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(四川省動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,四川 成都 610041)

0 引言

1885年Salmon 和Smith 在霍亂流行時(shí)分離到豬霍亂沙門(mén)氏菌，故定名為沙門(mén)氏菌屬。沙門(mén)氏菌在自然界分布極為廣泛，有2 500多種血清型，絕大多數(shù)沙門(mén)氏菌對(duì)人和動(dòng)物具有致病性。沙門(mén)氏菌病是指由各種類(lèi)型沙門(mén)氏菌所引起的對(duì)人類(lèi)、家畜以及野生禽獸不同形式疾病的總稱(chēng)。多年來(lái)，隨著抗菌藥物在沙門(mén)氏菌病防治中的廣泛使用，使細(xì)菌對(duì)藥物產(chǎn)生了耐藥性。了解沙門(mén)氏菌的耐藥機(jī)制，有助于我們尋找解決其耐藥性的途徑。

1 沙門(mén)氏菌對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物的耐藥機(jī)制

β-內(nèi)酰胺類(lèi)是現(xiàn)有的抗菌藥物中使用最廣泛的一類(lèi)，其作用機(jī)制包括阻礙細(xì)胞壁粘肽合成，使菌體裂解以及觸發(fā)細(xì)菌的自溶酶活性。由于β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物在沙門(mén)氏菌病上的廣泛使用，導(dǎo)致耐藥率大幅上升，多重耐藥率不斷增加，我國(guó)沙門(mén)氏菌對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物的耐藥現(xiàn)象已十分嚴(yán)重。馮彩峰等[1]對(duì)710株食品動(dòng)物源沙門(mén)氏菌分離株進(jìn)行了10種β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物的敏感性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果菌株對(duì)10種藥物呈不同程度耐藥(耐藥率13.66%～58.03%)，66.19%菌株對(duì)3種以上藥物同時(shí)耐藥，耐藥譜復(fù)雜；且菌株對(duì)該類(lèi)藥物耐藥率隨時(shí)間延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)；耐藥現(xiàn)象廣泛存在于各血清型。

沙門(mén)氏菌對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物耐藥的主要機(jī)制是由于基因突變產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶，使藥物在與細(xì)菌作用前被β-內(nèi)酰胺酶水解, 失去了干擾細(xì)菌細(xì)胞壁合成的功能。β-內(nèi)酰胺酶主要分為三類(lèi)，分別為超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBLs)、AmpC頭孢菌素酶和碳青霉稀酶。ESBLs可水解絕大多數(shù)青霉素類(lèi)、頭孢菌素類(lèi)和單酰胺環(huán)類(lèi)抗菌藥物[2]。在染色體和質(zhì)粒上菌均有編碼AmpC酶的基因,該類(lèi)型的酶能水解第三代頭孢類(lèi)和單胺類(lèi)等。碳青霉稀酶是可水解碳青霉烯類(lèi)。β-內(nèi)酰胺酶耐藥基因可以在同種屬或不同種屬細(xì)菌間轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致沙門(mén)氏菌耐藥性的廣泛傳播。

一些耐酶的廣譜青霉素和第二、三代頭孢菌素，與β-內(nèi)酰胺酶結(jié)合后，不能進(jìn)入靶位發(fā)揮抗菌作用。這種β-內(nèi)酰胺酶的非水解機(jī)制又稱(chēng)為“牽制機(jī)制”。

2 沙門(mén)氏菌對(duì)喹諾酮類(lèi)藥物的耐藥機(jī)制

喹諾酮類(lèi)抗生素是一類(lèi)化學(xué)合成的廣譜、高效、低毒的抗菌藥物。隨著該類(lèi)藥物的不當(dāng)使用，沙門(mén)氏菌對(duì)喹諾酮類(lèi)藥物的耐藥率不斷上升。喹諾酮類(lèi)藥物進(jìn)入我國(guó)僅20多年,其耐藥率己經(jīng)達(dá)80%,居全球首位[3]。喹諾酮類(lèi)藥物的作用機(jī)制為抑制細(xì)菌的DNA旋轉(zhuǎn)酶，影響細(xì)菌DNA的正常形態(tài)與功能，產(chǎn)生快速殺菌作用。

沙門(mén)氏菌對(duì)該類(lèi)藥物耐藥的原因主要由于藥物作用的靶位-DNA旋轉(zhuǎn)酶發(fā)生改變。DNA 旋轉(zhuǎn)酶是由 GyrA 和 GyrB 基因編碼。位于GyrA基因第67(Ala)和第106(Gln)位氨基酸殘基之間的區(qū)域稱(chēng)為喹諾酮類(lèi)藥物耐藥決定區(qū)(QRDR)，此區(qū)域內(nèi)的基因突變通常會(huì)導(dǎo)致對(duì)喹諾酮類(lèi)耐藥，所以GyrA基因變異被用做喹諾酮敏感性下降的分子標(biāo)志[4]。常見(jiàn)的沙門(mén)氏菌 GyrA 基因 QRDR 的堿基突變發(fā)生在第 67、81、83、87、106位氨基酸，其中最頻繁發(fā)生的突變是第83位Ser突變?yōu)镻he，Tyr 或 Ala，其次是第87位Asp突變?yōu)镚ly，Asn 或 Tyr，從而引起耐藥[5]。譚炳乾等[6]應(yīng)用PCR 擴(kuò)增16株沙門(mén)氏菌的gyrA基因，氟喹諾酮中敏菌株和耐藥菌株均檢出gyrA基因的點(diǎn)突變。另外GyrB基因第464位的Ser可突變?yōu)镻he或Tyr，導(dǎo)致耐藥，但其突變頻率比GryA低得多[5]。

