喹诺酮类抗菌药耐药新机制
喹诺酮类药物研究进展
喹诺酮类药物研究进展喹诺酮类药物及其研究进展摘要：喹诺酮类药物系一类人工合成抗菌药。
自第一个此类药物萘啶酸问世以来，该类药物发展迅速，成为目前抗菌药物研究的热点。
本文从作用机制、药代动力学、抗菌效果及不良反应与结构的关系、临床应用等方面的研究进展对该类药物作一综述，以便读者对其发展有更全面的了解。
关键词：喹诺酮，研究进展，作用机制，药代动力学，抗生素后效应，构效关系，光毒性1 药理药效特征1．1作用机制大量研究证实，氟喹诺酮类的作用机制主要是拮抗细菌的DNA回旋酶（gyr），阻碍细菌DNA合成导致细菌死亡。
DNA 回旋酶由A、B两个亚型分子构成。
较早开发的氟喹诺酮类药物主要通过抑制DNA回旋酶A亚单位（gyrA）的切割及封口活性。
近来研究发现，新氟喹诺酮类药物可能同时作用于gyrA和gyrB，只是作用机制可能不同。
其依据为B亚型的突变可改变细菌对新氟喹诺酮类药物的敏感性。
此外，当RNA或蛋白质的合成受到抑制时，氟喹诺酮类药物的杀菌活性会降低。
1．2 药代动力学氟喹诺酮类药物口服吸收好，组织分布广，可分布于各种组织体液和器官，特别在肾、肝、肺及皮肤组织中分布良好。
口服后1～2h达到血药峰浓度，较早开发的该类药物血浆清除半衰期一般在3～8h，需每日2～3次给药。
近年研发的新药中t1/2呈延长的趋势。
延长t1/2可减少用药次数，方便患者，提高用药依从性。
如盐酸莫西沙星半衰期12～15.2h，每日1次服药。
研究表明，氟喹诺酮类药物为浓度依赖型，其对致病菌的杀菌作用取决于峰浓度，而与作用时间关系不密切。
用来评价浓度依赖型药物杀菌效果的PK/PD参数主要有AUC24h/MIC和C max/MIC。
氟喹诺酮类药物同样如此。
近年来对氟喹诺酮类药物的PK/PD研究表明，AUC24h/MIC对临床有效率有很强的预见性，并建议AUC24h/MIC>125为临床药物应达到的目标。
如环丙沙星，当AUC24h/MIC<125时，临床有效率为42%，细菌清除率仅为26％，而当AUC24h/MIC>125时，临床有效率为80％，细菌清除率达82％。
喹诺酮类抗菌药物的新进展
2.2 喹诺酮类药物按发明先后及其抗菌性能的不同分为四代第一代喹诺酮类产品抗菌谱窄，仅对大肠埃希菌、变形杆菌属、沙门菌属、志贺菌属的部分菌株有中等抗菌活性。
代表药物有：奈啶酸和吡咯酸，因其口服难吸收，疗效不佳，不良反应多，现已完全淘汰。
第二代喹诺酮类药物为吡哌酸（PPA）、新恶酸、甲氧恶喹酸等，属非氟喹诺酮类药物，较第一代抗菌谱有所扩大，对革兰阴性菌的作用较第一代强，对革兰阳性菌和部分绿脓杆菌有一定的作用，因其口服血浆蛋白结合率高，体内不被代谢，尿液中浓度高，不能有效治疗全身感染，因而主要用于治疗尿路感染和肠道感染。
由于不良反应仍较多，故目前除PPA偶用外，其他也已淘汰。
第三代喹诺酮类药物为6-氟-7-哌嗪-4-喹酮类，分子中均含氟原子，故称氟喹诺酮类。
于20世纪80年代问世，不仅抗菌活性大为提高，而且抗菌谱扩大到金葡菌、肺炎链球菌、溶血性链球菌、肠球菌等革兰阳性菌、衣原体、支原体、军团菌及结核杆菌，对革兰阴性菌疗效更佳，综合临床疗效已相似，甚至优于第三代头孢菌素，广泛地应用于临床［2］。
主要品种有：氟哌酸、氧氟沙星、环丙沙星、依诺沙星、培氟沙星、恩诺沙星、洛美沙星、氟罗沙星、托氟沙星、加替沙星、司帕沙星等。
