细菌耐药性产生机制及防控措施

任 艳

（华北制药集团动物保健品有限责任公司 石家庄050041）

1 细菌耐药性的产生及分类

1.1 细菌耐药性的产生

细菌耐药性（resistance to drug）又称抗药性，是指细菌与抗菌药物多次接触后，对药物的敏感性下降或消失[1]，耐药性一旦产生，药物的化学治疗作用就明显下降。天然抗生素是细菌在生存过程中产生的次级代谢产物，可用于抵御其他微生物，从而保护自身安全。人们将细菌产生的这种化学物质制成抗菌药物来杀灭感染的微生物，当微生物接触到抗菌药后也会通过改变代谢途径或产生相对应的灭活物质来抵抗抗菌药物。

1.2 细菌耐药性的种类

耐药性根据其发生原因可分为获得耐药性和天然耐药性。固有耐药性又称天然耐药性，是由染色体遗传基因介导的耐药性，它代代相传不会改变。比如链球菌对氨基糖苷类抗生素天然耐药；肠道革兰氏阴性杆菌对青霉素天然耐药；铜绿假单胞菌对多数抗生素均不敏感。获得性耐药性是由于细菌与抗生素接触后，由质粒介导，通过改变自身的代谢途径，使其不被抗生素杀灭，而且质粒所带的耐药基因易于传播，耐药菌迅速生长繁殖。比如金黄色葡萄球菌产生β- 内酰胺酶类抗生素耐药。细菌的获得性耐药可因不再接触抗生素而消失，也可由质粒将耐药基因转移至染色体而代代相传，成为固有耐药[2]。

2 细菌耐药产生机制

自20 世纪40 年代以来，抗生素的品种几乎是呈指数级上升，但是自20 世纪60 年代以来，新的抗生素种类已经较少被发现或发明了，此后的数十年内抗生素的发明种类只限于有限的几个大类。单个耐药菌株成克隆性广泛传播，交叉感染的广泛存在等使当前几乎所有的细菌都能获得各种不同的耐药基因。细菌耐药性的产生与生物化学和基因遗传方面密不可分，同时两者也相辅相成。

2.1 灭活酶或钝化酶的产生

细菌产生的可以灭活抗菌药物的酶使抗菌药物失活是耐药性产生的重要机制之一，使抗菌药物作用于细菌之前即被酶破坏而失去抗菌作用。目前已分离出的钝化酶有：β- 内酰胺酶、氯霉素乙酰转移酶、氨基糖苷类钝化酶和红霉素酯化酶等[3]。

β- 内酰胺酶为细菌产生破坏抗生素重要的一类酶，它能直接水解β- 内酰胺环，使之失去抗菌活性。β- 内酰胺酶分为A、B、C 和D 4 类。A 类为最重要、最多的一组，以水解青霉素的TEM-1 酶为代表，包括多数超广谱酶。B 类为金属β- 内酰胺酶，代表酶为IMP-1 酶。C 类酶因染色体上含AmpC 基因，亦称为AmpC 酶，主要存在于肠杆菌科细菌和假单胞菌。D 类即苯唑西林酶。

氯霉素乙酰转移酶是由某些金葡菌、表皮葡萄球菌（表葡菌）、D 组链球菌和革兰阴性杆菌产生的，是一种胞内酶，可以由染色体、质粒或转座子基因编码，使氯霉素转化为无抗菌活性的代谢物。

氨基糖苷类钝化酶多由质粒所控制，是细菌对氨基糖苷类抗生素产生耐药性的重要原因，基本均由革兰氏阴性菌产生。这些酶通过磷酸化、腺苷酸化和乙酰化等途径对抗生素进行修饰从而使其灭活。由于氨基糖苷类抗生素结构相似,故有明显的交叉耐药现象。目前，这类酶的共价修饰酶主要有腺苷酸转移酶，磷酸转移酶和N- 乙酰转移酶等3 类。

红霉素酯化酶是由质粒介导的一种酶。它的主要作用是水解红霉素及大环内酯类抗生素结构中的内酯而使之失去抗菌活性[4]。

2.2 药物作用的靶位发生改变

耐药菌药物作用点的结构或位置发生变化，使药物与细菌不能结合而丧失抗菌效能，或抗生素作用的靶位被细菌产生的某种酶修饰或发生突变而使抗菌药物无法发挥作用。

链霉素的结合部位是30S 亚基上的S12 蛋白,若S12 蛋白的构型改变,使链霉素不能与其结合而产生耐药性；红霉素的靶部位是50S 亚基的L4 或L12 蛋白,当染色体上的ery 基因突变,使L4 或L12 蛋白构型改变,便会出现对红霉素的耐药性；青霉素的靶部位是细胞膜上的青霉素结合蛋白(PBPs),PBPs 具有酶活性,参与细胞壁的合成,是β- 内酰胺类抗生素的作用靶位,细菌改变了PBPs 的结构,可导致耐药性；喹诺酮类药物的靶部位是DNA 旋转酶, 当基因突变引起酶结构的改变, 阻止喹诺酮类药物进入靶位,可造成喹诺酮类所有药物的交叉耐药。

