尉鴻飛　趙靜宜　劉新利　牟曉東

摘要：oqxAB基因是近年來新發(fā)現(xiàn)的一種質(zhì)粒介導(dǎo)的喹諾酮耐藥基因。綜述了oqxAB基因的發(fā)現(xiàn)、分子結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理及基因分布現(xiàn)狀，研究了oqxAB基因在細(xì)菌耐藥過程中的作用，為畜牧養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、臨床診斷和環(huán)境檢測提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：oqxAB基因；喹諾酮；細(xì)菌耐藥性

中圖分類號(hào)：S851 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）18-4249-03

喹諾酮類藥物是一類化學(xué)合成的抗菌藥，具有高效、廣譜、低毒等特點(diǎn)，被廣泛用于臨床診斷、水產(chǎn)養(yǎng)殖及畜牧養(yǎng)殖中。隨著喹諾酮類藥物的廣泛使用，藥物選擇壓力導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性[1]，特別是腸桿菌科細(xì)菌對喹諾酮類藥物的耐藥率逐年增加[2]，尤其是亞洲地區(qū)，耐藥率超過50%[3]。細(xì)菌對喹諾酮類藥物的耐藥機(jī)制分為染色體介導(dǎo)的垂直耐藥和質(zhì)粒介導(dǎo)的獲得性耐藥。染色體介導(dǎo)的耐藥性主要包括：①藥物作用靶位（DNA促旋酶及拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ）的突變；②細(xì)胞膜通透性降低或藥物外排泵高表達(dá)而導(dǎo)致的細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)藥物減少[4]。質(zhì)粒介導(dǎo)的獲得性耐藥可導(dǎo)致細(xì)菌對喹諾酮的敏感性降低，并能在不同細(xì)菌種屬間水平傳播，危害更大。

1998年，Martinez-Martinez等[5]發(fā)現(xiàn)第一個(gè)質(zhì)粒介導(dǎo)的喹諾酮耐藥（Plasmid-mediated quinolone resistance，PMQR）基因。迄今，已在世界范圍內(nèi)不同種屬細(xì)菌質(zhì)粒中發(fā)現(xiàn)了PMQR基因，包括3種不同的作用機(jī)制：第一種是可與藥物作用靶位特異性結(jié)合的Qnr蛋白[6]；第二種是使藥物失活的乙?；窤ac（6）-Ib-cr[7]；第三種是藥物外排泵蛋白QepA或OqxAB[8-10]。目前，qnr基因、aac（6）-Ib-cr基因和qepA基因在病原菌中廣泛存在，已經(jīng)引起了人們的關(guān)注。但是，oqxAB基因一直以來未引起人們重視，近幾年來，才被認(rèn)為是PMQR的一種機(jī)制。

1 oqxAB基因的發(fā)現(xiàn)

喹乙醇作為一種動(dòng)物促生長劑曾廣泛應(yīng)用于畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖，其具有抗菌作用和蛋白同化作用，能提高飼料轉(zhuǎn)化率，適宜于動(dòng)物增肥[11]。2003年，丹麥科學(xué)家Sorensen等[12]從豬堆肥分離的大腸桿菌中鑒定出一個(gè)可介導(dǎo)喹乙醇耐藥性的接合質(zhì)粒，命名為pOLA52。2004年，Hansen等[13]從pOLA52質(zhì)粒序列中發(fā)現(xiàn)了喹乙醇耐藥基因oqxAB，該基因編碼一種耐藥節(jié)結(jié)化細(xì)胞分化家族（Resistance-nodulation-division family，RND）外排泵蛋白。2008年，Norman等[14]完成了對pOLA52質(zhì)粒DNA序列測定，并對其進(jìn)行了注釋。由于它能降低細(xì)菌對喹諾酮類藥物的敏感性，2009年，Strahilevitz等[6]將其歸屬于PMQR中。oqxAB基因在缺乏acrA基因的大腸桿菌中能夠特異表達(dá)，可使喹諾酮類藥物萘啶酮酸、氟甲喹、環(huán)丙沙星和諾氟沙星對大腸桿菌的最低抑菌濃度分別提高8、32、32和64倍[15]。