第四代喹诺酮类药物，如克林沙星、莫西沙星、吉米沙星等，其特征与前三代相比，在抗菌活性、抗菌范围、药动学性质和血浆半衰期上都明显改变，C-7位上的氮双环结构，既保留了前三代抗革兰阴性菌的活性，又明显增加了抗革兰阳性菌的活性，对军团菌、支原体、衣原体及铜绿假单孢菌均显示出较强的作用。
8-甲氧基的引入提高了对厌氧菌的抗菌活性，在对抗厌氧菌感染上显示出良好的疗效。
与前三代比较，其药动学性质更趋良好，临床适用范围广，临床疗效甚至超过β-内酰胺类抗生素［3］。
3 喹诺酮类药物的临床应用第一代喹诺酮类抗菌药物因其仅对革兰阴性杆菌有效，口服难吸收，疗效不佳，不良反应又多，现已完全淘汰；第二代喹诺酮类药物除偶用PPA治疗敏感菌引起的尿路感染和肠道感染外，也已基本淘汰。
喹诺酮类抗菌药物
环丙沙星
总结词
环丙沙星是一种广谱抗菌药物，主要用于治 疗呼吸道、胃肠道和泌尿生殖系统感染。
详细描述
环丙沙星对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和 厌氧菌等具有抗菌作用，可用于治疗肺炎、 支气管炎、急性呼吸道感染等呼吸道疾病，
以及胃肠道感染和泌尿生殖系统感染。
诺氟沙星
要点一
总结词
诺氟沙星是一种广谱抗菌药物，主要用于治疗胃肠道 感染和泌尿生殖系统感染。
01
研发新的喹诺酮类药物，以满 足临床对感染性疾病的治疗需 求。
02
针对现有喹诺酮类药物的不足 ，进行改进和优化，提高疗效 和安全性。
03
发掘新的喹诺酮类药物的作用 机制和靶点，以拓展其抗菌谱 和抗菌活性。
喹诺酮类药物与其他抗菌药物的联合应用
01
02
03
研究喹诺酮类药物与其他抗菌药物联 合应用的治疗方案，以提高抗菌效果 。
开展喹诺酮类药物合理使用和耐药性 监测的国际合作，共同应对抗菌药物 耐药性的挑战。
06
CATALOGUE
喹诺酮类药物的具体品种介绍
氟罗沙星
总结词
氟罗沙星是一种广谱抗菌药物，主要用于治 疗呼吸道、胃肠道和泌尿生殖系统感染。
详细描述
氟罗沙星对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和 厌氧菌等具有抗菌作用，可用于治疗肺炎、 支气管炎、急性呼吸道感染等呼吸道疾病， 以及胃肠道感染和泌尿生殖系统感染。
探索喹诺酮类药物与其他抗菌药物联 合应用时的药物相互作用机制。
针对多重耐药菌株的治疗，研究联合 应用喹诺酮类药物与其他抗菌药物的 治疗方案。
喹诺酮类药物的耐药性研究及防控措施
01
02
03
研究喹诺酮类药物耐药菌株的流行病 学和分子机制，为制定防控策略提供 依据。
喹诺酮类药物的研究进展原理和药物的作用特点
喹诺酮类药物的研究进展原理和药物的作用特点【摘要】喹诺酮类抗菌药在临床使用已有40余年，它对人类控制微生物感染发挥了巨大作用。
本文介绍了喹诺酮类抗菌药的作用机制、分子结构与抗菌活性的关系.【关键词】喹诺酮喹诺酮类(Quinolones简称QNS)，又称吡酮酸类或吡啶酮酸类，是一类有别于传统抗生素的新型化学合成抗菌药物。
1962年美国Lesher等研究人员发现了第一个喹诺酮类抗菌药—萘啶酸，标志着喹诺酮类药物的正式诞生。
此后，该类药物的研究开发引起了世界范围的广泛关注，其发展速度大大超过了头孢菌素和青霉素类，居各类抗菌素之首。
截至1997年，就已制备出了5000多种喹诺酮类似物，并对其大多数进行了抗菌活性研究，现已投放临床使用的有20多种，正在进行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期临床试验的超过15种。
