耐药性大肠杆菌研究进展

耐药性大肠杆菌研究进展发表时间：2011-11-24T09:37:43.363Z 来源：《中外健康文摘》2011年第31期供稿 作者： 刘坤友[导读] 由于大量使用以及滥用抗生素，大肠杆菌对抗生素的耐药性已经非常严重。

刘坤友（柳江县人民医院 广西柳江 545100） 【中图分类号】R37【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2011）31-0119-03

大肠杆菌是最常见的微生物之一，在自然界广泛分布，在人和动物体内也存在。它具有生长快、易培养、易变异等特点。大肠杆菌易感人群是婴幼儿、老年人、旅游者等[1]。2006年全国9个城市13家三甲医院总结的院内感染致病菌常见的病因构成为：葡萄菌属占

19.2%，绿脓杆菌占13.8%，克雷伯菌属占13.4%，大肠杆菌占12.2%，不动杆菌属占9.7%，肠球菌属占6.1%，其他致病菌占25.6%[2]。可见大肠杆菌是感染性疾病的主要病原菌之一，其感染主要导致腹泻、出血性结肠炎(hemorrhagic colitis，HC)，并经常伴发溶血性尿毒综合征(Hemolytic ruemic syndrome，HUS)、血栓形成的血小板减少性紫癜(thrombotic thrombocytopenic purpura，TTP) 等并发症[1]。2006年美国大肠杆菌的感染率稍有上升(3.4例/10万人)，其中O157:H7血清型大肠杆菌逃脱消毒剂的作用和荧光的检测现在已经在美国、英国、加拿大等国家局部流行；我国福建、浙江、广东、广西、河北、宁夏等省均有O157 : H7血清型大肠杆菌发现，严重威胁着人类的生命健康[3]。2006年冬天我国腹泻的病例大幅度增加，卫生部已经紧急通知要及时上报腹泻病例，对腹泻病例加以监控，并对病因进行了调查研究，有些是由诺瓦克病毒感染，有些是病因不明。大肠杆菌也是引起腹泻的主要病原菌之一，此次腹泻是不是与大肠杆菌有关，还没有权威部门进行排除。可见近年来大肠杆菌感染常有发生，感染率逐渐升高，感染率上升势必造成抗生素的大量使用，因此耐药性问题也随之日益严重。

一、大肠杆菌对喹诺酮类药物的耐药性研究

由于大量使用以及滥用抗生素，大肠杆菌对抗生素的耐药性已经非常严重。2005年桓新，马颖等[4]人调查6类抗生素的耐药性，大肠杆菌对其耐药率高低顺序为：青霉素类（青霉素99.05％)、大环内酯类（红霉素79.72％)、氨基糖甙类（链霉素48.98％，庆大霉素

43.88％)、氯霉素41.84％、喹诺酮类（氧氟沙星37.76％，诺氟沙星36.02％)、头孢类(先锋 V9.18％，先锋必素6.12％)。对三类以上抗生素均耐药的占71.0％，耐药谱以青霉素类、大环内酯类、氨基糖苷类为主。因此选用敏感药物是以头孢类和喹诺酮类为主，而且由于喹诺酮类有毒副作用小，结构简单，给药方便，价格适中等特点，现在使用量已经超过头孢类药物，但是耐药率也逐渐升高，我们必须控制此类药物的耐药性。

随着上世纪60 年代第一代喹诺酮类药物的发现，人们打开了喹诺酮系列药品的大门[5]。萘啶酸是第一个报道的治疗革兰阴性杆菌引起的泌尿道感染的药物，第二代喹诺酮药物是氟喹诺酮类，其以结构中含氟原子为特征。目前主要有环丙沙星、诺氟沙星和氧氟沙星等。它们对G+或G-菌引起的泌尿生殖道、呼吸道、胃肠道、软组织感染以及性传播疾病的病原菌有广谱抗菌活性。但是由于长期使用喹诺酮类药物，大肠杆菌在选择性压力下不断发展其耐药机制，造成日益严重的耐药问题，给临床治疗带来很大的困难。国内治疗显示，环丙沙星对大肠杆菌的抑菌率1988年为100%，1995年为60%，2005年为10%。这与大肠杆菌对氟喹诺酮类容易产生耐药性有关，但也与近年来临床以及养殖业滥用此类抗生素有关[6]。我国每年生产的700吨喹诺酮，仅这一种抗生素就有一半用于养殖业。由于动物源细菌的耐药性升高也促使了人类源性细菌耐药率的升高。正因为细菌在喹诺酮类药物之间有交叉耐药性 [7] ，近年多个大医院ICU报告大肠杆菌耐环丙沙星者高达70%以上，甚至更高。大肠杆菌的耐药性日益严重, 其药敏谱越来越窄， 可选择药物的余地也越来越小。随着多重耐药增加，联合用药的效果必然也越来越差，严重影响了临床治疗效果，增加了治疗成本，同时缩短了新药的应用周期，增加了新药的研究与开发成本，耐药性通过多种途径造成的交叉传播，直接对人类的健康构成严重威胁[8，9]。因此解决大肠杆菌对喹诺酮类药物的耐药性问题已经刻不容缓。