2 oqxAB基因的作用機(jī)理

OqxAB蛋白是由位于同一個(gè)操縱子上的oqxA基因和oqxB基因編碼的，屬于革蘭氏陰性菌的RND家族外排泵蛋白。這種外排泵能將細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜中不需要的物質(zhì)，如喹諾酮類藥物排出體外。Sato等[16]使用染色體喹諾酮耐藥決定區(qū)（Quinolone resistance-determining regions，QRDRs）不突變的大腸桿菌進(jìn)行對照試驗(yàn)，結(jié)果表明，oqxAB可促使氟喹諾酮耐藥性的產(chǎn)生。作為外排泵，oqxAB可介導(dǎo)菌株對喹惡啉、氯霉素、卡巴多司、喹諾酮（萘啶酸、氟甲喹、諾氟沙星、環(huán)丙沙星）、甲氧芐啶、消毒劑和季胺化合物（苯扎氯銨、溴棕三甲銨）、三氯苯氧氯酚的敏感性降低，對SDS的耐受性提高[15]。

3 oqxAB基因的分子結(jié)構(gòu)

oqxAB基因?qū)τ蒾qxA和oqxB兩個(gè)基因組成。oqxAB位于大腸桿菌IncX1型接合質(zhì)粒pOLA52中，該質(zhì)粒序列全長51 602 bp（GenBank No. EU370913），含有68個(gè)推測基因，平均GC含量為46.3%。但是oqxAB基因GC含量為59%，遠(yuǎn)高于pOLA52的平均GC含量，更接近肺炎克雷伯菌MGH78578的基因組平均GC含量（57%），與該菌染色體片段同源性高達(dá)99%。在pOLA52質(zhì)粒中，oqxA、oqxB基因位于一段5.1 kb的DNA片段上，基因上下游存在IS26插入序列，構(gòu)成了復(fù)合轉(zhuǎn)座子Tn6010。作為轉(zhuǎn)座子Tn6010的一部分，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子orf68與oqxAB在表達(dá)上的聯(lián)系還有待進(jìn)一步的研究[14]。

此外，oqxAB基因受到許多調(diào)節(jié)基因的控制，表達(dá)量會(huì)發(fā)生變化。Majumdar等[17]研究報(bào)道在肺炎克雷伯氏菌中，rarA基因的過表達(dá)可增加acrAB和oqxAB基因的表達(dá)量促使細(xì)菌產(chǎn)生低水平的多重耐藥表型。Veleba等[18]的研究表明oqxAB基因的表達(dá)與oqxR基因的調(diào)節(jié)有密切聯(lián)系。