1喹诺酮类药物的基本结构喹诺酮类药物的基本母环为[1]：N－取代－4－氧代－1、4－二氢－3－喹啉羧酸(图1)图1喹诺酮类药物的抗菌活性部分为4位酮基，任何替代均导致失活。
3－位羧基也是抗菌活性和抑制促旋酶所必需，但可由某些羧基模拟体取代，并由此而产生了具有优秀抗菌活性的新喹诺酮。
喹啉环6位引入氟原子，抗菌谱发生了飞跃，抗菌活性增强，药动学特性大大改善[2]，成为第三代喹诺酮类药物。
1位氮必需有取代基，不能接氢，否则活性极弱或消失。
氮上的取代基，以乙基或与之体积相似的乙烯基等最佳。
在环烷基系列中，环丙基最优。
其活性顺序为环丙基〉乙基〉环丁基〉环戊基〉环己基，对金葡菌的抗菌活性环丙基物是乙基物和环丁基物的8倍，环戊基物的16倍，环己基物的516倍[2]。
目前，研究人员正在探索将头孢菌素连接在喹诺酮母环的7位上，以期进一步扩大抗菌谱。
2喹诺酮类药物的分类国际学术界将喹诺酮类药物的发展分为4个阶段。
第一代即萘啶酸、吡哌酸，具有中等抗菌活性，是同类最早产品。
第二代为6位或8位f取代的氟喹诺酮，代表产品为诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星。
喹诺酮类抗菌药物：分类与作用机制
靶向细菌DNA逆转录酶
喹诺酮类抗菌药物的作用机制主要是通过，抑制DNA的复制和细胞增殖。此类药物通常会与细菌DNA 逆转录酶结合，抑制酶的活性，从而影响其复制和转录。这样可以有效地杀灭多种细菌，包括革兰阳 性和革兰阴性细菌。此外，喹诺酮类抗菌药物还可以对细胞壁合成和蛋白质合成产生影响，以及干扰 DNA的拓扑结构，从而进一步增强其抗菌作用。
抑制DNA合成
1. 作用机制：喹诺酮类抗菌药物主要通过抑制革兰氏阳性菌和阴性菌的DNA拓 扑 异 构 酶 （ D N A g y r a s e ） 和 D N A 拓 扑 异 构 酶 I V （ To po i s o m e r a s e I V ） 的 活 性来干扰DNA复制和维持细胞生存。 2. 抑菌谱：喹诺酮类抗菌药物对革兰氏阴性菌（如大肠杆菌、克雷伯菌等）和 一些革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌、链球菌等）有很好的抑菌作用，但对革 兰氏阳性球菌（如肺炎球菌、链球菌等）的抑菌活性较低。 3. 应用临床：喹诺酮类抗菌药物的临床应用广泛，包括治疗呼吸道、泌尿道、 肠道和皮肤软组织等感染症，特别适用于治疗耐多种药物的革兰氏阴性菌感染。 但是，由于其在长期使用中可能导致耐药性和副作用的发生，应慎重使用。
谢谢
2023/5/2 |
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喹诺酮类抗菌药物：分类与作用机制
Quinolone antibiotics: Classification and mechanism of action. 汇报人： 2023/5/2 ·
Contents
喹诺酮类抗菌药物基础知识 第一代喹诺酮类药物 第二代喹诺酮类药物 第三代喹诺酮类药物 喹诺酮类药物作用机制 喹诺酮类药物用途与应用限制
PART 03
第二代喹诺酮类药 物 Second-generation quinolone drugs.
