甘 宇，梁妙翎

（貴港市中西醫(yī)結合骨科醫(yī)院檢驗科 廣西 貴港 537100）

人類診治細菌導致的疾病，由依靠自身免疫力到廣泛使用各類抗生素，雖然疾病治愈率極大提高，但細菌對抗生素耐藥性也日趨嚴重。細菌耐藥菌株產生的直接后果是降低抗生素療效，增加治療成本；縮短新藥使用周期，加大新藥研發(fā)成本，最終導致有療效的抗生素減少，對健康構成威脅。目前，細菌耐藥已成為全球性問題，幾乎所有細菌都有耐藥菌株，多種抗菌藥物都能被細菌耐藥基因抵抗或破壞[1-4]。本文就金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌常見耐藥基因的結構與功能、及其介導的耐藥機制等方面做以下綜述。

1.細菌耐藥基因的起源與傳導

細菌是在自然界中廣泛存的單核微生物，要在長期相互競爭的環(huán)境里生存，必然產生一些自我保護的措施，耐藥基因就是細菌自我保護的生存措施之一。長期不合理使用抗生素，進一步促使細菌產生多樣化的耐藥基因，在2011年，僅美國一個國家，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）就造成了超過8萬例的侵襲性感染[5]。自然環(huán)境里，有耐藥基因的菌株只是少數(shù)，但近年來，人類的各種生產活動大幅度增長，人員流動增多，有耐藥基因的細菌也隨之四處擴散，給人類健康帶來損害。因此，細菌耐藥菌株的傳播與人類活動有著密切關系；減少耐藥性細菌的產生已成為全人類共識。

2.金黃色葡萄球菌常見耐藥基因的基本結構與功能、耐藥機制

金黃色葡萄球菌耐藥最常見的是MRSA，從2005年中國細菌耐藥性監(jiān)測開始以來，我國的局部區(qū)域的MRSA檢出率在40%以上[6]。

2.1 MRSA對β內酰胺類抗生素耐藥主要由耐藥基因mecA介導，經研究發(fā)現(xiàn)mecA基因存在于葡萄球菌染色體中一個可移動元件SCCmec上，這個元件由不同的整合子、轉座子等組成，分別編碼不同的耐藥基因[7-8]。MRSA獲得基因mecA后，編碼出PBP2a是其耐甲氧西林的主要基礎。編碼PBP和PBP2a的基因與調控因子具有同源性。PBP2a的生成與BLA（β-內酰胺酶）的誘導呈相關性，mecA受其鄰近的mecRI-mecI調控，當β-內酰胺類抗菌藥物誘導后，抗菌藥物結合到MecRI感受器的應激區(qū)域上，MecRI被激活，去除MecI對mecA的抑制作用，mecA開始表達，生成大量的PBP2a, PBP2a對β-內酰胺類藥物的親和力很低，對幾乎所有的β-內酰胺類耐藥，細菌從而產生耐藥性。

2.2 MRSA對大環(huán)內酯類抗生素耐藥主要由耐藥基因ermA、ermC介導，基因erm是編碼核糖體甲基化酶的基因，能改變細菌核糖體50 S亞基23 S rRNA，使特定的核苷酸殘基甲基化，使之與大環(huán)內酯類抗生藥物結合靶位發(fā)生改變，減少結合，使抗菌藥物對50 S核糖體的親和力極大降低而表現(xiàn)出耐藥性。國內有報道，對MRSA進行大環(huán)內酯類抗菌藥物耐藥基因檢測，發(fā)現(xiàn)ermA和ermC基因占65%以上[9]。夏雯[10]等報道，erm基因介導的MRSA對大環(huán)內酯類耐藥以ermA、ermC類型最為常見，其基因表達的甲基化酶是對大環(huán)內酯類耐藥的主要酶類。