二、大肠杆菌对喹诺酮类药物产生耐药性机制研究

抗生素之所以有杀菌、抑菌作用，是与细菌不同部位上的靶位蛋白结合，抑制其功能而生效。细菌可以通过不同方式改变靶位蛋白结构，使抗菌药与其结合力下降或不能结合而出现耐药。DNA回旋酶和拓扑异构酶Ⅳ是喹诺酮类药物的主要作用靶位。DNA回旋酶是由2个A亚基和2个B亚基构成的四聚体，分别由gyrA和gyrB基因编码。DNA回旋酶是Ⅱ型拓扑异构酶的一种，在DNA的复制过程中此酶结合到双链DNA环的其中一环上造成一缺口，允许另一DNA环由此穿过，然后连接DNA链，再生DNA环[10] 。喹诺酮类药物主要是通过干扰DNA回旋酶阻止DNA环的重新连接从而抑制DNA的合成起作用，DNA双链的解链和DNA合成的抑制对于细胞来说是致命的[11] 。从大肠杆菌的基因组学来说，喹诺酮类药物的最主要的靶位蛋白是DNA回旋酶，尤其是gyrA基因改变最常见，其次是gyrB，gyrB突变促进gyrA突变耐药性的产生。目前尚无资料表明gyrB突变作为独立的耐喹诺酮类的机制。拓扑异构酶Ⅳ是由2个C基因和2个E基因组成的四聚体，分别由parC和parE基因编码，与DNA回旋酶的同源性很强，对DNA的作用机制与DNA回旋酶几乎相同。gyrA和parC的N 末端均有与喹诺酮耐药决定区域(quinolones resistance determining regions,QRDR) 有关的区域，在此区发生氨基酸的替代影响了喹诺酮类药物与酶结合的紧密关系，从而使其耐药性增加[12]。可见大肠杆菌对喹诺酮类药物产生耐药性突变的主要基因是gyrA。如果能够抵抗gyrA基因发生耐药性突变或者诱导gyrA进行回复突变，对控制耐药性的产生以及有效治疗大肠杆菌感染性疾病意义重大。

三、研究农村地区耐药性大肠杆菌gyrA基因突变特点的意义及展望

由于滥用抗微生物药物，加快了微生物耐药基因蔓延的速度。而不同地区人群用药不同，可能产生的耐药不同，对抗耐药的作用也会不一样。但不管如何，耐药性的产生，使患者不能得到有效的治疗，延长患病时间，增加患者死亡的危险性，使流行病发生的时间更长，使其他人感染的危险性增大，使抗感染的费用急剧增加。对耐药菌治疗的所需费用为敏感菌的100倍，如美国因耐药性而使抗感染每年多花400亿美元，其中仅因耐药金黄色葡萄球菌所致感染每年要多花费1.22亿美元，院内感染每年要多花费45亿美元[13]。虽然没有确切报告因大肠杆菌耐药付出的沉重代价，但是大肠杆菌也是主要的院内感染病原菌之一，其所造成的经济损失是可想而知的。因此能对不同地区的耐药特点做出有针对性的研究，对抗耐药的药物选择就会有针对性，对治疗的效果也将有很大的帮助。

我们生活的环境中既存在着许多有致变作用的诱变剂，同时也存在着抗变剂。这为我们从天然产物中寻找和筛选抗变剂提供了物质基础。从天然产物中寻找和筛选抗变剂已引起世界各国的普遍关注，并且取得了较大进展，且逐渐成为防癌、防畸、防病的一条有效的化学预防途径。许多研究表明：维生素、蔬菜类、茶叶、中药等具有抗诱变作用[14-17]。中药是我国宝贵的医学遗产，长期以来在防病、治病中发挥了重要作用；且毒性和不良反应少，用途广，价格低廉。对中药进行抗突变研究，寻求新的有效的控制耐药性方法，对于发展中医药事业，开发我国天然药物资源，在DNA层次上防病、治病，使疾病不至于发展到无药可治的局面有着重要的意义。