喹诺酮类抗菌药的研究与发展概述
包括喹诺酮抗类菌抗药9种分和类二：氢叶酸还原酶抑制剂1种。
名①称 抗生素英文名
商品名
上市国家
年份
替马沙星微生T物em的aflo代xac谢in 产物T或em在ac 天然代谢瑞典物的基础19上91半合成、
芦合氟沙成星的天然Ru类flox似acin物。 Tebraxin
氧菌、支原体。
喹诺酮类抗菌药应用现状
1962年美国( Sterling一Winthrop研究Lesher）等发现第一个 喹诺酮类抗菌药萘啶酸以来, 短短的48年里, 喹诺酮类药物已发展 成一大常用抗感染药。因其具有优异的抗感染作用, 已成为近10年 发展最为迅速的合成抗菌药。
喹诺酮类药物中最主要的品种是左氧氟沙星, 该产品占全部喹 诺酮类药物市场近60%的份额。1995年本品进入中国市场，1997年实 现国产化,2002年跃居抗感染药物第1位, 成为喹诺酮类药物中的排 头兵。
2.第二代喹诺酮类抗菌药物
吡哌酸(Pipemidic Acid)，
1975年发现，对G-杆菌的作用较 萘啶酸强，对部分绿脓杆菌有一
O
O
定作用，口服用于敏感菌的尿路、 HN
肠道感染具有较强的抗菌作用, 在体内不易被代谢, 尿中活性药 物浓度与排泄率都比较高, 毒副
N
N
N
OH N
CH3
作用小。 随着第三代喹诺酮类抗菌药
物的出现，它目前也已被淘汰。
引入哌嗪基，使 抗革兰氏阴性菌 活性增加；耐药
性降低
3.第三代喹诺酮类抗菌药物
在第二代基础上，在喹诺酮的C6位引入氟, 使之奇迹般的提高了 抗菌活性, 是因为既提高了与DNA 旋转酶的结合能力, 又提高了对细胞
喹诺酮类抗菌药物的合理应用
喹诺酮类抗菌药物的合理应用摘要】通过探讨喹诺酮类药物的药理作用、适应症、药代动力学特点、禁忌、不良反应及注意事项，为临床合理用药提供依据，保证药品安全、有效使用。
【关键词】喹诺酮抗菌药物合理用药喹诺酮类抗菌药物是一类以4-喹诺酮为基本结构的人工合成抗菌药物，其抗菌谱广，抗菌作用强，口服吸收好，体内分布广、血浆蛋白结合率低、组织浓度高，与其他抗菌药物无交叉耐药性、不良反应少等优点，已成为治疗各种感染的常用药物。
1 喹诺酮类药物的抗菌机制喹诺酮类又称吡酮酸类或吡啶酮酸类，是一类合成抗菌药［1］，为杀菌剂，杀菌浓度与抑菌浓度相同或为抑菌浓度的2-4倍，抗菌机制主要是抑制细菌DNA的回旋酶和拓扑异构酶IV，真核细胞不含NDA回旋酶，故对细菌作用选择性高。
虽与其他抗菌药物无交叉耐药性，但同类药物间有交叉耐药性。
2 分类喹诺酮类按发明先后及其抗菌性能的不同，分为四代[2]。
第一代以萘啶酸为代表，抗菌谱窄，抗菌作用弱，口服难吸收，喹诺酮类，对革兰阳性菌和铜绿假单胞菌无抗菌活性，现已被淘汰。
第二代以吡哌酸为代表，抗菌谱由革兰阴性菌扩大到部分革兰阳性菌，虽抗菌活性有了提高，但血浆浓度低，仅限于治疗肠道和尿道感染，现已很少应用。
第三代喹诺酮类药物在母核6位碳上引入了氟原子，在侧链上引入哌嗪环或甲基噁唑换，使血浆浓度提高，组织分布广，半衰期延长，抗菌谱扩大到革兰阳性菌、支原体、衣原体、军团菌及结核杆菌、肠杆菌、铜绿假单胞菌、不动杆菌属，使氟喹诺酮类药物成为近年临床应用热点。
常用药物有诺氟沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、环丙沙星等。
第四代喹诺酮类抗菌谱广、抗菌活性强、组织渗透性好保留了第三代的特点，增加了抗厌氧菌活性，且对革兰氏阳性菌和厌氧菌的活性作用显著强于第三代。
临床疗效甚至超过了一些β-内酰胺类抗生素。
3 临床应用3.1泌尿生殖道感染喹诺酮类抗菌药物可用于治疗肠杆菌科（敏感大肠埃希菌）、变形杆菌属、铜绿假单胞菌等所致的上、下尿路感染。
喹诺酮类药物的作用机制及不良反应
喹诺酮类药物的作用机制及不良反应摘要】目的阐述喹诺酮类药物的作用机制，调查不良反应发生的情况，探究避免不良反应的方法。
方法利用回顾分析法对我院2010年1月-2012年1月45例喹诺酮类药物不良反应进行分析处理。
结果共45起不良反应，涉及5种喹诺酮类药物。
其中倍氟沙星致不良反应最多，高达24起。