2.3 细胞壁通透性的改变和主动外排机制

改变细菌细胞壁的通透性,使抗菌药物不能进入菌体内。细菌接触抗生素后，可以通过改变通道蛋白性质和数量来降低细菌的膜通透性而产生获得性耐药性。革兰氏阳性菌对多黏菌素类耐药系由于后者难以透过细菌的厚胞壁所致。氨基糖苷类不易穿透革兰氏阳性菌，如肠球菌的细胞壁，需要较大量才能发挥抗菌作用。但与阻碍胞壁合成的青霉素、头孢菌素类合用时即有协同作用，所需剂量也大为减少。某些细菌的细胞膜存在能量依赖性泵出系统，将进入菌体内药物向外泵出。

通过主动外排作用,将药物排出菌体外。它对抗菌药物具有选择性的特点，从而使大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、铜绿假单胞菌和空肠弯曲杆菌对四环素、氟喹诺酮类、大环内酯类、氯霉素和β- 内酰胺类产生较强的耐药性和多重耐药。如铜绿假单胞菌对抗菌药物耐药性强的原因有以下3种：①对抗生素的通透性比其他革兰阴性菌差；②菌体内存在能将四环素、β- 内酰胺抗生素和喹诺酮类药物从胞内排出胞外的主动外排机制；③该菌存在3种不同的外排系统，即naIB 型、nfxB 型和nfxC 型,各型的耐药谱存在差异。

2.4 细菌耐药性的变迁

细菌耐药性随着时代而变迁，其中重要的一个原因是抗菌药物的滥用，筛选出耐药株，并增加细菌突变的压力。因此必须了解细菌耐药状况，选择合理抗菌药物进行治疗[5]。

2.5 细菌耐药基因控制

2.5.1 自身基因突变导致耐药性

耐药基因存在于细菌染色体上，耐药性是细菌固有特征，亦可以叫做染色体介导的耐药性。这种耐药性一般是遗传基因的自发变化的结果，具有明显的种属特性和遗传特性。无论药物与菌体是否接触，都不会影响耐药性的产生。

2.5.2 获得外源基因导致的耐药性

细菌获得外源耐药性基因而产生耐药性，这种外源耐药基因可以由染色体的垂直传播得到，也可以由质粒或转座子水平传播得到。细菌耐药性是以转导、转化、结合和转座为主要的传播方式。

R 质粒决定的耐药性是最主要和最常见的。R 质粒编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性，可通过细菌间接合进行传递，所以又称接合性耐药质粒。R 质粒决定耐药的机制是：使细菌产生灭活抗生素的酶类；R 质粒控制细菌改变药物作用的靶部位；R 质粒可控制细菌细胞对药物的通透性。R 质粒决定的耐药性可从宿主菌中检出，亦因为丢失质粒而成为敏感株，可以经接合转移，在多重耐药性中常见。

3 对细菌耐药性防治措施

自然界中的病原体，如细菌的某一菌株可能存在天然耐药性。当长期应用抗生素类药物时，敏感菌虽然占多数，但是不断被杀灭，耐药菌株大量繁殖，慢慢代替敏感菌株，而使细菌耐药性不断升高。

抗生素滥用是促进耐药性产生与传播的主要原因。临床医疗中广泛存在抗生素的滥用，农用和兽用抗生素使用不规范。为了促进动物生长或是为了动物群体疾病的治疗和预防而在饲料或水中加入抗生素。据报道美国年产5 000 万t 抗菌药物，40%用于动物，其中的80%用作促生长剂，20%用于治疗[6]。免疫抑制治疗的广泛应用也是造成耐药的重要因素。在接受移植的病人中，必须应用更强大的抗菌治疗才能保护其因免疫抑制而面临的感染危险，从而导致耐甲氧西林金葡菌和耐万古霉素肠球菌出现。

针对细菌耐药性的特点应该采取如下措施：①通过临床症状、剖检病理变化和细菌分离鉴定等方法，明确致病菌类型后，根据抗菌药物的抗菌谱和适应症，有针对性地选用抗菌药物；②根据药物的代谢动力学特征选择；③避免产生交叉耐药性，应用抗菌药物时要明确药物的分类，这样更换药物时才能更好地发挥药物的效应；④应用适当的剂量和疗程，抗菌药物在患病动物体内达到有效血药浓度需要维持一定的时间，才能取得较好的疗效和尽可能避免产生耐药性；⑤联合应用抗菌药物，目的是扩大抗菌谱、增强疗效、减少用量、降低或避免毒副作用，减少或延缓耐药菌株的产生；⑥加强对抗菌药物的研究，开发新的作用机制的抗菌药物；⑦加强医药市场管理,打击假药、劣药，加强消毒、隔离制度,防止耐药菌的交叉感染。

[1]孙英杰，孙洪梅，邹洪波.细菌耐药性产生的原因及防制措施[J],养殖技术顾问,2011:6.

[2]孙瑞元.药理学[M].北京:人民军医出版社,2001:268.

[3]王睿,柴栋.细菌耐药机制[J].国外医药抗生素分册,2003,6(3):100.

[4] 刘兴旺.细菌产生耐药性的生物化学和遗传机理[J].养殖技术顾问,2011:5.

[5]Ralph Gonzales; John F Steiner; Merle A Sande. JAMA,1997,278,11;901-904.

[6]VanBambeke F .Tulkens PM. Macroides.pharmacokincs and pharmacodynamics[J].Int J Antimicrob Agents,2001,18(Suppl 1):17.