孔令聰,張春艷,高云航,馬紅霞,3*
(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,長(zhǎng)春130118;2.文登市張家產(chǎn)畜牧獸醫(yī)工作站,山東文登 264407;3.動(dòng)物生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)春130118)
牛支原體(Mycoplasma bovis,M.bovis)是能引起牛支原體肺炎和乳房炎的病原,于1961年首次從患有乳房炎的病牛中分離[1],1976年被報(bào)道與牛呼吸系統(tǒng)疾病有關(guān)[2-3]。近年來,該病原在世界范圍內(nèi)呈快速傳播態(tài)勢(shì)[4-6]。辛九慶等[7]首次在我國(guó)從犢牛肺臟中分離得到牛支原體。繼而,國(guó)內(nèi)部分地區(qū)新從外地引進(jìn)的肉牛均爆發(fā)了牛支原體肺炎,給我國(guó)畜牧養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,引起了國(guó)家有關(guān)部門的高度重視[8-10]。
由于M.bovis不具有細(xì)胞壁,因此β-內(nèi)酰胺類對(duì)其治療無效。此外,由于近年來抗生素的廣泛使用,其持續(xù)的選擇耐藥性壓力使M.bovis逐漸出現(xiàn)了耐藥株,且耐藥率高,范圍廣,呈多重耐藥,其產(chǎn)生耐藥性的直接后果不僅給控制和治療該病帶來困難,而且加劇了抗生素在牛體內(nèi)的殘留,因而,牛支原體的耐藥尤其是多重耐藥問題已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注[11]。
目前,僅有美國(guó)具有商業(yè)化的疫苗用于預(yù)防牛支原體的感染,而其它國(guó)家均采用抗菌藥物進(jìn)行治療[12]。牛支原體耐藥而導(dǎo)致的臨床抗感染失敗已屢見不鮮,為此,越來越多的臨床工作者積極開展了牛支原體耐藥性檢測(cè)的相關(guān)研究。
1.1 國(guó)外部分地區(qū)對(duì)M.bovis的耐藥性研究 Ayling R D等[12]報(bào)道對(duì)在英國(guó)分離的62株 M.bovis進(jìn)行了耐藥性檢測(cè),其結(jié)果表明,20%的菌株對(duì)土霉素、壯觀霉素、氟苯尼考耐藥,98%的菌株對(duì)替米考星耐藥,僅部分菌株對(duì)達(dá)氟沙星敏感[12]。Laak E T等[13]對(duì)臨床分離株進(jìn)行了體外抑菌試驗(yàn),結(jié)果顯示,所有受試菌株對(duì)泰樂菌素、吉他霉素、硫姆林敏感;對(duì)硝呋喹酸、土霉素、鏈霉素、金霉素中度敏感,對(duì)多西霉素、米諾霉素耐藥。Ricardo F R等[14]對(duì)臨床分離的233株牛支原體進(jìn)行了抑菌試驗(yàn)并測(cè)定其最低抑菌濃度(MIC)值,結(jié)果顯示,60%菌株對(duì)大觀霉素和氯四環(huán)素耐藥,對(duì)替米考星已高度耐藥,其MIC>128 μg/mL 的菌株占 60%。Uemura R等[15]報(bào)道,從日本本地牛和澳大利亞進(jìn)口的牛中分離得到88株M.bovis,并采用13種抗微生物藥物對(duì)其進(jìn)行了耐藥性分析,結(jié)果表明,從日本本地牛分離的菌株對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類、甲砜霉素、氟甲喹、卡那霉素、林可霉素、氟霉素高度耐藥,對(duì)大觀霉素、氟喹諾酮類敏感,從澳大利亞牛分離的菌株對(duì)紅霉素、甲砜霉素高度耐藥。Marty S等[16]對(duì)在美國(guó)分離的192株牛支原體進(jìn)行了耐藥性檢測(cè),并用細(xì)胞流式計(jì)數(shù)器對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,所分離菌株對(duì)大觀霉素、頭孢噻呋高度耐藥,對(duì)氟苯尼考、恩諾沙星、四環(huán)素等藥物相對(duì)敏感,其在牛乳中分離的菌株比在肺臟中分離的菌株耐藥程度稍高。