结论临床医生在使用喹诺酮类药物时，要掌握其作用机制，按病情合理安排患者服药。
尽量避免不良反应的发生。
【关键词】喹诺酮作用机制不良反应20世纪70年代未，喹诺酮类抗菌药物问世，此后其新的衍生物的不断研究开发，使该类药物的抗菌谱不断扩大和抗菌作用增强。
在我国喹诺酮类药物临床应用的历史悠久，广泛用于各种系统感染性疾病的抗感染治疗。
此类药物具有吸收快、分布广、抗菌谱广、半衰期长等优点。
但是虽临床应用量的增加，喹诺酮类药物引起的不良反应也引起了医药界的广泛重视。
1.喹诺酮抗菌药物的作用机制喹诺酮抗菌药物的作用机制是抑制细菌DNA旋转酶和拓扑异构酶IV，DNA旋转酶对于细菌的复制，转录和修复起决定作用，而拓扑异构酶Ⅳ则是在细菌细胞壁的分裂中对染色体的分裂起决定作用。
喹诺酮类药物通过抑制这两种酶，阻断细菌DNA复制，从而发挥抗菌作用[1]。
人体细胞没有这些靶体酶，因此喹诺酮类抗菌药物对病菌细胞具有选择性，DNA旋转酶和拓扑异构酶IV，都是细菌生长所必需的酶。
其中任一种受到抑制细胞生长都会被抑制，导致细胞死亡。
喹诺酮类药物的作用机制正是通过与细菌DNA 旋转酶或拓扑异构酶VI发生交互作用形成不可逆的三元复合物，药物的这种作用，抑制了DNA的断裂-重接循环,诱导DNA旋转酶和拓扑异构酶IV发生构型的改变导致酶与断裂的DNA分离，从而导致这种两种酶对DNA不能发挥正常的作用，致使DNA降解及菌体的死亡。
2.喹诺酮类药物的不良反应2.1 研究对象我院2010年1月-2012年1月，共发生喹诺酮类药物不良反应45例的用药情况。
所有患者没有其它药物不良反应发生，年龄5到60岁，平均年龄38岁。
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喹 诺 酮 类 抗 菌 药 耐 药 新 机 制刘健华,陈杖榴(华南农业大学兽医学院广东省兽药研制与安全评价重点实验室,广东广州510642)中图分类号:S859.7 文献标识码:E 文章编号:052926005(2007)0120054202 近年来喹诺酮类的耐药性问题备受关注。
细菌对喹诺酮类的耐药机制过去普遍认为主要起因于染色体基因突变(靶位改变、主动外排和膜孔蛋白缺失),而不存在水平传播的可转移基因。
近年来开始出现一些新的喹诺酮耐药机制,包括qn r、m f pA和氨基糖苷乙酰转移酶的变异基因(aac(6’)2Ib2cr)介导的喹诺酮耐药性,其中qn r和aac(6’)2Ib2cr位于质粒上,使得喹诺酮耐药性在人畜病原菌间的迅速扩散成为可能,更加严重地威胁感染性疾病的治疗。
收稿日期:2006207205作者简介:刘健华(19732),女,副教授,博士,从事兽药安全评价和细菌耐药性研究;E2m a il:jh liu@scau.ed 通讯作者:陈杖榴,E2m a il:chenz l@scau.ed 现就近年来新出现的喹诺酮类耐药机制综述如下。
1 qn r介导的耐药机制1.1 qn r的发现及对喹诺酮类的作用机制 1998年M artinez等[1]首次报道从美国阿拉巴马州伯明翰医学中心分离的一株肺炎克雷伯氏菌中获得了一个有广泛宿主菌可转移喹诺酮类耐药性的质粒pM G252。
将该质粒转入外膜孔蛋白缺失的肺炎克雷伯氏菌可使其对环丙沙星的M I C升高8～16倍,转入外膜孔蛋白正常的肺炎克雷伯氏菌可使其对环丙沙星的M I C升高32倍。
含有该质粒的E.coli转化子其耐药性突变的频率比不含该质粒的菌株高100倍,且对环丙沙星的M I C从0.008m g L上升到0.25m g L。
这一质粒在其他肠杆菌(如E.coli、伤寒的检测准确性好。
尿样经萃取处理后可去除一些干扰因素,其检测结果应更为可靠,对检测结果不相符的尿样进行萃取处理前后的检测试验说明,TCC、B I O 和DN试剂盒对低含量或阴性尿样的直接检测均存在非特异反应的情况。
而CER试剂盒对阴阳性尿样的检测(包括经萃取处理的尿样)均呈阳性。
分析认为,有两方面因素,一方面可能该试剂盒本身不适合用于尿样的直接检测;另一方面,该试剂盒的反应活性偏低,也可能影响了检测结果的准确性。
