动物源性细菌对四环素类抗生素的耐药性现状

彭兰丽

（湖南生物机电职业技术学院，湖南长沙410127）

抗生素作为人类伟大的发现，自出现且被应用于临床治疗中以后，人类则有了对抗细菌感染的利器，细菌感染造成的疾病死亡率大幅度下降。经过几十年的大力发展，目前已经开发出了多种类别上百种抗生素，其中主要分为可干扰细菌细胞壁合成的β- 内酰胺类，影响细菌蛋白质合成的氨基糖苷类、四环素类、氯霉素类、大环内酯类、林可霉素类，影响核酸代谢的喹诺酮类，损伤细菌细胞膜的多粘菌素类及干扰叶酸代谢的磺胺类和甲氧苄啶[1]。

我国近20 吨抗生素有一半被用于畜牧生产中。但近几年，抗生素的大量滥用、误用以及将其作为预防性饲料添加剂使用均造成了大量耐药菌的产生，少许菌株甚至出现多重耐药、交叉耐药的现象，还可导致抗生素的药效敏感性降低，动物死亡率升高，从而对畜牧养殖业的经济效益造成严重影响。更为重要的是耐药菌可以在人类、动物和环境中转移，给人类健康带来潜在威胁。因此，针对这一严峻挑战，世界各国和组织纷纷制定相应的禁抗措施以应对这一危机，例如：1986 年，瑞典政府基于食品安全的考虑，在没有充分证据的情况下，规定畜禽饲料中全面禁用抗生素作为促生长物质，成为世界上第一个不准使用AGPs 的国家[2,3]。随后，丹麦于2000 年开始在畜禽饲料中全面禁用抗生素，早于其它的欧盟国家6 年。从2006 年初开始，欧盟国家开始在法律上全面禁止促生长类抗生素在饲料中的添加使用，因为人们怀疑大量抗生素的使用会增加人类和动物对抗生素的耐药性[4]。本文主要通过对在畜牧养殖生产中动物源性细菌对应用较为广泛的四环素类抗生素的耐药性研究现状进行剖析，从而提出相应的应对策略以保障畜牧养殖业的平稳健康发展和动物源性食品安全。

1 四环素类抗生素

四环素类抗生素包括了一系列的衍生物，如四环素（Tetracycline）、金霉素(Aureomycycline)、土霉素(Terramycin)、地美环素（Demeclocycline）、强力霉素(Doxycycline)、甲烯土霉素(Methacycline)等，它们均有着非常广泛的抗菌谱，无论对革兰氏阳性菌或阴性菌、需氧菌或厌氧菌、立克次体、螺旋体属均有较好的抑制作用，但对结核菌、变形菌等则无效[5,6]。近年来，随着四环素类药物被广泛的应用于动物传染病的治疗，对各种细菌性疾病的预防工作中以及被用于在动物源性产品生产过程中提高家畜的生产性能，从而导致了多种动物源性细菌均对其产生了严重的耐药性。因此，深入研究动物源性细菌对四环素类药物产生耐药性的机制是非常有必要的，这将有助于指导临床合理使用四环素类药物以及对于动物源性细菌性疾病的防治具有重要意义。

2 四环素类抗生素耐药机制

多数情况下，在抗生素的选择性压力下多数细菌会为了生存而尝试通过各种耐药机理或途径与抗生素对抗，其中针对于四环素类抗生素耐药性的产生主要有两种比较常见的机制即：主动外排作用和核糖体保护作用。研究人员已经在以上两种机制中通过测序技术发现了几十种耐药基因，这些基因多位于接合质粒或接合转座子上[7]。一般认为，主动外排作用和核糖体保护作用是细菌对四环素产生耐药性的主要机制，其中革兰氏阴性菌以主动外排机制为主，常见的耐药基因分别为tet(A)、tet(B)和tet(C)；而革兰氏阳性菌则以核糖体保护机制为主，研究较多的核糖体保护基因分别为tet (W)、tet（K）、tet（L）、tet（M）和tet（O）等[8]。下面就四环素类药物两种常见的耐药机制来阐述动物源性细菌对四环素类抗生素的耐药性是如何产生的。

2.1 主动外排机制

药物外排泵是一类存在于细菌细胞膜上的蛋白质。研究表明，许多细菌均可通过其自身的外排泵系统将进入细菌细胞内的四环素镁离子伴随H+的内流而转运到胞外，使得胞内的四环素浓度降低而表现出耐药性[9]。革兰氏阳性和阴性菌共计有26种不同类型的外排泵，其中针对于四环素类药物的有18 种。此外，革兰氏阴性菌的四环素外排泵通常含有12 个跨膜区。四环素的外排泵主要分布于细菌细胞内膜的磷脂双层结构上，但是关于其具体的分子结构目前还未被解析，有研究人员基于其它已知的转运体推测四环素外排泵的分子结构可能是一个含水的由6 个跨膜组成的螺旋状通道[5]。

2.2 核糖体保护机制

四环素类药物对细菌进行杀灭作用可通过与细菌内的核糖体结合，从而干扰细菌蛋白质的正常翻译过程以此来发挥抗生素的作用。四环素类药物之所以能够进入胞内与核糖体结合主要是由于细菌核糖体上有四环素类药物的tRNA 结合位点。同源氨基酰基-tRNA 与mRNA 受体位点（A-site）顶端。通过四环素类药物与细菌核蛋白的30S 亚单位结合，这种有约束力的结合阻断氨基酰基-tRNA的对接，从而抑制细菌蛋白质的合成。四环素通过革兰氏阴性菌的外膜孔进入到含有二价Mg2+的细菌细胞中，其次是通过细菌的细胞膜上的无金属抗生素的被动扩散作用进入细胞内。因此，四环素与二价金属的结合对抗生素进入细菌细胞和靶向作用到细菌核糖体上是至关重要的。而核糖体保护是由核糖体保护蛋白介导的。核糖体保护蛋白是一种与延伸因子同源的GTP 酶，其与四环素修饰的翻译核糖体结合，并在核糖体中捕捉四环素，从而使细菌蛋白质的翻译得以继续[10]。

3 科学应对策略

历史表明，抗生素的发现和耐药性的出现是齐头并进的。四环素类药物的广泛使用及存在为耐药性的产生提供了机会。为避免耐药性的产生，可做到以下几点：（1）针对性用药，减少广谱抗生素的使用；（2）严禁在饲料或饮用水中预防性添加抗生素；（3）轮换用药，减少同一类药物的长期频繁使用；（4）在症状好转后增加巩固性用药，防止出现由病原菌消灭不彻底导致再次致病的现象；（5）清除环境中残留的四环素类药物，减少环境耐药菌的产生[11,12]。

4 展望

现如今，大量抗生素的滥用导致耐药细菌的产生，甚至于可以威胁到人类健康的超级细菌，多重耐药和高水平耐药等问题日益严重。临床上对细菌性疾病不恰当的治疗和抗生素滥用是造成耐药菌普遍存在的罪魁祸首。因此，世界各国纷纷开始禁止在饲料中添加抗生素作为预防性用药和限制抗生素在临床治疗中的用量。进一步深入探究四环素类抗生素耐药性产生的原因和内在规律有助于指导临床合理规范使用抗生素，进而有利于保障动物源性食品安全。 □