1.2 國(guó)內(nèi)部分地區(qū)對(duì)M.bovis的耐藥性研究 閆鳳英等[17]對(duì)臨床分離的M.bovis進(jìn)行了耐藥性檢測(cè),結(jié)果表明,大部分菌株對(duì)放線菌素D、絲裂霉素中度敏感,對(duì)紅霉素、鏈霉素、多粘霉素高度耐藥。筆者所在研究室自2010年以來從我國(guó)部分地區(qū)分得4株M.bovis,并對(duì)其進(jìn)行耐藥性檢測(cè),結(jié)果顯示,所有菌株均對(duì)氟苯尼考和環(huán)丙沙星呈現(xiàn)相對(duì)耐藥,其MIC為16μg/mL和8μg/mL,對(duì)替米考星相對(duì)敏感,其MIC ≦2μg/mL。
綜上所述,不同國(guó)家和地區(qū)分離的M.bovis,對(duì)常用的各種抗生素均顯示出不同程度的耐藥性,且獸醫(yī)臨床使用頻率較高的抗生素,其產(chǎn)生的耐藥性較高。此外,M.bovis的耐藥性存在著一定的地域差異性,這可能與不同國(guó)家和地區(qū)在動(dòng)物治療中所使用或在飼料中添加的抗生素的種類以及使用方法、對(duì)藥物的用量標(biāo)準(zhǔn)不同有關(guān),從而造成了不同國(guó)家和地區(qū)M.bovis的耐藥性有所差異。
目前,牛支原體耐藥機(jī)制的研究還很少見,為此,本文對(duì)牛支原體和與他同源關(guān)系較近的肺炎支原體和人型支原體耐藥機(jī)制的研究現(xiàn)狀做以綜述,以期為牛支原體耐藥機(jī)制的研究提供參考。
2.1 M.bovis耐藥機(jī)制研究現(xiàn)狀 相關(guān)研究證明M.bovis對(duì)喹諾酮類抗生素的耐藥機(jī)制與其他微生物類似,其發(fā)生 gyrA、gyrB、parE、parC基因的突變,是介導(dǎo)其產(chǎn)生對(duì)喹諾酮類藥物產(chǎn)生抗性的主要機(jī)制。Shabat M等[17]在對(duì)42株牛支原體進(jìn)行耐藥性檢測(cè)的同時(shí),也對(duì)其喹諾酮耐藥決定區(qū)的堿基進(jìn)行了測(cè)序分析,其結(jié)果顯示,parC耐藥決定區(qū)第265位發(fā)生了G→A的堿基突變(符合大腸埃希氏菌QRDR區(qū)突變規(guī)律),并通過SNP-RT-PCR建立了快速檢測(cè)基因突變的方法,既簡(jiǎn)單又快速的檢測(cè)出耐藥株,進(jìn)而降低臨床用藥成本。
2.2 肺炎支原體的耐藥機(jī)制研究現(xiàn)狀 Atsuoka M等[18]在日本的三個(gè)地區(qū)分離到76株肺炎支原體,并篩選到13株對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類抗生素高度耐藥的菌株(MIC均大于256 μg/mL),其中,10株菌在核糖體23SrRNA的2063位發(fā)生由A→G的點(diǎn)突變,1株在2063為發(fā)生A→C的點(diǎn)突變,1株在2064位發(fā)生A→G的點(diǎn)突變。Pereyre S等[19]通過在亞抑菌濃度中連續(xù)傳代的方法將肺炎支原體敏感株誘導(dǎo)成為耐藥株,并對(duì)其23SrRNA結(jié)構(gòu)域Ⅴ和Ⅱ進(jìn)行測(cè)序分析,結(jié)果顯示,耐藥株23SrRNA結(jié)構(gòu)域Ⅴ中心環(huán)發(fā)生了2611位由C→A的點(diǎn)突變和2062位A→G的點(diǎn)突變,同時(shí)核糖體蛋白L4、L22亦發(fā)生了改變,所有耐藥株的23SrRNA結(jié)構(gòu)域Ⅱ均未發(fā)生堿基突變。在我國(guó),辛德莉等[20]從臨床分離得到4株對(duì)紅霉素耐藥的肺炎支原體,并首次對(duì)支原體的耐藥機(jī)制進(jìn)行了研究,對(duì)其23SrRNA基因序列比對(duì)后發(fā)現(xiàn),兩株在結(jié)構(gòu)域Ⅴ發(fā)生了2063位A→G的點(diǎn)突變,另外兩株發(fā)生了2064位A→G的的點(diǎn)突變。