張冬冬，王紅寧

（四川大學生命科學學院，動物疫病防控與食品安全四川省重點實驗室，“985工程”西南資源環(huán)境與災害防治科技創(chuàng)新平臺，生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室，四川 成都 610064）

β內(nèi)酰胺酶是指由細菌表達的，能夠通過破壞抗生素結(jié)構(gòu)，為細菌提供多種β內(nèi)酰胺類抗生素（如青霉素類、頭孢菌素類、頭霉素類、碳青霉烯類）耐藥性的一類水解酶。這一類抗生素都具有一個四原子環(huán)，稱為β-內(nèi)酰胺環(huán)。β內(nèi)酰胺酶通常是鋅離子依賴的，通過水解活性打開β-內(nèi)酰胺環(huán)，使抗生素分子失去抗菌能力。β-內(nèi)酰胺酶由染色體和質(zhì)粒介導，可在銅綠假單胞菌、嗜麥芽窄食單胞菌、粘質(zhì)沙雷菌、腸桿菌屬菌、肺炎克雷伯菌、嗜水氣單胞菌和不動桿菌等細菌中檢出。β內(nèi)酰胺酶是在抗生素壓力下細菌逐漸形成的生存機制，現(xiàn)今報道的β內(nèi)酰胺酶已有300多種。

1 CTX-M型超廣譜β內(nèi)酰胺酶（ESBLs）的產(chǎn)生

在現(xiàn)有的抗菌藥中β-內(nèi)酰胺類是使用最廣泛的一類抗菌藥，它具有殺菌活性強、抗菌譜廣、毒性小等優(yōu)點，在國內(nèi)外醫(yī)學及獸醫(yī)臨床上都得到了廣泛應用[1]。自青霉素投入使用之后，在1940年左右就發(fā)現(xiàn)大腸桿菌提取液可以破壞青霉素的酶；后又發(fā)現(xiàn)了頭孢菌素酶，以及既能水解青霉素又能水解頭孢菌素的廣譜酶。第一個報道的超廣譜β內(nèi)酰胺酶（ESBLs）是1983年在德國的一株肺炎克雷伯氏菌中發(fā)現(xiàn)的，它是SHV-1酶的一種變異型，能夠水解多種β內(nèi)酰胺類抗生素[2]。隨后在法國報道了TEM-1和TEM-2兩種酶的變異型。產(chǎn)CTX-M型超廣譜β內(nèi)酰胺酶的細菌在上世紀90年代報道得較少，以后CTX-M的分離率逐漸升高，主要從大腸桿菌中分離，大腸桿菌也被公認為CTX-M的主要宿主菌[3]。

CTX-M對頭孢噻肟的耐藥性比對頭孢他啶更強，它對頭孢噻肟的水解能力比對青霉素強，優(yōu)先水解頭孢噻肟一般作為臨床鑒定的首個篩選依據(jù)[4]。ESBLs-CTX-M主要由質(zhì)粒介導，質(zhì)粒是環(huán)狀可自主復制的DNA，它可以通過接合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導等形式在細菌中傳播。近期報道的多個攜帶ESBLs基因的質(zhì)粒同時還帶有其他抗生素如氨基糖苷類、氟喹諾酮類、磺胺類的耐藥基因，從而引起多重耐藥性，給攜帶ESBLs致病菌的治療帶來困難。

2 CTX-M型超廣譜β內(nèi)酰胺酶的基因結(jié)構(gòu)

目前報道的CTX-M型β內(nèi)酰胺酶已有超過100種亞型。它們均是編碼基因的同源基因發(fā)生變異而產(chǎn)生的[5]。CTX-Ms基因編碼約291個氨基酸，部分亞型存在氨基酸的插入缺失突變，如：CTX-M-11（282），CTX-M-107、108（288），CTX-M-45、109（289），CTX-M-40、63、106（290），CTX-M-110（292）。由于氨基酸的變化，各亞型間的水解活性也不盡相同，且由于亞型較多，進行完整不同亞型間水解活性的比較也十分困難。Zhao W H等[6]在2013年對CTX-M的流行和基因型進行了分析，將CTX-Ms劃分為7個亞型（Cluser）。

3 我國動物源CTX-M型超廣譜β內(nèi)酰胺酶的流行現(xiàn)狀

我國已報道的CTX-M亞型較多，目前雞源大腸桿菌中流行的優(yōu)勢CTX-M亞型以CTX-M-15、CTXM-55、CTX-M-14和CTX-M-65為主。根據(jù)相關(guān)報道，CTX-M-55和CTX-M-65普遍分布在中國動物源分離株中。在過去幾年里，CTX-M-55迅速增加，甚至超過blaCTX-M-15成為我國人類分離株中第二個常見的CTX-M基因型。2009年，首次在河南雞源大腸桿菌中檢測到CTX-M-65，在29株產(chǎn)ESBL大腸桿菌中占到37.9%。而blaCTX-M-65在人類細菌中不常見。不同地區(qū)間CTX-M型超廣譜β內(nèi)酰胺酶的分布存在一定差異。杜向黨等2009年通過PCR基因檢測技術(shù)，對河南地區(qū)豬源、雞源大腸桿菌中ESBLs的流行情況進行了分析，發(fā)現(xiàn)河南地區(qū)豬源、雞源CTX-M檢出率較高：雞源大腸桿菌中CTX-M型ESBLs的陽性檢出率為89.8%（53/59），豬源大腸桿菌CTX-M型ESBLs的陽性檢出率為69.4%（25/36）。郭翠平等2013年對山東禽源大腸桿菌中ESBLs基因進行了檢測，得出ESBLs基因檢出率為75.42%，其中CTX-M基因檢出兩種，分別為CTX-M-9（37.29%）、CTX-M-1（28.00%）。葉滿玉等2008年對四川地區(qū)的豬源大腸桿菌及沙門氏菌中的β-內(nèi)酰胺類藥物耐藥基因進行了檢測，其中TEM檢出率為82%、SHV檢出率為34%、CTX-M檢出率為23%。近年來，已有多個報道證明，同一質(zhì)粒可能含有多種超廣譜β內(nèi)酰胺酶基因，目前已報道的TEM-1、TEM-2、OXA-1、SHV等分別與CTX-M共同存在于同一質(zhì)粒中。