4 oqxAB基因的分布現(xiàn)狀

研究表明，oqxAB基因在動(dòng)物及環(huán)境分離細(xì)菌中均有發(fā)現(xiàn)。來自韓國和中國的調(diào)查顯示，有0.4%和6.6%的臨床大腸桿菌含有oqxAB基因[19，20]，超過75%的臨床肺炎克雷伯菌含有該基因[21]。Wang等[22]從中國動(dòng)物園的靈長類動(dòng)物分離細(xì)菌中進(jìn)行PMQR基因檢測，結(jié)果表明15%的菌株攜帶有oqxAB基因，在所檢測的PMQR基因中流行性較高。在中國，每年有97 000 t的抗生素被用于動(dòng)物養(yǎng)殖[23]，抗生素在家禽、家畜養(yǎng)殖中的大量使用極大地促進(jìn)了肉類產(chǎn)品中耐藥菌的產(chǎn)生。Xu等[24]對北京、廣東、內(nèi)蒙古和西安等地的各大超市、肉制品直銷市場的肉制品中分離細(xì)菌，檢測顯示超過20%（68/332）的菌株攜帶有PMQR基因，其中高達(dá)97%（66/68）的PMQR陽性菌株攜帶有oqxAB基因。中國廣東地區(qū)的調(diào)查顯示[25]，高達(dá)39%（97/250）的食品動(dòng)物源大腸桿菌含有oqxAB基因。而在中國香港地區(qū)首次報(bào)道了該地區(qū)在食用豬肉分離株沙門氏菌中檢測到oqxAB基因[26]，該菌所含的oqxAB基因來源于質(zhì)粒pOLA52，通過IS26插入序列介導(dǎo)轉(zhuǎn)移到該菌的染色體中。oqxAB基因在沙門氏菌中的傳播，將降低細(xì)菌對氟喹諾酮類藥物（治療沙門氏菌感染的特效藥）的敏感性，促使耐藥菌的產(chǎn)生和傳播。此外，尚未見國內(nèi)有關(guān)水體動(dòng)物源分離菌株中oqxAB基因的報(bào)道。調(diào)查表明，oqxAB基因比其他PMQR基因在食品動(dòng)物源或肉制品分離菌中更為廣泛流行，且已經(jīng)開始在不同來源的細(xì)菌（尤其是食用動(dòng)物來源的細(xì)菌）中傳播，這將進(jìn)一步增加耐藥菌株的產(chǎn)生，同時(shí)增加對臨床、食用動(dòng)物等細(xì)菌感染的控制和治療難度，也為耐藥菌株從食品動(dòng)物傳播提供了媒介，嚴(yán)重影響公眾健康。

5 oqxAB基因與其他耐藥基因的共存現(xiàn)象

oqxAB基因與其他PMQR基因存在共存現(xiàn)象[27]。莊娜等[28]從中國廣東地區(qū)各養(yǎng)殖場分離的菌株中檢測到，oqxAB基因與qnrB、qnrS和aac（6）-Ib-cr基因都有共存現(xiàn)象。oqxAB基因和質(zhì)粒編碼超廣譜β-內(nèi)酰胺酶（Extended-Spectrum β-lactamases，ESBLs）基因以及AmpC型β-內(nèi)酰胺酶基因之間的關(guān)聯(lián)性傳播越來越引起關(guān)注。Park等[29]的研究表明24.4%的產(chǎn)ESBL肺炎克雷伯菌可發(fā)生oqxAB基因的細(xì)菌間水平轉(zhuǎn)移。Liu等[25，30]的研究表明oqxAB基因可與rmtB、blaDHA-1或與aac（6）-Ib-cr、blaCTX-M-24共存于同一個(gè)質(zhì)粒上，并能夠成功水平轉(zhuǎn)移。環(huán)境中存在藥物選擇壓力時(shí)，將有利于選擇出這3種相關(guān)耐藥基因并進(jìn)行傳播擴(kuò)散[31，32]。

6 小結(jié)

自oqxAB基因發(fā)現(xiàn)以來，人們對它的認(rèn)識(shí)不斷加深。雖然oqxAB基因只能導(dǎo)致低水平的喹諾酮耐藥，但其在人、畜、環(huán)境之間的交替?zhèn)鞑ゼ捌渑cbla基因及其他基因的共存性和在不同菌屬中的傳播性，將導(dǎo)致多重耐藥細(xì)菌在臨床、食品動(dòng)物和環(huán)境中增加。雖然在臨床菌株中，oqxAB基因流行性較低，但在畜禽甚至是靈長類動(dòng)物中卻廣泛流行甚至超過預(yù)期，這對于公眾健康構(gòu)成了潛在的威脅。因此，應(yīng)該加強(qiáng)oqxAB基因在臨床、環(huán)境尤其是食品動(dòng)物中的檢測，減少抗生素在畜牧養(yǎng)殖中的濫用。同時(shí)，更應(yīng)加強(qiáng)oqxAB基因在水體動(dòng)物中的流行性調(diào)查，從而彌補(bǔ)這一盲區(qū)。積極探索oqxAB基因在細(xì)菌耐藥進(jìn)程中的作用，為畜牧養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、臨床診斷和環(huán)境檢測提供科學(xué)依據(jù)。

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