2.3 MRSA對四環(huán)素類抗生素耐藥，主要由tetM基因參與，該基因介導編碼核糖體保護蛋白，能阻礙四環(huán)素類藥物與細菌核糖體結合而耐藥，閔長艷等[11]報道的MRSA的耐藥基因檢測中發(fā)現(xiàn)，四環(huán)素耐藥菌株檢測到的tetM基因占總檢出率最多。反映了tetM基因是四環(huán)素類藥物耐藥產生的主要因素。

2.4 MRSA對氨基糖甙類抗生素耐藥，是該耐藥菌株含有對氨基糖苷類抗菌藥物修飾酶（AME）的耐藥基因，其介導的耐藥以三類修飾酶為主[12]，（1）乙酰轉移酶、（2）磷酸轉移酶、（3）核苷轉移酶，激活后將氨基糖苷類抗菌素的游離氨基乙?；?、游離羥基磷酸化、游離羥基核苷化，通過以上途徑，AME改變了抗菌藥物的原有分子結構，從而導致抗生素失去活性，細菌產生耐藥。氨基糖苷類抗生素的分子結構存在著諸多相似，因此常出現(xiàn)此類抗生素的相互交叉耐藥現(xiàn)象。對氨基糖苷類耐藥的MRSA進行基因檢測，其中以aac（6’）-aph（2”）基因最為重要，是MRSA對氨基糖苷類抗菌藥物產生耐藥的主要因素[13]。

MRSA均為多重耐藥性，除自身攜帶多種耐藥基因外，還可在接觸其他細菌后，通過質粒交換，獲得額外的耐藥因子[14-15]。因此，有些藥物敏感試驗在實驗室純培養(yǎng)條件下是敏感，抗菌藥物在人體內卻是耐藥。臨床醫(yī)生應謹慎選用抗菌藥物，減少耐藥細菌增加。

3.大腸埃希菌常見耐藥基因的基本結構與功能、耐藥機制

大腸埃希菌耐藥最常見的是產超廣譜β內酰胺酶（ESBLs）菌株。由于頭孢菌素在臨床上大量使用，使得ESBLs菌株在我國廣泛傳播[16]。大腸埃希菌產ESBLs菌株的基因型主要分為TEM型、SHV型、CTX-M型、OXA型。不同地域和醫(yī)院，因使用抗生素有所差別，產ESBLs型菌株發(fā)生率也大不一樣。

3.1 TEM基因型ESBLs，首先發(fā)現(xiàn)于希臘患者Temoniera的血培養(yǎng)中分離獲得的大腸埃希菌，因此命名為：TEM型。TEM型ESBL是由廣譜酶TEM-1基因位點發(fā)生變異，使得多個氨基酸發(fā)生改變，主要改變點在104位Glu/Lys；164位Arg/Ser、His；238位Gly/Ser；240位Glu/Ser，因此形成一系列有差異的酶蛋白，至今已發(fā)現(xiàn)了199種亞型。這些突變引起了耐藥性和等電點的改變，使得TEM型各亞型的ESBLs酶能水解對應β內酰胺類抗生素（如青霉素類和氧亞氨基頭孢菌素），其出現(xiàn)主要是抗生素不合理使用，細菌生存性選擇的結果。該基因由質粒介導，主要引起細菌對β內酰胺類抗生素耐藥[17-18]。

3.2 SHV基因型ESBLs,能水解頭孢噻吩的巰基，并以英文Sulphadryl varible的縮寫SHV而命名。首個SHV型ESBLs發(fā)現(xiàn)于德國，屬于SHV-2型，經發(fā)現(xiàn)SHV的亞型已有一百多種，SHV型ESBLs的PI值在7.0～8.2之間。各亞型是在SHV-1型的基因位點突變的基礎上，使得1～7個氨基酸改變，主要改變點在238位Gly/Ser；240位Glu/Lys，因不同位點的氨基酸被取代，而形成的一系列酶蛋白衍生物，可水解各類廣譜頭孢菌素（如頭孢他啶、頭孢噻肟等）和單環(huán)β內酰胺類抗生素（如氨曲南等），從而使細菌產生耐藥性，并且該基因由質粒介導，具有快速轉導耐藥基因的能力[19-20]。

