耐药菌的研究进展

耐药菌的研究进展

根据该报告，美国2001年的土霉素产量为15200kg。欧共体每年抗生素的消耗量达5000t。在肯尼亚每年有14.6t的抗生素用于畜禽生产。我国也是世界上四环素类抗生素的生产、使用和销售大国,并有数据表明,药物处方中西方国家抗生素比例为30%,而我国占70%,而且我国抗生素使用滥用情况严重。2005年化学工业学会和制药工业学会统计数据显示,我国每年抗生素原料生产量约为21万吨。随着抗生素在临床医学、畜禽业等方面的滥用,细菌在环境选择压力下产生了耐药性,以及可能通过质粒和整合子等广泛传播,导致耐药菌的出现。目前有研究显示出现了五耐、十耐、十几耐、甚至二十几耐的多重耐药菌。而且一旦这些耐药菌携带的耐药基因传播到致病菌上,并感染人群,将对人群构成严重的威胁。1细菌耐药性增加细菌耐药性的出现是由于细菌长期在抗生素的选择压力下产生的,由此也就产生了耐药菌。耐药菌的发展相当迅速,1939年青霉素大批量生产,1943年就有耐药菌出现。另据报道,1954年在美国首次合成万古霉素,在1986年就出现了万古霉素耐药肠球菌。在法国,1992年耐药性肺炎球菌的比率为18.9%,到了1994年时就达到了49.6%。由于具有耐药性细菌的迅速出现,往往使人们措手不及,刚刚开发出来的抗生素可能就已经失效,因此给临床医学、畜牧业等带来了诸多麻烦,而且也威胁到了人类的健康和生命安全。比如耐药细菌感染导致病人的病程延长,药费增加,也会给畜牧生产造成巨大的经济损失。又比如临床使用的沙星类药物,20世纪80年代初期时使用,没过多久细菌就产生耐药性了。美国伊利诺伊大学科学家发现的,土壤和农田地下水中的细菌耐药性基因来自猪的肠道菌。而耐药基因可以长期存在于土壤和水生细菌中,可能会传播到毒性更强的细菌身上。如果人饮用这样的水或食用农田里的稻谷,都有可能将毒性强的耐药细菌传播到人类。而且人类处于食物链的顶端,会受到来自各个方面的耐药菌的富集,从而可能使人类由一个纯基因库转变成一个耐药基因库,到那时可能就会面临抗生素治疗束手无策的局面。2抗癫痫药物的分布2.1品种丰富的耐热大肠菌群随着人和畜禽粪便的排放,医院废物的填埋,其中残留的抗生素也会排放到环境,再经过渗透、雨淋等,导致部分抗生素转移到水体,水体中的细菌在抗生素的持久选择压力下产生了耐药性。Rice等在西班牙的某屠宰场中检测到动物的粪便里含有耐万古霉素肠球菌,鸭子的粪便里含有的耐万古霉素肠球菌最多,占总数的61%,人类的粪便里含有的耐万古霉素肠球菌占总数的9%。Toye等的研究也提到了这一点。刘小云等对水环境中耐热大肠菌群的抗生素耐药性进行了研究,结果显示:医院污水污染地表水分离出的耐热大肠菌群中均100%耐青霉素(PEN)、耐红霉素(EM)和耐链霉素(SM);屠宰场下游地表水和畜禽养殖场下游地表水分离出的耐热大肠菌群中100%耐青霉素(PEN),97%耐红霉素(EM),87%耐链霉素(SM);污水处理厂进水分离出的耐热大肠菌群中均100%耐青霉素(PEN)和耐红霉素(EM),80%耐链霉素(SM);污水处理厂出水分离出的耐热大肠菌群中均100%耐青霉素(PEN)和耐红霉素(EM),92%耐链霉素(SM)。2.2对农业土霉素细菌的诱导污水处理厂处理后的剩余污泥、家畜养殖场所排放的粪便等都含有抗生素,且部分主要用作农业肥料,从而可能导致其残留的抗生素进入土壤环境;此外,经过径流与渗透,地表水体中的耐药菌也可能进入土壤中,共同对土壤中的细菌产生作用,形成土壤中的耐药菌。章明奎等对土壤可培养细菌进行土霉素诱导实验,实验结果表明:当土霉素添加浓度大于4mg/kg时,一次处理就可诱导土壤可培养细菌产生耐药性;当土霉素浓度为3mg/kg时,二次处理可诱导土壤可培养细菌产生耐药性;当土霉素浓度为2mg/kg时,5次处理可诱导土壤可培养细菌产生耐药性。因此如果长期施用含土霉素的畜禽粪,将导致土壤土霉素抗性细菌的出现。Sengeløv等对施用了猪粪水的农田的可培养土壤细菌进行了针对四环素、红霉素和链霉素的抗性筛选研究,结果显示:未施用猪粪水的农田中耐四环素细菌数为2.87×107±4.45×106CFU/mL,耐红霉素细菌数为1.35×106±2.4×105CFU/mL,耐链霉素细菌数为3.35×107±4.95×106CFU/mL;而施用猪粪水的农田中耐四环素细菌数为8.75×107±3.75×107CFU/mL,耐红霉素细菌数为1.45×106±1.07×106CFU/mL,耐链霉素细菌数为4.60×107±1.13×107CFU/mL。