大肠埃希菌耐药性研究进展

杨文霞，成 豫，理 云，陈林千雨， 陈芊如

(西北农林科技大学动物医学院，陕西 杨凌 712100)

0 引言

目前，大肠埃希菌对抗菌药物的耐药性成为一个日益严重的全球性问题。有学者通过探讨呋喃妥因在E.coli分离株的耐药机制，结果表明，NFSA(突变位点多为I117T和G187D)和NFSB的突变是引起耐药的主要机制。牛建宁等[1]研究显示，鸡源致病性E.coli对四环素类抗生素产生的多重耐药性与耐药基因tetA呈正相关。张纯萍等[2]表明E.coli通过主动外排作用对四环素耐药。有学者评估瑞士大苏黎世地区E.coli临床分离株中氨基糖苷类和β-内酰胺类耐药性的共存。结果表明，AAC(3)和aph(3‘)基因型与广谱β-内酰胺酶(BSBL)产生频繁相关，AAC(6’)基因与扩展广谱β-内酰胺酶(ESBL)产生频繁共存。研究健康屠宰动物肠道菌群中E.coli(包括产生头孢菌素酶的大肠埃希菌i)的表型和遗传特征，证实抗性基因在家畜中存在并通过IncX1质粒传播到包括人和动物病原体在内的其他细菌。

1 大肠埃希菌

1.1 大肠埃希菌病

已知E.coli有8种，即EPEC、ETEC、EIEC、EHEC、EAEC、SEPEC、UPEC和PPEC。大肠埃希菌病是一种常见的肠道急性细菌病，由某些致病性菌株(特异性血清型)及其毒素引起。它不但在动物群体流行广泛，给行业带来严重经济损失，而且还能携带其他致病菌的耐药基因，充当“基因储存库”，通过食物链等方式传递，影响食品品质和人类健康。大肠埃希菌属肠杆菌科，它能使多种糖发酵产生酸和气体，同时它也是人体和动物肠道中的一种正常驻留细菌。大肠埃希菌广泛存在于自然界，是一种条件致病菌。当机体免疫力下降或细菌侵入时，可成为一种机会性病原体，引起肠外感染，包括呼吸道感染、消化道感染、尿路感染、败血症等。

1.2 大肠埃希菌的形态及生物学特征

大肠埃希菌是一种中型革兰阴性杆菌，活菌大小通常为(0.4～1.0)μm×(0.7～3.0)μm，染色菌大小通常为(1.1～1.5)μm×(2.0～6.0)μm，多数菌株有鞭毛，能活动。有的菌株有致病菌毛、荚膜和微[3]。据报道，大肠杆菌上存在铜菌毛，它主要通过定植、组织嗜性以及生物膜形成等途径致病。

1.3 大肠埃希菌的抵抗力

大肠杆菌能在天然水中存活数周甚至几个月，其耐热性强于其他肠杆菌科。有些细菌在55℃加热60 min或60℃加热15 min的环境下仍能存活，对磺胺、链霉素、氯霉素等多种抗生素敏感，但也容易因R因子的质粒转移而产生耐药性。随着大肠杆菌抗菌药物的不断发展，大肠杆菌的耐药性逐渐增强，因此由大肠杆菌引起的医院感染已成为世界各国共同面临的难点问题。

2 耐药机制

2.1 耐药性

耐药性(drug resistance)就是人们所熟知的抗药性，指的是寄生虫、微生物和肿瘤细胞等在抗菌药物作用下细菌的耐受性，其会降低药效并产生毒副作用，是世界范围内的医疗危机。当细菌产生了耐药性后，很容易导致药物的作用下降，增加临床治疗工作的困难。按照耐药性发生的原因可以将大肠埃希菌的耐药性可分为天然、获得性耐药性。前者为细菌固有，仅由细菌本身的染色体基因决定；后者则由质粒介导，通过影响细菌代谢途径逃避抗菌药物的杀灭作用。

2.2 耐药机制

2.2.1 产生灭活酶或同工酶

灭活酶或同工酶会使抗生素发生水解、修饰等作用，失去抗菌活性而产生耐药性。对青霉素和头孢菌素类抗生素，β-内酰胺酶能作用于β-内酰胺环使酰胺键断裂而失去抗菌活性[4]。氨基糖苷修饰酶(乙酰转移酶、核苷转移酶和磷酸转移酶)，能使氨基糖苷类抗生素中游离羟基磷酸化、核苷化，失去抑制蛋白质合成的能力。而氯霉素乙酰转移酶使其乙酰化，经过非酶分子内重排等不能与细菌的核糖体结合，从而缺乏抗菌活性。大环内酯类抗生素的内酯环会被红霉素酯酶或大环内酯磷酸转移酶破坏，导致药物失活。

2.2.2 作用靶点突变

对于氨基糖苷类抗生素，除E.coli基因突变使核糖体蛋白(S12)改变外，还有生成16SrRNA甲基化酶(质粒介导)使自身碱基甲基化，都导致药物与细菌16SrRNA的亲和性降低，从而产生耐药性。对于喹诺酮类，主要是编码DNA回旋酶的基因突变，使E.coli空间结构改变，阻止药物进入作用区，或发生一系列变化阻碍与酶的作用而产生耐药性。对四环素类抗生素，通常是产生核蛋白体(保护蛋白质的合成)而影响抗菌活性。磺胺类药物和抗菌增效剂则会干扰E.coli的叶酸代谢过程，进而影响核酸代谢。

2.2.3 细菌外膜通透性改变

通透性的改变直接影响药物通过菌体外膜。E.coli突变导致的外膜某种特异膜孔蛋白(如OmpF、OmpC等 )发生结构或数量改变后，使该蛋白通道关闭甚至消失，从而导致对多种抗生素耐药。

2.2.4 主动外排作用

外排泵是一类构造特殊的膜转运蛋白质，能将多种抗生素从细菌的细胞质中挤出来，包括β-内酰胺类、四环素类、氟喹诺酮类、氨基糖苷类和磷霉素等，从而阻止药物在菌体内聚积。目前，外排泵分为5个家族：RND、SMR、MFS、ABC和MATE，在E.coli中以RND家族为主。

3 结语

现实生活中，养殖户随意选药、用药，甚至滥用药物现象；兽药市场秩序不良，同一有效成分命名不规范、产品有效成分含量不足等，都会促使细菌耐药现象的产生。因此，定期监测和加强宣传教育，对于我国抗生素药物的有效管理和使用十分必要。另外在实际生产中还应考虑联合用药，轮换用药，合理使用抗生素，并研制新型抗生素等，以减少耐药性的发生。