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微生物综述

2019-02-25 5页 doc 16KB 111阅读

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微生物综述大肠杆菌耐药机制研究进展 摘要:大肠杆菌对常用抗菌药物的耐药机制十分复杂,主要包括产生灭活抗生素的酶、改变靶位蛋白、减少药物的摄取吸收(细胞外膜通透性的改变、细菌药物外排泵)及质粒介导的耐药性等。而且大肠杆菌对抗生素的耐药问题是当前国内外研究的热点,本文将对其产生耐药性的研究进展做一综述。 关键词:大肠杆菌;耐药性;作用机制 致病性大肠杆菌是人类和动物临床上最常见的病原之一,是威胁人类和动物健康的重要致病菌。大肠杆菌具有可产生β-内酰胺酶和通过接触传播耐药基因的特征,加之在大肠杆菌疾病的防控过程中抗生素广泛盲目滥用,大...
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大肠杆菌耐药研究进展 摘要:大肠杆菌对常用抗菌药物的耐药机制十分复杂,主要包括产生灭活抗生素的酶、改变靶位蛋白、减少药物的摄取吸收(细胞外膜通透性的改变、细菌药物外排泵)及质粒介导的耐药性等。而且大肠杆菌对抗生素的耐药问是当前国内外研究的热点,本文将对其产生耐药性的研究进展做一综述。 关键词:大肠杆菌;耐药性;作用机制 致病性大肠杆菌是人类和动物临床上最常见的病原之一,是威胁人类和动物健康的重要致病菌。大肠杆菌具有可产生β-内酰胺酶和通过接触传播耐药基因的特征,加之在大肠杆菌疾病的防控过程中抗生素广泛盲目滥用,大肠杆菌耐药株引起的感染在临床上不但有增多趋势,而且其耐药性还通过质粒在细菌间传递耐药基因而不断蔓延与突变。使耐药形势越来越严峻。因此,大肠杆菌耐药性问题引起世界广泛关注。 1.致病性大肠杆菌对抗生素的耐药现状 自1929年弗来明发现青霉素以来,伴随着抗生素和化学抗菌剂的开发使用,各种病原菌对抗菌药物的耐药也日趋严重,而且1940年Abyaham和chain从大肠杆菌体内分离和鉴定出了一种能水解青霉素的酶,至此,人们才了解到即使未使用抗生素之前,大肠杆菌就存在着耐药性。后来科学家们发现大肠杆菌可通过耐药因子或R质粒在细菌间传递耐药性的因子。而且家畜源大肠杆菌耐药性对于一些临床常用抗生素,普遍出现耐药,如阿莫西 林、链霉素等,对某些抗生素的耐药率可达90%以上。出现大量多重耐药株,部分多重耐药株可耐10 多种抗菌药物。同时研究发现到野生动物携带了耐药大肠杆菌,说明耐药大肠杆菌已经向环境扩散,由于野生动物流动性较大,尤其是野生鸟类,又易于将耐药大肠杆菌传递给家畜,在一定程度上加速耐药大肠杆菌和耐药基因的扩散。 2.大肠杆菌的耐药机制 根据细菌耐药性的起源,可将其分为两类:一类为固有耐药,即耐药性的产生并不依赖于抗菌药物的存在,而是细菌细胞所固有的,与细菌的遗传和进化密切相关。固有耐药性是细菌稳定的遗传特性,它受细菌染色体DNA 控制并且是同属细菌的共同特征,固有耐药性包括自发基因突变导致的耐药性和细胞膜药物外输作用引起的耐药性。另一类为获得性耐药性,是指细菌在抗菌药物选择性压力存在下经过基因突变或细菌在生长过程中由于移动耐药因子的转移而获得的一种型。其移动因子包括质粒、转座子、整合子和噬菌体。获得性耐药性主要包括移动因子和抗菌药压力作用下引起基因突变所导致的耐药性[1]。抗生素耐药可以通过各种机制产生,包括以下几个方面: 2.1产生灭活抗生素的酶 大肠杆菌可以产生酶加工修饰进入菌体内的抗生素,使抗生素失活,提高菌体的耐药性。如可以灭活β-内酰胺类药物的β-内酰胺酶、超广谱β内酰胺酶,可以使氨基糖苷类药物失活的氨基糖苷 修饰酶等。据报道,Castillo 等[2]通过试验浓度梯度稀释法证明,可以产生超广谱β内酰胺酶的大肠杆菌对头孢菌素的敏感程度降低,用PCR试验证明编码β内酰胺酶的基因为blaTEM-20,blaTEM-20位于可移动DNA 上,可以在细菌共轭接合时,从一个菌体转到另一个菌体中,所以编码超广谱β内酰胺的基因可存在于没有抗生素选择压力的大肠杆菌中。