1、現代預防醫學2013年第40卷第6期Modern Preventive Medicine ，2013，Vol.40，NO.6·1109··實驗技術及其應用·細菌耐藥機制的國內外最新研究進展丁元廷（貴陽中醫學院第一附屬醫院檢驗科，貴州貴陽550001）摘要：全球性的細菌抗生素耐藥是近年來感染性疾病治療所面臨的一大難題，細菌可對某類抗菌藥物產生耐藥性，也可同時對多種化學結構各異的抗菌藥物耐藥。隨著各種新型抗生素在臨床的應用，細菌的耐藥也越來越廣。本文對細菌耐藥機制近年來國內外的研究進展進行簡要綜述，并探索有效的防治措施。關鍵詞：細菌耐藥性；耐藥機制；進展中圖

2、分類號：R446.5文獻標志碼：A文章編號：1003-8507（2013）06-1109-03The research progress on mechanism of bacterial resistanceat home and aboadDING Yuan-ting.Department of Clinical Laboratory ，The First Affiliated Hospital ，Traditional Chinese Medical College of Guiyang ，Guiyang 550001，China Abstract ：A big problem we m

3、eet during the treatment of infectious diseases is the global antibiotic resistance of baceria. Bacte -ria can develop resistance to not only a certain kind of antimicrobial agent ，but also a variety of different chemical structure of the antimicrobial drugs. With a variety of new antibiotics applie

4、d in clinical practice ，more and more extensive drug-resistant bacteria appear. The aim of this paper was to give a brief overview of the progress of bacterial resistance at home and abroad in recent years ，and also to explore effective control measures.Key words ：Bacterial resistance ；Mechanisms of

5、 resistance ；Progress本報道80%90%的志賀痢疾桿菌對磺胺藥耐藥了；1940年青霉素問世，1951年發現金黃色葡萄球菌能產生內酰胺酶滅活青霉素；6070年代，細菌耐藥性主要表現為金黃色葡萄球菌和一般腸道陰性桿菌由于能產生-內酰胺酶使青霉素類和一代頭孢菌素抗菌作用下降；8090年代，陰性桿菌產生的超廣譜內酰胺酶和染色體介導的I 類酶，三代頭孢菌素在內的多種抗生素耐藥的多重耐藥革蘭陰性桿菌，陽性球菌中出現了非常難治的多重耐藥菌感染。近年來由于出現了萬古霉素中介金葡菌，關注對耐萬古霉素MRSA 的監測。近年來還開始注意紅霉素耐藥溶血性化膿性鏈球菌的發展，特別是耐大環內酯類林可霉

6、素類鏈陽霉素B 的溶血性化膿性鏈球菌的耐藥性發展。隨著抗菌藥物的大量使用，尤其抗生素的濫用導致細菌在抗生素及環境壓力下，細菌群體中的敏感株被滅殺，耐藥株被選擇或誘導出來并繁殖生長而成為優勢菌群，通過多種形式獲得了對抗生素耐藥性。細菌耐藥性不僅可通過基因水平在相同或不同種屬細菌中傳播，而且結構完整的耐藥菌株還可以在醫院之間乃至全球播散，所致感染治療棘手，病死率高，嚴重威脅人類健康，已成為全球關注的熱點1。而臨床在應用抗生素過程中，不適當治療和濫用更加速和擴大了細菌對抗生素產生耐藥性。據報道，一種新抗生素從研制到臨床應用一般需要510年，而產生細菌耐藥僅需要2年2。因此，在臨床上減緩耐藥性產生與追

7、求抗菌療效同等重要。了解細菌耐藥發生機制的研究狀況對于指導合理應用抗生素、預防菌株耐藥和有效抗感染治療具有重要的意義，本文就有關細菌耐藥機制主要從基因水平、蛋白質水平及細菌多重耐藥性角度對近年來研究進展進行綜述。2細菌耐藥機制2.1基因水平（耐藥性產生的遺傳方式）遺傳學機制細菌可通過自身基因的突變產生耐藥性，也可以通過染色體垂直傳播和通過質粒或轉座子水平傳播而獲得外源耐藥性基因，還可通過整合子捕獲外源基因并使之轉變為功能性基因來傳播耐藥性基因。包括細菌先天固有耐藥和染色體突變或獲得新的脫氧核糖核酸分子。1細菌耐藥性概況細菌在接觸過抗菌藥物后，就會千方百計地制造出能滅活抗菌藥物的物質，例如各種滅

