌通过角质形成细胞中表达的Toll样受体(TLR)-2和蛋白酶激活受体激活天然免疫,诱导痤疮早期和晚期皮损中促炎细胞因子和基质金属蛋白酶的产生。

  通过多位点序列分型和全基因组测序鉴定出痤疮假单胞菌的三个主要亚种:痤疮假单胞菌亚种、痤疮(种型I)、痤疮假单胞菌亚种(P.acnes subsp.)。Deducens(种Ⅱ型)和粉刺拟青霉亚种(P.acnes subsp.)。拉长(种型III)。基于核心基因组区域的进一步分类包括系统类型IA(IA-1,IA-2),IB(IB-1,IB-2,IB-3),IC,II和III。IA-2、IB-1和IC基因型经常与痤疮有关,而IA-1、IB-2和IB-3基因型已经从痤疮和非痤疮受试者中被发现。虽然II型在健康皮肤中存在,但III型在背部更常见,在面部很少发现,更多地与进行性黄斑黑色素沉着症有关。元基因组分析表明,核型(16S rDNA等位基因类型)4/5菌株与痤疮有很强的相关性,而核型6菌株与健康皮肤之间也有很强的相关性,每种菌株都有独特的遗传因素。RT4和RT5菌株都是IA亚型,它们的基因组包含一个编码毒力效应因子的特定位点,目前还没有确定痤疮疫霉基因组组织、毒力和病理生理之间的相关性,这一点由于各种环境生态位所需的生长条件而变得复杂。

  在正常皮肤微生物区系中,痤疮假单胞菌和表皮葡萄球菌之间似乎存在拮抗作用。在皮脂腺毛囊中发现的表皮葡萄球菌和选定的痤疮病原菌之间存在的生物失调被认为是痤疮皮损发生的原因;然而,目前来自体外研究的数据并不支持它们在痤疮发病机制中是听觉剂的理论。

  抗生素耐药机制:生物膜由胞外聚合物(EPS)、多糖、蛋白质、脂质和胞外DNA组成,其中的细胞通常嵌入到EPS自身产生的基质中,并相互粘附和/或附着在细胞表面。生物膜存在于人体肠道、口腔和阴道粘膜以及皮肤上。对于在恶劣的环境中生存,生物膜比自由生活的细菌有更多的优势,因为它们可以提供保护,不受环境因素的影响,促进细胞间的交流,并更容易获得从裂解细胞释放的营养。在EPS的帮助下,细菌的种间和种内交流、基因转移以及对抗菌剂耐药性/耐受性的提高可以在细菌之间传播。群体感应是一种细胞间的通讯和基因调节,以响应细胞密度。生物膜的形成和群体感应是紧密协调的,因此群体感知的激活发生在形成的生物膜中,并激活生物膜的成熟和分解。生物膜能够通过扩散反应抑制降低抗菌剂的浓度,从而促进微生物将抗菌剂降低到亚致死水平,并使暴露的细胞产生抗药性。即使细菌不再存在于生物膜中,这种通过水平基因转移获得的抗药性仍在继续。痤疮假单胞菌生物被膜在痤疮中被发现,特别是在长期的抗菌治疗之后。三组编码碳水化合物生物合成和代谢的基因,加上各种糖基转移酶,对生物膜的形成至关重要。生物膜促进痤疮假单胞菌的生长和新陈代谢,它们与毛囊壁的粘附,更高的毒力,更强的细胞外脂肪酶活性的促炎特性,以及抗菌素耐药性。与对照组相比,痤疮皮损的毛囊定植和生物被膜程度更高的组织病理学研究进一步推进了这一概念。可用的证据主要来自体外研究,而针对痤疮假单胞菌生物被膜治疗痤疮的临床证据和干预措施有限。

  生物化学和遗传可塑性
  细菌主要通过两种机制来实现可塑性:

(1)通过产生一些与作用机制有关的基因突变,例如产生酶,即β-内酰胺酶来阻碍抗菌剂的活性部分;

(2)通过减少抗菌剂对细胞的渗透和改变抗菌剂靶标的蛋白质。

至少有四种机制被描述为导致对四环素类药物产生耐药性,即结合位点突变、核糖体保护蛋白、外排泵和酶失活。RRNA拷贝数低的细菌,如痤疮假单胞菌,通常具有导致四环素耐药的rRNA突变。
  细菌病原菌对大环内酯类抗生素的耐药机制首先可能包括23S rRNA的基因突变和修饰、大环内酯类内酯外排系统的基因突变和修饰,以及磷酸转移酶和酯酶对大环内酯类抗生素的失活。在对克林霉素等林可酰胺类药物的耐药性中,存在涉及核糖体蛋白的基因突变,包括氨基酸交换、缺失和插入,以及erm基因编码的rRNA甲基转移酶对rRNA的修饰。
  另一种机制是通过水平基因转移获得外来DNA密码。在对不同的痤疮疫霉菌株进行比较基因组和转录组分析时,总体基因组可塑性相对较低,但在许多基因组区域观察到控制各种假定的毒力相关和适合性性状的基因组类型之间的差异。
  痤疮假单胞菌的耐药性主要是通过rRNA操纵子的三个拷贝内的突变介导的,在没有异质性的情况下。四环素耐药性归因于16S rRNA基因的单核苷酸多态性(SNP),而对大环内酯类-林可酰胺链球菌素B(MLS)抗生素(如红霉素和克林霉素)的耐药性是由23S rRNA基因座上不同的SNP引起的。