我们共采用了6盒CER试剂(含3个批次),在试剂盒提供的操作程序的基础上,延长了个别反应步骤的时间,但不同试剂盒的0ng m l标准的OD值均只达到0.9～1.0ng m l。
除了试剂盒自身因素,试剂在销售和运输过程中若储藏不当也可能造成反应活性偏低。
3.4 在实践工作中,确定合理阳性阈值对于EL ISA 结果判定非常重要。
一般而言,将阳性阈值定得较高,可减少非特异反应的情况,但也可能造成一些低残留水平的样品漏检,给进出口把关带来风险。
对阳性阈值的确定,需综合考虑所检测药物在动物体内的残留规律、试剂盒本身的特点、样品的前处理方法、把关要求等因素。
3.5 尿样的质量和前处理方法对检测结果也有较大影响。
我们发现,一些用原液测得含量为10～50ng m l的尿样,经10倍稀释后用同一试剂盒测得含量为0,说明稀释处理可减少一些干扰因素。
为保证检测质量,尿样应新鲜采集并注意低温保存。
对尿样采用本研究介绍的有机溶剂萃取法或试剂盒提供的酶消化法进行前处理,也可进一步减少干扰因素。
4 小结综上所述,根据本研究比对试验结果,并综合考虑试剂盒检测原理、质量、标准品设置、操作是否便利等因素,4种试剂盒当中,本研究推荐选用B I O试剂盒进行活动物莱克多巴胺残留快速检测。
但B I O试剂盒对经简单处理的尿样的检测也存在非特异反应的情况。
实际检测工作中,除通过设定合理阳性阈值、对尿样进行必要的前处理等方法以尽可能较少非特异干扰因素之外,还可对检测呈阳性的样品另用不同试剂盒检测,综合有关检测结果进行判定,必要时应采用色谱等方法对EL ISA结果进行确证。
参考文献:[1] 吴时清,陈茹,林志雄,等.应用竞争酶联免疫吸附技术检测供港澳活猪中克伦特罗残留量[J].现代商检科技,1999,9(4):17218.[2] 于洪侠,杨曙明.莱克多巴胺残留检测方法研究进展[J].中国兽药杂志,2004,38(11):44247.[3] Shelver W L,K i m H J,L i Q X.D evelopm ent of a monoclonalantibody2based enzym e2linked i m m uo so rbent asssy fo r beta2 adrenergic agonist zilpatero l[J].J A gric Food Chem.2005,53(9):327323280.[4] Sm ith D J.Shelver W L.T issue residues of ractopam ine andurinary excreti on of ractopam ine and m etabo lites in ani m altreated fo r7days w ith dietary ractopam ine[J].J A ni m Sci,2002,80:124021249.[5] D ick son L C,M ac N eil J D,L ee S,et a l.D eter m inati on of be2ta2agonist residues in bovine urine using liquid ch rom atogra2 phy2tandem m ass spectrom etry[J].J AOA C Int,2005,88(1):46256.沙门氏菌、弗氏柠檬酸杆菌)和假单胞菌(如铜绿假单胞菌)都有广泛的宿主菌并能表达喹诺酮类耐药性[1]。
质粒pM G252的存在既不改变宿主菌外膜蛋白的表达也不降低喹诺酮类在细胞内的聚积,说明此质粒介导了一种新的喹诺酮耐药机制。
为了证明这种新的喹诺酮耐药机制的存在, T ran和Jacoby[2]克隆了质粒pM G252上的喹诺酮类耐药基因qn r(现命名为qn r A),并成功表达出qn r A 蛋白,发现qn r A蛋白能够逆转喹诺酮类对DNA旋转酶的抑制作用。
T ran等[3]进一步研究qn r A的作用机制,发现qn r A通过减少DNA促旋酶与DNA的结合达到降低喹诺酮类药物作用的全酶2DNA靶位,从而保护DNA促旋酶不被喹诺酮类抑制,qn r A 蛋白同样可以保护拓扑异构酶 [4]。