与Agersø等的研究结果相似。2.3耐药菌的产生及细菌分布空气中耐药菌的数量和占总菌数的比例,与当地人类活动频度有密切关系,也与当地医院、畜禽养殖场的位置等有关。医院和畜禽养殖场舍耐药菌都会以气溶胶的形式向空气中扩散,且这些耐药菌的存活时间都较长。医院耐药菌气溶胶来源于挥发、病人呼吸等形式,并向空气中传播。畜禽舍耐药菌气溶胶主要来源于动物本身,其通过排泄物、体表以及呼吸向周围环境散发耐药菌,从而形成了空气中的耐药菌。Brooks等对禽舍内粪便挥发出来的生物气溶胶中的细菌进行抗生素抗药性的研究,结果表明:有几乎66%的细菌对至少一种抗生素有耐药性,有几乎51%的细菌具有多重耐药性。周继平等对空气中耐药菌株分布情况进行了调查,结果显示:在四种抗生素种类中,耐大内环酯类抗生素耐药菌数最高,占到14.50%;耐林可霉素类抗生素耐药菌数占到12.27%;耐青霉素类抗生素耐药菌数占到3.22%。3细菌耐药基因细菌耐药性的产生一般是染色体上DNA结构发生突变、插入或缺失,致使其转录出的结构蛋白也随之发生改变,从而对抗生素产生了耐药性。细菌对抗生素产生耐药性的可能机制具体包括:①细菌自身产生了可以降解抗生素的酶或钝化酶,可以改变抗生素的结构,使抗生素失效;②突变抗生素的靶位或改变抗生素的靶位的结构,使抗生素不能以识别,故而失效;③降低细胞膜的通透性,使抗生素不能进入细菌内,从而失去作用;④细菌产生外排泵,可以将抗生素快速泵出,其泵出速度比流入速度更快,从而不能起到有效的杀菌效果。基因突变引起的细菌耐药性是不可传播的,而获得的外源耐药基因是可以传播的,大多数细菌耐药是由后者引起的。在环境中,细菌往往通过质粒、转座子、噬菌体等方式传播或交换所携带的某些基因,使得获得外源耐药基因的菌群能更能适应环境。这也让人联想到,最初耐药基因可能起源于少数抗生素产生菌或细菌自身基因的随机突变,接着在抗生素所形成的选择压力下,只有获得耐药基因的细菌才能生存,并初步繁衍成为耐药亚群,最终在抗生素持续选择压力下,产生了持久耐药性。Soda等研究了投加含多重耐药质粒RP4的大肠杆菌的两种活性污泥,结果显示质粒RP4从携带者大肠杆菌C600到活性污泥中的传输率分别为5.1×10-2~7.5×10-1和4.6×10-3~1.3×10-2,并且所有的转录结合子都拥有质粒RP4。杨平满等研究得出:质粒的交换、转座子的转座作用、整合子及其他一些机制有利于耐药基因在不同质粒或质粒与染色体间移动交换导致细菌单药耐药、多重耐药,垂直传代、多菌种播散,加快耐药株的形成蔓延。吴聪明等的研究也得出相似的结论。4细菌耐药性的检测方法4.1几种常用病毒检测方法临床手工细菌鉴定和细菌药敏实验,是临床上尤其在中小医院应用最广泛的方法。药敏方法包括纸片扩散法(实验室里使用较普遍)和抗生素稀释法(MIC法)等。纸片扩散法一般采用美国的K-B琼脂扩散法。这些方法的特点是方便、易操作、成本低,而且灵活性强。测定的细菌和药物可灵活选择。其缺点是操作烦琐、经验依赖性强、价格也比较贵。不能满足临床治疗的需要。4.2细菌耐药性分析目前,利用基因检测方法对细菌进行种属鉴定所涉及的基因包括细菌16srRNA基因或5srRNA序列、HSP基因家族、gyrB基因以及细菌特异基因等。主要是因为rRNA存在于所有生物中,在生物进化过程中其功能保持不变。Anthony等利用细菌23srRNA的可变区,使产生的产物与寡核苷酸芯片进行杂交,来鉴定细菌菌种。应用在细菌耐药性检测中的常用分子生物技术有单重PCR法、直接DNA探针法、多重PCR法、实时荧光PCR、基因芯片等。Huletsky等设计的实时荧光多重PCR方法,对含各种混合葡萄球菌的临床标本进行了检测,检测结果显示能够确定其中的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。Tenover报道了可以利用DNA探针找到抗微生物的抗药性基因。vanHoek等用基因芯片检测出了沙门氏菌中氨基糖苷类、β-内酰胺类、氯霉素类、磺胺类、红霉素及整合子的分布情况。余泽波等利用RT-PCR的方法检测多重耐药基因的表达情况进行研究,研究结果证实了耐药伤寒沙门氏菌中的外排基因acrB表达明显增强了。5预防、预防和预防药物环境污染,反对人体安全性不由于人畜禽抗生素的滥用,加快了耐药菌的产生,水体、空气、土壤等环境提供