4 動物源CTX-M型超廣譜β內(nèi)酰胺酶的流行原因及應對策略

ESBLs的傳播機制有兩種：ESBLs菌株的垂直傳播（克隆傳播）和ESBLs編碼基因的水平傳播。耐藥基因水平轉(zhuǎn)移通常由質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子、噬菌體和整合子等可移動元件完成[7]。產(chǎn)ESBLs菌株主要是通過質(zhì)粒將耐藥基因水平轉(zhuǎn)移給敏感的非產(chǎn)ESBLs菌株，從而引起耐藥細菌暴發(fā)流行。由于ESBLs的編碼基因位于質(zhì)粒上，因此可以通過多種水平傳播方式如轉(zhuǎn)導、接合、轉(zhuǎn)移等方式傳遞耐藥基因，在很多革蘭氏陰性桿菌中（如陰溝腸桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌等）都可以分離出產(chǎn)ESBLs菌株，很容易造成產(chǎn)ESBLs細菌的廣泛傳播。根據(jù)本實驗室前期研究，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)CTX-M質(zhì)?？梢园l(fā)生水平轉(zhuǎn)移，接合效率在 6.7×10-5～9.3×10-3不等。

產(chǎn)ESBLs細菌的質(zhì)粒往往還同時攜帶氨基糖苷類、氯霉素、磺胺類、氟喹諾酮類藥物耐藥基因，造成多重耐藥，因此準確及時地檢測出產(chǎn)ESBLs菌株對于指導臨床用藥尤為重要。blaCTX-M基因結(jié)構(gòu)促進了CTX-M型ESBLs的廣泛流行：一方面blaCTX-M耐藥基因大部分位于可接合的質(zhì)粒上；另一方面，不同的遺傳元件（插入序列、轉(zhuǎn)座子和整合子）在參與blaCTX-M基因傳播與表達中起到了更重要的作用。多種因素綜合導致細菌耐藥性傳播問題變得越來越嚴重。為了有效控制耐藥基因并合理使用抗菌藥，關(guān)于blaCTX-M耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移機制還需要進一步深入研究。

長期濫用β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物的危害不僅會導致動物體內(nèi)的腸道細菌產(chǎn)生耐藥性，而且會給人類健康造成威脅，因為抗菌藥在動物體內(nèi)不可能被完全吸收，人類通過食物長期攝入含抗菌藥殘留的動物性食品后，將會增加人體耐藥性，降低抗菌藥療效。不僅如此，耐藥菌所攜帶的耐藥 基因擴散到環(huán)境中后，會促進環(huán)境中細菌對β-內(nèi)酰胺類藥物產(chǎn)生耐藥性，使得耐藥范圍進一步擴大。

總體上看，我國動物源產(chǎn)CTX-M型超廣譜β內(nèi)酰胺酶的菌株的分離率呈現(xiàn)增長趨勢，為了應對這一現(xiàn)象，一方面應當減少健康動物的抗生素使用，從而減少CTX-M攜帶菌株的人為篩選；另一方面，目前已經(jīng)有β內(nèi)酰胺酶抑制劑（如鄰氯西林、雙氯西林、棒酸、舒巴坦、他唑巴坦、甲氧西林等）應用于人醫(yī)臨床，可考慮在獸醫(yī)臨床上使用。

[1]李道佩，黃巧蓮.第一類抗生素的臨床應用[J].中國藥物與臨床，2004，4（9）：722-724.

[2]Kliebe C，Nies B A，Meyer J F，et al.Evolution of plasmid-coded resistance to broad-spectrum cephalosporins[J].Antimicrobial Agents and Chemotherapy，1985，28（2）：302.

[3]Cantón R， Coque T M.The CTX-M β-lactamase pandemic[J].Current Opinion in Microbiology，2006，9（5）：466-475.

[4]余細勇.抗菌藥物耐藥性的分子生物學機制[J].中華醫(yī)藥雜志，2004.

[5]Bradford PA.Extended-spectrum β-lactamases in the 21st century：characterization，epidemiology and detection of this important resistance threat[J].Clinical Microbiology Reviews，2001，14（4）：933-951.

[6]Zhao W H，Hu Z Q.Epidemiology and genetics of CTX-M extended-spectrum β-lactamases in Gramnegative bacteria[J].Critical Reviews in Microbiology，2013，39（1）：79-101.

[7]Yu Y S，Zhou H，Yang Q，et al.Widespread occurrence of aminoglycoside resistance due to ArmA methylase in imipenem-resistant acinetobacter bau原mannii isolates in China[J].Journal of Antimicrobial Chemotherapy，2007，60（2）：454-455.