氨基糖苷修饰酶包括乙酰基转移酶、磷酸转移酶,分别通过乙酰化作用、磷酸化作用、核苷化作用灭活氨基糖苷类药物。 2.2 改变靶位蛋白 抗生素作用位点的改变或药物作用表位的过度表达可能是大肠杆菌对某一类具有相同或相似结构抗生素耐药的最主要因素,例如氟喹诺酮类药物作用位点)编码旋转的gyrA、gyrB基因、编码拓扑异构酶Ⅳ的parC、parE基因的点突变是大肠杆菌对喹诺酮类耐药的最主要原因[3~5]。 2.3 改变外膜通透性,减少抗菌药物进入菌体 减少抗生素向大肠杆菌内的摄入而引起的大肠杆菌的耐药。[6]近年来的研究表明,大肠杆菌的外膜在耐药过程中起着重要的作用。大肠杆菌的外膜对许多抗菌药物的通透性较低,形成一道天然的屏障,阻碍抗菌药物进入菌体细胞内发挥抗菌作用。然而大肠杆菌外膜上存在的多种外膜蛋白质,却对大多数疏水性药物具有良好的通透性。许多抗菌药物如四环素类、氯霉素药物均主要通过大肠杆菌外膜孔蛋白进入细胞内发挥抗菌作用。从而膜通透 性的改变只能引起大肠杆菌低程度的耐药,多重耐药主要与主动外排系统有关。 2.4 外排泵作用引起的耐药性 细菌药物外排泵是能将有害物质排出菌体外的一类转运蛋白,是细菌适应环境的表现。外输作用机制引起的耐药性首先是20世纪70年代初在对四环素的耐药性研究中报道的,其后包括喹喏酮类药物在内的一系列抗菌药针对多种细菌的耐药性研究陆续报道,外输系统可能是在细菌进化过程中形成的一种细胞自身解毒系统.在细菌基因组中,一般都存在外输系统的调节基因.增强外流使进入菌体内的抗菌药物迅速外流,药物从大肠杆菌主动外排的增加引起大肠杆菌的多重耐药。最新研究发现药物外排经历“进入"、“结合”及“泵出”的结构变化,形成了复杂的三步骤外排机制,其对认识细菌的主动外排机制有普遍意义。[7~8] 2.5质粒介导的耐药机制 细菌质粒的耐药性传播与质粒的大小和种类有关。Qnr质粒, QepA质粒,质粒介导的165rRNA甲基化酶,质粒介导的Ampc 酶;100kb以下的小质粒,均与细菌的耐药性有关。大肠杆菌耐药性的遗传信息主要存在于质粒上,而质粒又能以不同的方式在菌株之间以较高的频率转移,从而使抗药性能够以快速传播。[9]国内外的研究均表明,大肠杆菌对喹诺酮类有较高的耐药性,以产ESBLs酶的细菌最明显。大肠杆菌也会接受来自外源性的质粒获得新的耐药性。PHH205就是这种质粒,携带着这种质粒的细 菌可以将本身的耐药性传播给大肠杆菌。还有,重组质粒pSDR12在大肠埃希菌中表现出较高的Tc抗性。废水中的耐药菌也可以将耐药性通过质粒介导传播给大肠杆菌,耐药性的获得都是曾经用过这种抗生素的人或者动物。大肠杆菌产超广谱β-内酰胺酶可以由质粒编码,质粒DNA上的ESBLs编码基因常常可以在结合性质粒的tra操纵子,非结合性质粒的启动系统,转座子(Tn)以及整合子(Int)的作用下通过转化,转导,结合等方式在同种属甚至不同种属细菌的质粒之间或者质粒与染色体间不断转移,导致更多的细菌产生ESBLs,并通过整合和重组使细菌产生多重耐药性。[10] 3.小结 综上所述,大肠杆菌的耐药性越来越厉害,而且耐药机制十分复杂。因此深入了解耐药性产生原因和机制是讨论出解决问题的有效方式。今后我们采取的对策不但是防止耐药性产生,而且还包括对那些已经产生耐药性的细菌进行改造。目前耐药性机制的研究已经深入到分子生物学等科学领域,相信在不远的将来耐药性不再是难题。 参考文献: [1]雷连成.细菌的耐药性.中国兽药杂志,2002 [2]DEL CASTILLO B R,MARTINEZ-MARTINEZ L.The first i-dentification of an extended-spectrum β-lactamase producing Escherichia coli from Norwegian livestock
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