8、活酶，或通過改變自身代謝規律來使抗菌藥物失效，這樣就形成了細菌的耐藥性。早期細菌的耐藥性主要表現在某種細菌對某類藥物的耐藥，20世紀30年代末磺胺藥上市，40年代臨床廣泛使用磺胺藥后，1950年日作者簡介：丁元廷（1975-），男，碩士，副主任檢驗技師，研究方向：分子生物學2.1.1固有耐藥天然或基因突變產生的是細菌染色體基因決定的代代相傳的天然耐藥性，亦稱突變耐藥。通過染色體遺傳基因DNA 發生突變，細菌經突變后的變異株對抗生素耐藥。一般突變率很低，由突變產生的耐藥菌生長和分裂緩慢，故由突變造成的耐藥菌在自然界中不占主要地位，但染色體介導的·1110·現代預防醫學2013

9、年第40卷第6期Modern Preventive Medicine ，2013，Vol.40，NO.6耐藥菌并不少見。高度固有耐藥性是由于菌體外膜的通透性低與繼發的雙重耐藥機制所致。靶位。外膜通透性降低是由于膜孔蛋白的缺陷、多向性突變、特異性通道的改變及膜脂質雙層的改變所致。常見于假單孢菌、醋酸不動桿菌、腸球菌等對內酰胺類、氨基糖甙類、氯酶素、喹諾酮類抗生素的耐藥。細菌形成生物被膜后往往對抗菌藥物產生高度耐藥性，其可能的原因有15，16：生物被膜阻礙抗菌藥物滲透；酶，促進抗菌藥物水解；平低下，對抗菌藥物敏感下降；的協同殺菌作用。（1）細菌（2）吸附對應抗菌藥物的鈍化（4）生物被膜阻止了機體對

10、2.1.2染色體突變式獲得新的DNA 分子染色體突變是細菌耐藥性產生的原始遺傳基礎，質粒的產生和傳播是細菌擴散耐藥性、新菌株獲得耐藥性的一種快捷方式。突變可發生于DNA 分子（如結核桿菌點突變致對利福平耐藥，淋球菌點突變致對苯唑西林耐藥），也可發生于質粒和轉座子的基因上。（3）細菌生物被膜下的細菌代謝水2.1.3整合子近年來在細菌中發現了一種與耐藥基因水平轉移密切相關的克隆表達載體整合子（integron ）3。整合子已成為革蘭陰性菌產生耐藥性的重要機制，成為研究細菌耐藥傳播機制的一大熱點4，5。整合子是一種基因單位，在整合酶的催化下，通過特異性結合位點捕獲外源基因（特別是耐藥基因）并使之表達

11、，同時整合子又可整合到質粒或染色體上，或自身作為轉座子的一個組成部分而參與轉移，使耐藥基因在同種和不同種屬細菌間廣泛傳播6。細菌正常的抗感染免疫現象，削弱了機體免疫力與抗菌藥物2.2.4主動外排耐藥機制（外排泵）細菌細胞膜上存在一類蛋白，在能量支持下，將藥物選擇性或非選擇性地排出細菌細胞外，此過程稱為主動外排系統亢進，從而使達到作用靶位的藥物濃度明顯降低而導致耐藥17。與細菌多重抗菌藥耐藥性有關的主動外排泵系統主要歸于以下5個家族類18：ATP 結合盒轉運體類（ABC ）、主要易化超家族（MFS ）、藥物與代謝物轉運體家族（DMT ）、多重藥物與毒物外排家族（MATE ）、耐受生節分裂家族（R

12、ND ），以上各類轉運體中除ABC 類以2.2蛋白質水平（生物化學方式）細菌無論對殺菌或抑菌藥物都可以形成耐藥性，其耐藥表型借助蛋白質的改變而表現，蛋白質水平耐藥機制包括：2.2.1抗菌藥物滅活酶產生（酶的滅活作用）水解或鈍化抗ATP 水解能量驅動外排泵外，其余各類均以質子驅動力為能量，并形成質子與藥物的反轉運體。菌藥物如窄譜、廣譜、超廣譜、金屬內酰胺酶，頭孢菌素酶，氨基糖苷類AAC 、APH 、ANT 鈍化酶，主要以下面幾種為代表：2.2.5阻礙抗菌藥向細菌內的滲透細菌細胞壁的障礙或細胞膜通透性的改變，使抗菌藥無法進入細胞內達到作用靶位而發2.2.1.1內酰胺酶類質粒介導或染色體突變使細菌產

