耐药菌的产生途径

2016-04-10 05:34蔡辉儒
生物学教学 2016年5期
关键词:转座子噬菌体耐药性

蔡辉儒

(四川省绵阳中学 621000)

耐药性又称抗药性,是由于抗微生物药物的广泛使用,微生物通过改变自身代谢途径或者产生相应的灭活物质,抵御药物的侵害,从而使微生物对药物的敏感性降低甚至消失的现象。尤其是抗生素的滥用,造成耐药菌甚至超级细菌的产生。基于此,我国在2012年颁布了史上最严限抗令——“抗菌药物临床应用管理办法”,以规范抗生素的合理使用。

根据遗传特性,可将细菌耐药性分为两类:固有耐药性和获得性耐药性。也就是说,一方面,细菌本身就存在着耐药性,药物只是进行了选择,加速了这一过程;另一方面,药物可促使细菌产生耐药性。

1 细菌的固有耐药性

固有耐药性又称天然耐药性,其来源于该细菌本身拟核DNA上的耐药基因, 一般是由于遗传基因DNA自发突变的结果,具有典型的种属特异性,能够代代相传。也就是人教版高中生物学的教参所阐述的“细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异,其中就有耐药性强的变异……使用抗生素后,耐药性弱的个体大量死亡,耐药性强的个体有机会产生更多的后代”。细菌的这类耐药性,一般是对一种或两种相类似的药物耐药,且比较稳定,耐药性的产生与消失与药物接触无关,在自然界中这类耐药菌占次要地位。肠道阴性杆菌对青霉素耐药、铜绿假单胞菌对氨苄西林耐药就属于这类型。

2 细菌的获得性耐药性

在自然界中大多数的耐药性却是由细菌获得外源新基因而产生的获得性耐药[1]。研究发现,这类耐药性往往是细菌与抗生素接触后产生的,也可因不再接触抗生素而消失,也可由质粒等将耐药基因转移给拟核DNA而代代相传,成为固有耐药性[2]。这种耐药菌可以通过质粒和转座子的介导,将耐药基因传递给其他菌株。

细菌耐药性的传播方式主要有4种:①转化。主要指耐药菌溶解后释放出的DNA进入敏感菌体内,其耐药基因与敏感菌的同种基因重新组合,使敏感菌成为耐药菌。教材中肺炎双球菌的转化实验便是一个例子,S菌的DNA可以把R菌转化为S菌,原因就在于S菌编码荚膜多糖的基因进入了R菌。②转导。主要是借助于噬菌体将耐药基因转移给敏感菌,由于噬菌体有特异性,且通过噬菌体传播的DNA量很少,因此耐药性的转导现象仅能发生在同种细菌内,通常仅能传递对一种抗菌药的耐药性。③接合。由接合传递的耐药性也叫做感染性耐药,主要是通过耐药菌与敏感菌菌体的直接接触,由耐药菌将耐药因子转移给敏感菌。接合转移不仅可在同种菌之间进行,也可在属间不同种菌之间进行,通过接合方式,一次可完成对多种抗菌药耐药性的转移。④转座子。它是一种比质粒更小的DNA片段,能够随意地插入或跃出其他DNA分子中,将耐药性的遗传信息进行传递。转座子不能进行自身复制,必须依赖于细菌的DNA、质粒或噬菌体得以复制和繁殖。转座子的宿主范围广,它可在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌之间转移,可以在不同种、属间的细菌间进行,从而使耐药基因的宿主范围也扩大,是耐药性传播的一个重要原因。

此外,耐药基因的转移和传播还可以通过整合子类可移动的遗传元件介导。细菌的整合子系统是近年来发现的新的可移动基因元件,是捕获外源基因并使之转变为功能性基因的表达单位,以增强细菌生存的适应性。整合子在许多细菌中均存在,可通过转座子或接合性质粒,使多重耐药基因在细菌中进行水平传播。

上述的多种耐药机制都是细菌长期进化的结果,是部分细菌在生存压力下获得生存优势的手段。总之,药物的使用不仅仅是对耐药菌进行筛选,还可以通过施加生存压力,使细菌产生或者从外界获得耐药性。

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