防治痤疮抗生素耐药性的策略

  目前的大多数建议都是基于专家共识,在许多情况下是武断的,没有强有力的科学证据或比较研究的支持。需要良好的对照研究来证明使用洗涤剂的益处,如水杨酸、过氧化苯甲酰和羟基乙酸。评估口服抗生素疗效的时间点建议在治疗开始后6-8周。增加剂量和使用频率对那些没有反应或反应减弱的人没有任何好处。我们倾向于在口服抗生素开始时加入局部非抗菌剂,如过氧化苯甲酰或维甲酸。如果抗生素治疗应该持续2个月以上,一些作者建议在抗生素疗程之间使用过氧化苯甲酰,并在整个面部或背部涂抹,而不仅仅是粉刺部位。

  外用维甲酸的作用包括松解角质细胞、抗炎和阻碍痤疮假单胞菌的生长。如果需要重复治疗,应该重新开始以前有效的治疗,如果治疗进展太慢,则首选其他组的抗菌药。不建议同时使用两种不同结构的抗菌药,而应使用非抗生素,特别是外用维甲酸进行维护。全身性异维A酸除了对痤疮有全面的有益作用外,还能降低抗生素耐药性。口服异维A酸是否能减少耐药痤疮假单胞菌的传播还有待确定。提高痤疮治疗的依从性和依从性,例如更密切地监测治疗结果,可以促进预防抗生素耐药性。联合其他非抗生素治疗,包括氨苯砜、口服避孕药和抗雄激素,以及全身异维A酸,应该可以减少与抗生素使用有关的问题。

针对痤疮丙酸杆菌的新型痤疮疗法

   在痤疮治疗中有两种主要的策略来对抗痤疮螺旋菌和避免抗生素耐药性。一是针对致病性痤疮病原菌进行靶向治疗,二是改变病原性痤疮病原菌的增殖和生存环境。由于不同生物型或系统型痤疮假单胞菌的生物活性还不完全清楚,因此,优先杀死痤疮强毒株的选择性药物,如系统型IA-2、IB-1和IC,尚不清楚。

  传统疗法的新兴替代品可能包括噬菌体、抗菌肽和天然工程抗体。噬菌体是人体皮肤、口腔粘膜、呼吸道、胃肠道和尿路中普遍存在的微生物。痤疮假单胞菌噬菌体已被分离并鉴定。与抗生素相比,噬菌体疗法治疗痤疮的显著优势可能包括宿主特异性、在良好浓度下分布广泛、有限的交叉耐药性、易于分离、低成本、良好的耐受性、良好的安全性和对环境影响最小的天然来源。除了一些关于噬菌体杀灭痤疮假单胞菌能力的体外研究外,它们在人类痤疮治疗中的应用还没有得到证实。

  噬菌体治疗的潜在限制,例如致病基因转导的风险,痤疮假单胞菌的低噬菌体变异性,以及噬菌体抗药性,都应该被考虑。

  初步研究表明,天然的内源性β防御素、细菌素和细菌素或外源性合成的P5、金龟子和颗粒溶素衍生肽对痤疮假单胞菌具有抗菌/杀菌作用。这可能会减少炎性细胞因子的表达。还提出了针对痤疮肺炎的物理方法,例如用光敏性卟啉进行光动力治疗,以及一氧化氮释放纳米颗粒,它们具有多机制的抗菌和抗炎特性。

  由于生物被膜在扩大痤疮假单胞菌的毒力和发展抗生素耐药性方面起着不可或缺的作用,除了传统的过氧化苯甲酰外,人们还研究了新的局部化合物来破坏和防止生物被膜的形成。例子可能包括噬菌体、抗菌肽、植物提取物(如桃金娘碱)和化合物(包括银、姜黄素、黄酮和噻唑烷二酮);它们用于治疗痤疮的临床意义和有效性仍然是理论上的。

  表皮葡萄球菌选择性生产抗菌剂和发酵产物可能是一种潜在的抑制痤疮假单胞菌的新方法。由于这两种微生物在活体内的不同生态位,以及痤疮假单胞菌和表皮葡萄球菌不同菌株和亚型之间的巨大异质性,它们之间的相互作用变得复杂。其他可能有益于痤疮治疗的益生菌可能包括嗜热链球菌、副乳杆菌和植物乳杆菌;然而,没有临床证据表明它们对痤疮的治疗效果。

  痤疮的抗生素耐药性应基于对皮肤微生物区系、生物被膜形成以及痤疮发病机制中的免疫反应和炎症过程的深入了解而重新评估。针对痤疮假单胞菌的新的治疗方法包括噬菌体、抗菌肽、光疗、益生菌和抗生物膜制剂。

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  1. 2021-08-26 从医路漫漫

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