13、生揮抗菌效能，這是細菌自身的一種防衛機制。該類細菌主要見于革蘭陰性菌，與其細胞壁的結構有關。細菌發生突變失去某種特異孔蛋白后即可導致細菌耐藥性，如大腸埃希菌由于外膜蛋白F （OmpF ）的缺失，OmpC 的增多（有時下降）致使某些藥物失去抗菌作用，引起OmpF 缺失的機制主要是由于細菌染色體的mar 區基因突變所致19。內酰胺酶，可水解破壞內酰胺環，使內酰胺類抗生素失活7。主要包括：青霉素酶、超廣譜內酰胺酶（ESBLS ）、頭孢菌素酶、金屬內酰胺酶（MBLS ）8，9。2.2.1.2氨基糖甙類滅活酶該酶是葡萄球菌及腸球菌高水平耐氨基糖甙類藥物重要機制。在細菌胞漿內對抗生素進行修飾的鈍化酶主要有

14、三類：氨基糖苷磷酸轉移酶（APH ）、氨基糖苷乙酰轉移酶（AAC ）和氨基糖苷類核苷轉移酶（ANT ），分別通過磷酸化作用、乙酰化作用、核苷化作用滅活此類抗菌藥物102.3細菌耐藥特性細菌耐藥性具有交叉耐藥與多重耐藥（MDR ）的特性。前者是指細菌同時對作用機制相同的抗菌藥物耐藥，如對氟喹諾酮類不同品種、第三代頭孢菌素耐藥；后者是指細菌同時對作用機制不同的抗菌藥物耐藥，如同時對內酰胺類、氟喹諾酮類、氨基糖苷類耐藥20。臨床常見者包括耐甲氧西林葡萄球菌（MRS ），銅綠假單胞菌、不動桿菌等。細菌耐藥性從對單種藥物耐藥發展至多種耐藥，即某種細菌對多種作用機制不同的抗菌藥物產生的耐藥性。耐藥機制是兩

15、個或多種不同的機制相互作用決定一種細菌對一種抗菌藥物的耐藥水平。如多重耐藥大腸桿菌菌株是外膜通透性下降與主動外排系統的協同作用所致高度的耐藥性。紅霉索類鈍化酶（MSL ）2.2.1.3MSL 類抗菌藥物因其結構的差異，細菌產生的鈍化酶也有差異。對紅霉素具有高度耐受性的腸桿菌屬、大腸埃希菌中存在紅霉素鈍化酶，紅霉素鈍化酶可醋解紅霉素和釣書七霉素的大環內酯結構。主要包括紅霉素酯酶、紅霉素磷酸轉移酶、維及尼亞霉素酰基轉移酶11，12。2.2.1.4氯霉素酰基轉移酶也稱為氯霉素鈍化酶，是酰基轉移酶（CAT ）。該酶存在于葡萄球菌、D 組鏈球菌、肺炎鏈球菌、腸桿菌屬和奈瑟氏球菌中使氯霉素失去抗菌活性，其

16、編碼基因可以定位在染色體上，也可以定位在質粒上。2.2.2抗菌藥物作用靶位改變細菌菌體內有許多抗菌藥物結合的靶位，細菌通過靶位的改變使抗菌藥物不易結合是耐藥發生的重要機制。內酰胺類抗菌藥物作用機制為干擾細菌肽聚糖合成，此類抗菌藥物通過與菌體內青霉素結合蛋白（PBP ）結合發揮作用。PBP 改變，抗菌藥物不能與之結合或親和力降低則產生耐藥。大環內酯類、林可霉素、鏈陽菌素、四環素類、氨基糖苷類藥物作用靶位改變13，14。此類藥物主要通過與細菌核糖體結合，抑制細菌蛋白質合成，而發揮抗菌作用。細菌核糖體由大亞基（50S ）、小亞基（30S ）構成，亞基中mRNA 及蛋白質的改變，可引起與抗菌藥物親和力

17、的變化而產生對上述幾類藥物的耐藥性。3控制細菌耐藥性的對策3.1普及相關醫療知識，合理使用抗菌藥提高診斷水平通過藥敏試驗為臨床選用抗菌藥物提供依據，減少抗生素在食用動物中的濫用和誤用12。3.2針對耐藥機制合理選擇抗菌藥物抗菌藥物在醫院、農場，甚至社區濫用是抗菌藥物耐藥的主要原因。不當的抗菌藥物的使用對細菌產生篩選作用，使耐藥菌株有更好的生存環境，導致耐藥菌株的流行。因此應針對致病源，合理選擇抗菌藥物、制定個體化給藥方案具有重要意義1。3.3減少抗菌藥物在食品和畜禽養殖業中的使用在食品和動物中形成的耐藥性病原菌進入食物鏈后會影響2.2.3細菌生物被膜的形成由于藥物長期作用，細菌改變了人和動物的