M artínez2 M artínez等[5]将质粒pM G252转化到gy r A基因突变的菌株、接合转移到多重耐药操纵基因m a rR突变的菌株、转导入外膜蛋白(o m p)缺失的菌株,发现后者对喹诺酮类的M I C提高了4～128倍,提示qn r A能显著增强由于靶基因突变、外输泵激活及外膜孔蛋白缺失引起的耐药性。
qn r蛋白由218个氨基酸组成,属于五肽重复家族[2]。
五肽重复家族有超过90个成员,特点是在一前一后重复出现A(D N)L XX,其中X代表某种氨基酸。
在许多种细菌中发现这类蛋白,但在蓝细菌中最常见,既可作为膜蛋白,也可出现在细胞质中。
1.2 qn r A的基因环境 对不同来源的qn r A基因两侧的基因环境进行分析,发现qn r A基因位于基因结构不同的属In4家族的 类整合子上[2,6～8]。
携带qn r A的 类整合子的基因结构类似于整合子In6和In7,共同结构从左到右依次为:5’2CS(含in tI1)、基因盒区、3’2CS1(含qacE△1和su l )、保守区CR1 (含orf513)、特异区域(含qn r和其他基因)、3’2CS2 (含qacE△1和su l ),除基因盒区域和特异区域外,其他基因结构都一样[2,6～8]。
orf513以前叫orf341,编码捕获耐药基因的位点特异性重组酶,许多耐药基因(如编码Β2内酰胺类、氯霉素类、大环内酯类和四环素类等的耐药因子)发现与这种CR1和orf513有关,导致耐药基因播散。
这些耐药基因盒,包括qn r A,都丢失了59碱基元件,说明orf513的作用很有可能是位点特异性捕获耐药基因[9]。
qn r A的启动子序列与CR1的末端重叠,提示CR1在qn r A耐药基因的表达上起了一定的作用[6]。
1.3 qn r A类似基因 H ata等[10]在分离自日本的福氏志贺菌2b临床分离株中发现一种新的介导喹诺酮耐药性的qn r A类似基因(qn rS),这种基因位于可转移的大小为47kb的质粒上,编码的蛋白有218个氨基酸,与qn r A有59%的氨基酸同源性。
qn r S与qn r A 一样仅介导低水平的喹诺酮耐药性。
最近德国研究人员从禽源肠炎沙门氏菌中检测到qn rS基因(GenB ank登录号AM234722),这也是第一次有关动物源细菌出现质粒介导喹诺酮耐药性的报道。
近期Jacoby等[11]从肺炎克雷伯氏菌中发现又一质粒介导的喹诺酮耐药基因qn r B,其编码蛋白qn r B 同样属五肽重复家族,与qn r A有40%的氨基酸同源性,柯氏柠檬酸杆菌、阴沟肠杆菌、E.coli和肠炎沙门氏菌中也检测到qn r B[11,12]。
从引起人类感染的非伤寒沙门氏菌中检测到qn r B,说明有可能通过食物传递过来,这将是一个重要的公众健康问题[12]。
1.4 qn r的起源 Po irel等[13]在研究qn r基因的起源时,发现海藻希瓦菌存在qn r A类似蛋白,与qn r A 仅有2～4个氨基酸的差异,说明qn r A来源于海藻希瓦菌。
海藻希瓦菌属革兰氏阴性杆菌,广泛分布在海水和淡水环境中。
从香港分离的肠炎沙门氏菌中检测到的qn r A类似蛋白与qn r A有3个氨基酸差异,与来自海藻希瓦菌的qn r A3完全一样[14]。
此外,qn r A和qn rS与两种海洋病原性弧菌2明亮发光杆菌和创伤弧菌的一种蛋白也有一定的同源性,分别为66%、60%,64%和53%[15]。
副溶血狐菌含有qn r A类似蛋白,与qn r A有58%的氨基酸同源性,与qn rS有56%的同源性[15]。
以上研究提示我们不仅兽医领域的革兰氏阴性杆菌,而且环境中的革兰氏阴性杆菌也将成为人类病原菌耐药基因的储存库。
喹诺酮类药物同样用于水产养殖,推测水中亚抑菌浓度的喹诺酮类药物可能会选择出水源海藻希瓦菌,从而促进喹诺酮耐药决定因子在自然环境条件下传递给肠杆菌科细菌[13]。
1.5 qn r的普遍性 目前有关由qn r引起可水平传播的喹诺酮耐药性的研究还较少,现有的研究结果也表明qn r的普遍性不高。