Yun Y等[21]對(duì)臨床分離耐大環(huán)內(nèi)脂類抗生素的18株肺炎支原體的耐藥機(jī)制進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,其耐藥株的23SrRNA不但發(fā)生了2063位A→G和2064位A→G的點(diǎn)突變,還發(fā)生了2617位C→G和2067位A→G的點(diǎn)突變,并進(jìn)一步證明其2063位靶位突變介導(dǎo)了14元大環(huán)內(nèi)酯類藥物耐藥,2064位靶位突變介導(dǎo)了14和16元大環(huán)內(nèi)脂類耐藥,2617位靶位突變介導(dǎo)了14和15元大環(huán)內(nèi)脂類耐藥,此外,2067位靶位突變與支原體對(duì)交沙霉素耐藥有關(guān)。
此外,隨著對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類抗生素耐藥機(jī)制研究的深入,外排泵的作用得到了高度的重視,mefA、mefE、mreA等基因編碼的外排泵蛋白能提供對(duì)14元、15元大環(huán)內(nèi)酯類的抗性,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)抗生素的濃度降低,但支原體是否也存在其類似的機(jī)制,目前還未見相關(guān)報(bào)道[22]。
2.3 人型支原體的耐藥機(jī)制研究現(xiàn)狀 Robertson等[23]在對(duì)人型支原體進(jìn)行耐藥性檢測(cè)的同時(shí),運(yùn)用斑點(diǎn)雜交技術(shù)對(duì)其耐藥基因進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果表明,人型支原體存在四環(huán)素抗性決定子(Tetracycline resistance determinant,tetM),支原體對(duì)四環(huán)素類抗生素產(chǎn)生抗性,主要是通過tetM基因轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的,tetM廣泛存在于細(xì)菌中,其基因序列位于質(zhì)粒上,可編碼639個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì),該蛋白不但能與核糖體結(jié)合,阻止四環(huán)素附著于30S亞基,還能保護(hù)核糖體,不受四環(huán)素類抗生素的抑制,從而使其對(duì)四環(huán)素類抗生素產(chǎn)生抗性。但M.bovis對(duì)四環(huán)素的耐藥性是否也與tetM基因有關(guān),還未見相關(guān)報(bào)道。
此外,與支原體親緣關(guān)系較近的金黃色葡萄球菌對(duì)喹諾酮的耐藥機(jī)制已有闡明,其主要是藥物的主動(dòng)外排系統(tǒng)(efflux system),其為norA編碼的多肽,含388個(gè)氨基酸,norA引起的喹諾酮類耐藥程度與藥物的親水性強(qiáng)弱有關(guān)[24-25]。
目前,作用于核蛋白體的大環(huán)內(nèi)酯類、喹諾酮類和四環(huán)素類抗生素仍是獸醫(yī)臨床治療M.bovis的首選藥,但隨著藥物選擇壓力的持續(xù)促使M.bovis耐藥株逐漸產(chǎn)生,不但使其導(dǎo)致的肺炎、乳房炎的治療成本不斷增加,而且加劇了抗生素在牛體內(nèi)的殘留。經(jīng)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究證實(shí),肺炎支原體和人型支原體的耐藥機(jī)制主要與藥物靶位的突變和質(zhì)粒攜帶耐藥基因的表達(dá)等因素有關(guān)[26],是否同樣的機(jī)制也發(fā)生在M.bovis上,尚未見相關(guān)報(bào)道。為此,研究 M.bovis的耐藥性和耐藥機(jī)制,尋求有效的治療方案病并設(shè)法尋求解決M.bovis耐藥的方法,將為促進(jìn)養(yǎng)牛業(yè)健康持續(xù)發(fā)展和保障食品安全奠定基礎(chǔ)。
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