18、健康，因此應制定動物用藥指南，減少抗生素在食用動物中的濫用和誤用。外膜蛋白，使菌體外膜通透性下降，阻礙抗生素進入細胞內膜現代預防醫學2013年第40卷第6期Modern Preventive Medicine ，2013，Vol.40，NO.6timicrob Chemother ，2006，58（4）：741-747.·1111·3.4嚴格執行消毒隔離制度嚴格執行消毒隔離是防止院內耐藥菌交叉感染的重要措7糜祖煌細菌耐藥的分子機制J 臨床兒科雜志，2005，23（7）：422-4248Patzer J ，Toleman MA ，Deshpande LM ，et al. Ps

19、eudomonas施，耐藥菌感染的病人應予隔離，醫護人員診查時要穿隔離衣，注意衛生，以防止院內耐藥菌的傳播21。3.5加強藥政管理嚴格控制抗菌藥物的審批標準加強抗菌藥物的質量監督，控制抗菌藥物的使用管理，打aeruginosa strains harbouring an unusual blaVIM -4gene cassette isolated from hospitalized children in Poland （1998-2001）J . J Antimicrob Chemother ，2004，53（3）：451-456.9孫潔，凌斌，李冰沁，等細菌耐藥機制的研究進展J 中原醫刊

20、，2007，34（2）：54-5610嵇小琴，呂鶯，李磊細菌耐藥機制研究進展J 世界感染雜志，2007，7（6）：511-51411明德松，吳一波，朱焱，等耐甲氧西林葡萄球菌對大環內酯類抗生素的耐藥機制J 世界感染雜志，2006，6（2）：140-擊生產、銷售偽劣抗菌藥物行為。3.6開發治療感染的新的作用機制的杭菌藥物例如人類天然抵抗感染的抗菌肽、防衛素、鯊胺等。從基因水平上開展細菌耐藥性抑制消除劑的研究。尋找不使用抗生素來治療細菌感染的新策略。破壞耐藥基因，使耐藥菌恢復對抗生素的敏感性22，23。3.7加強對細菌耐藥性監測的宏觀管理和技術支持建立細菌耐藥監測網及加強實驗室內質控，盡可能地建立

21、14112喻華，楊楠，黃文方耐甲氧西林金葡色葡萄球菌研究進展J 世界感染雜志，2006，6（3）：187-18913聶署萍，陸學東大環內酯類藥物細菌耐藥機制的研究進展J 國際檢驗醫學雜志，2007，28（4）：370-37214Olofsson SK ，Marcusson LL ，Komp Lindgren P ，et al. Selection of廣泛的監測網絡，加強細菌的耐藥性監測。3.8促進新的特異性強的疫苗開發24預防疾病的發生，減少抗菌藥物的使用。4結語綜上所述，細菌耐藥性及耐藥機制是非常復雜的問題，既ciprofloxacin resistance in Escherichia

22、coli in an in vitro kinetic model ：relation between drug exposure and mutant prevention con -centration J J Antimicrob Chemother ，2006，57（6）：1116-1121.15常桂嬌，王艾琳細菌生物膜及其與細菌耐藥性關系的研究進展J 山東醫藥，2007，47（5）：81-8216張珍珍，吳俊偉，楊衛軍細菌耐藥性產生的分子生物學機理及控制措施J 動物醫學進展，2008，29（2）：106-10917Poole K. Multidrug resistance in Gr

23、am-negative bacteria J Curr有病原生物學方面的原因，也有人類社會、行為與財富損失管理方面的原因。臨床不適當治療和濫用抗生素使細菌耐藥問題日益嚴重，WHO 已經發出警告：“濫用抗生素將使人類回到無抗生素時代”。值得注意的是細菌的耐藥性是無法被完全避免的，所以合理規范地使用抗菌藥物，以盡可能地減少耐藥性的產生和擴散，需要醫療衛生系統各個部門及患者的全力合作，也是需要全社會關注并努力解決的重大難題。參考文獻1吳小蘭，劉先洲，楊楊細菌耐藥性機制研究進展與控制對策J 醫藥導報，2007，26（9）：1053-10552鄒晶，李楠細菌耐藥機制與控制對策J 基層醫學論壇，Opin

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