近年来有研究发现部分中药具有抗突变作用。刘氏等[18]探讨五加皮的体内抗诱变作用。结果五加皮对丝裂霉素(MMC)诱发的微核率和精子畸形率均有明显的拮抗作用，微核抑制率达50.5%～73.27%，精子畸形抑制率高达73.45%～84%。陶氏等[19]观察大黄的抗突变作用，结果对叠氮钠、环磷酰胺所诱发的TA100 突变有不同程度的抑制作用并呈现量-效关系，对移码型致突变剂作用较优。谢氏等[20]以中药五倍子原料制备的水溶性提取物在V79细胞染色体畸变实验中，显示出明显抑制黄曲霉毒素B1的致突变作用。王氏等[21]发现六味地黄汤有明显的抗突变作用。周氏等[17]观察四物汤抗环磷酰胺诱导突变的作用。结果四物汤(0.125～0.5g/d)能明显抑制环磷酰胺所致小鼠骨髓细胞微核率的增高，使其恢复正常水平。以上单味和复方中药都有抗突变作用，但是其抗突变机制尚不清楚，是否对大肠杆菌的gyrA基因也有抗突变作用?作用的环节和作用靶点是什么? 大肠杆菌的gyrA基因突变的特点是什么？是不是由于基因突变特点为同，中药对其作用不一样？为了从源头上寻找答案，由此，我们提出在农村地区及城市区域大肠杆菌的gyrA基因突变特点进行检测和比较，通过运用分子生物学方法研究大肠杆菌耐药gyrA基因突变，为进一步明确抗突变机制，为筛选有效的抗大肠杆菌的gyrA基因突变和诱导回复突变药物来控制耐药性的产生或者恢复药物的敏感性提供理论依据。参 考 文 献 [1]周正任，李凡等.医学微生物学[M] .北京：人民卫生出版社，2003，12：158-153. [2]王彦华. 660例医院感染相关因素分析[J]护理研究， 2005，(02). [3]Li Y，Frey E，Mackenzie AM ，et al. Human response to Escherichia coli O157 : H7 infection : antibodies to secreted virulencefactors. Infect Immun，2000，68 (9) :5090-5095. [4]新马，颖马瑞等.开封市鼓楼区健康人群大肠杆菌耐药性调查.中华适宜诊疗技术杂志，2005，23，（3）：11-12. [5]Pletz MW, McGee L, Jorgensen J, et al. Levofloxacin resistant invasive St reptococcus pneumoniae in the United States : evidence forclonal spread and t he impact of conjugate pneumococcal vaccine.Antimicrob Agent s Chemot her , 2004 , 48 (9) : 3491-3497. [6]张帮献，梁小英.细菌产生ESBLs的自动监测及其对氟喹诺酮类药物耐药性的变迁.实用医学杂志，2005，21(19)：2202-2204. [7]张玉岩，许立春.喹诺酮类药物的合理应用吉林医学 2008，29（9）：755-756. [8]倪语星, 洪秀华. 细菌耐药性监测与抗感染治疗[M] . 北京: 人民军医出版社发行部, 2002：58-63. [9]王波云, 李立安, 顾亚夫. 细菌耐药性研究进展与对策[J].解放军医学学报, 2001, 17 (5) : 259-287. [10]Komp Lindgren P, Karlsson A, Hughes D. Mutation rate and evolution of fluoroquinolone resistance in Escherichia coli isolates frompatients with urinary tract infections [J] . Antimicrob Agents Chemother , 2003, 47 (10) : 3222-3232. [11]Webber M , Piddock LJ.Quinolone resistance in Escherichia coli[J].Vet Res, 2001, 32 (324) : 275-284. [12]廖晓萍,陈仗榴,邓旭明等.耐氟喹诺酮类药物大肠杆菌gyrA 和parC基因突变研究.四川生理科学杂志,2001,23（2）:96. [13]程龙，程明等.控制细菌耐药性发展与抗生素的合理使用.中国医药导报，2008，5（25）：101-102. [14]张春玲,等.几种中草药及绿茶对B (a) P 和NNK的抗诱变作用[J] . 癌变、畸变、突变,2003 ；15 (2) :101 -103. [15]夏勇,等.仙华胶囊抗突变作用的研究[J].癌变、畸变、突变，2001；13 (2) :112. [16]吴金龙,王丽云.全蝎乙醇粗提物离体抗突变研究.癌变、畸变、突变, 2000,12（1）：23. [17]周坤福,王明艳,陈全良,等. 四物汤抗突变作用的实验研究[J].南京中医药大学学报,1998 ,14(1):23. [18]刘冰,庞慧民,陈敏怡,等.五加皮的体内抗诱变性研究.癌变、畸变、突变,1999,11(1):11. [19]陶玉珍,刘毅,郭启明,等.大黄抗突变作用的研究.癌变、畸变、突变,1998,10(4):241. [20]谢道刚,陈瑾壁,刘瑞芳,等.五倍子提取物抑制突变作用的初步研究.华西药学杂志,1997,12(3):151. [21]王明艳,赵凤鸣,张旭,等.滋阴补阳方药的抗突变研究.中医杂志, 2000,41(5)：303.