3.3 CTX-M型ESBLs，因其能高效水解頭孢噻肟（Cefotaxime），故以名稱縮寫命名為CTX-M，一般由291個氨基酸殘基組成，分子質量28 ku, PI值介于7.4～9.0。1990年首先在德國發(fā)現(xiàn)攜帶有CTX-M型ESBLs大腸埃希菌，現(xiàn)有150多種亞型。依照基因序列的同源性分組，可分為四個大組：第一組包括CTX-M-1,3；第二組包括CTX-M-2,4,5,6,7和Toho-1；第三組為Toho-2和CTX-M-9；第四組CTX-M-8。此酶的237位絲氨酸殘基、276位精氨酸殘基對水解頭孢噻肟起重要作用。其他位點的氨基酸殘基如169位Gln/Leu/Met/Cys/Pro、77位Val/Ala、119位Leu/Phe、240位Gly/Asp等，由于這些位點的氨基酸替換，對CTX-M型ESBLs的能水解各類廣譜頭孢菌素起顯著作用[21-22]。

3.4 OXA型ESBLs,對苯唑西林（Oxacillin）、氯唑西林（Cloxacillin）有很強的水解能力，故以此為名OXA酶，依據(jù)其基因序列分為12個組，OXA-23、OXA-24/40、OXA-48、OXA-51、OXA-58、OXA-134a、OXA-143、OXA-211、OXA-213、OXA-214、OXA-229和OXA-235，各組內又存在眾多亞型號，各組ESBLs之間同源性很低。因為基因位點發(fā)生突變，位點的氨基酸被替換，使得OXA型ESBLs對苯唑西林和氯唑西林的水解作用很強，對于頭孢菌素類的水解能力低于青霉素類，OXA酶還能夠誘導大腸埃希菌外排泵的高表達，具有主動外排的機制，能夠將進入菌體的藥物排出，減少抗菌素活性，形成耐藥機制[22]。

3.5 AmpC酶介導的耐藥，AmpC酶屬β內酰胺酶Ambler分子結構分類法中的C類和Bush Jacoby Medeiros功能分類法中第一群，能水解頭孢菌素、且不被克拉維酸所抑制，分為染色質介導型和質粒介導型。在大腸埃希菌發(fā)現(xiàn)的AmpC酶主要由質粒介導[23]，產AmpC酶菌株的耐藥常表現(xiàn)為多重耐藥和交叉耐藥，不僅對β-內酰胺類抗生素耐藥，對氟喹諾酮類、磺胺類及氨基苷類抗菌藥物也耐藥。有研究表明，質粒攜帶的遺傳信息能賦予宿主菌某些生物學形狀，有利于細菌在特定的環(huán)境條件下生存，它是多種抗生素耐藥基因的攜帶載體[24-25]，這些質粒上基因主要是通過接合、轉導和轉化等方式在菌株之間進行水平傳播，臨床上出現(xiàn)的高產AmpC酶大腸埃希菌株多是因為獲得攜ampC基因質粒，使得不同菌株獲得耐藥性。

4.小結與展望

近年，越來越多的多重耐藥菌株的不斷報道，這說明環(huán)境的改變，促進了細菌進化，人員的流動性，又增大了各種菌類相互接觸的機會，細菌種群間的各種耐藥基因通過染色體遺傳（如染色體遺傳、基因介導、染色體突變介導等）和質粒介導（如轉化、轉導、接合、易位或轉座等）的方式，是使之獲得了多重耐藥的決定性因素。既往研究表明，多種耐藥基因的共存不僅可增強耐藥性，也可擴大耐藥譜，只要誘導劑（抗菌素）出現(xiàn)，就激發(fā)出相應的耐藥性[26-27]。因此，減少耐藥菌株的產生和阻止傳播刻不容緩，加強細菌耐藥監(jiān)測并準確檢出耐藥菌株及時上報；醫(yī)務人員要合理使用抗菌藥物，嚴格執(zhí)行消毒隔離制度，從源頭上消除產生耐藥菌株的各項因素。