3 沙門(mén)氏菌對(duì)四環(huán)素類(lèi)藥物的耐藥機(jī)制

四環(huán)素類(lèi)藥物作用的機(jī)制主要有兩方面：一方面可通過(guò)與胞內(nèi)核糖體30S亞基形成結(jié)合體，抑制蛋白質(zhì)合成，起到抗菌效果[7]；另一方面是可與二價(jià)陽(yáng)離子如Mg2+縮合，破壞Mg2+與核糖體正常結(jié)合，從而影響核糖體的功能。

由于多年來(lái)的不恰當(dāng)使用,沙門(mén)氏菌對(duì)四環(huán)素多耐藥。其耐藥的主要機(jī)制是核糖體的保護(hù)作用。目前已知有11種核糖體保護(hù)蛋白，其中研究較多的是Tet(M)和Tet(O)，它們具有核糖體依賴(lài)的GTP水解酶活性，當(dāng)有GTP存在而不是GDP時(shí),這些蛋白結(jié)合核糖體，導(dǎo)致核糖體結(jié)構(gòu)改變，降低四環(huán)素對(duì)核糖體作用的敏感性，而產(chǎn)生耐藥性。

4 沙門(mén)氏菌對(duì)氨基糖苷類(lèi)藥物的耐藥機(jī)制

氨基糖苷類(lèi)藥物是抑制蛋白質(zhì)合成、為靜止期殺菌性藥物，與β-內(nèi)酰胺等有很好的協(xié)同作用,是最常用的抗感染藥物。此類(lèi)藥物與糖體亞單位的16S rRNA的保守區(qū)域結(jié)合，使細(xì)菌發(fā)生讀碼錯(cuò)誤而死亡。隨著氨基糖苷類(lèi)藥物在人醫(yī)和獸醫(yī)臨床中的廣泛使用,沙門(mén)氏菌對(duì)該類(lèi)藥物已產(chǎn)生不同程度的耐藥,且不同地區(qū)不同時(shí)間的氨基糖苷類(lèi)藥物耐藥情況亦不相同。氨基糖苷類(lèi)藥物的耐藥機(jī)制最主要的是產(chǎn)生氨基糖苷類(lèi)修飾酶和甲基化酶。

4.1 細(xì)菌產(chǎn)生的修飾酶使藥物失活

由沙門(mén)氏菌的耐藥基因編碼的氨基糖苷類(lèi)修飾酶可對(duì)氨基糖苷類(lèi)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾,使其失活而無(wú)法作用于沙門(mén)氏菌，這是介導(dǎo)氨基糖苷類(lèi)耐藥的主要機(jī)制。氨基糖苷修飾酶可分為乙酰轉(zhuǎn)移酶(AAC)、腺苷酸轉(zhuǎn)移酶(AAD)和磷酸轉(zhuǎn)移酶(APH)[8]，這些酶可催化氨基糖苷分子發(fā)生鈍化，失去與核糖體結(jié)合的能力,導(dǎo)致高度耐藥。氨基糖苷類(lèi)修飾酶分布范圍廣泛、亞型眾多，且近年來(lái)沙門(mén)氏菌攜帶的氨基糖苷類(lèi)修飾酶已由單一修飾酶作用轉(zhuǎn)向多種修飾酶共同作用，其介導(dǎo)的耐藥性也逐漸增強(qiáng)。

4.2 核糖體結(jié)合位點(diǎn)的變化

氨基糖苷類(lèi)藥物的結(jié)合點(diǎn)是16S rRNA的保守區(qū)域，而細(xì)菌產(chǎn)生的甲基化酶可使該區(qū)域的某個(gè)或幾個(gè)堿基發(fā)生甲基化,不能與氨基糖苷類(lèi)藥物結(jié)合,導(dǎo)致耐藥[9]。甲基化酶的編碼基因具有高度可移動(dòng)性,因此將會(huì)導(dǎo)致越來(lái)越多的沙門(mén)氏菌對(duì)氨基糖苷類(lèi)耐藥。

5 沙門(mén)氏菌對(duì)磺胺類(lèi)藥物的耐藥機(jī)制

磺胺類(lèi)藥物具有廣譜抗菌、性質(zhì)穩(wěn)定、使用簡(jiǎn)便、便于保存等優(yōu)點(diǎn)。該類(lèi)藥物與氨苯甲酸(PABA)競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶，使菌體的核蛋白不能形成，導(dǎo)致細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖停止而達(dá)到抑菌的目的。但細(xì)菌的酶系統(tǒng)與PABA的親和力比對(duì)磺胺藥的親和力強(qiáng)。當(dāng)磺胺類(lèi)藥物用量或療程不足時(shí)，細(xì)菌產(chǎn)生較多二氫葉酸合成酶，或直接利用環(huán)境中的葉酸，使其代謝得以正常進(jìn)行，而產(chǎn)生耐藥性。因此為保證藥物的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，其濃度應(yīng)顯著高于PABA的濃度。

6 多重耐藥的產(chǎn)生

6.1 細(xì)菌的主動(dòng)外排作用

細(xì)菌外排泵是一類(lèi)位于細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。外排泵能將藥物從胞內(nèi)排出到胞外或改變膜的通透性或兩者協(xié)同作用。沙門(mén)氏菌有9種外排泵系統(tǒng),研究較多的是AcrAB。RamA是沙門(mén)菌外排泵特有的調(diào)節(jié)因子,當(dāng)細(xì)菌受到外排泵抑制劑作用時(shí)RamA合成增加,促進(jìn)AcrAB的表達(dá)[10]，使得外排作用增加，產(chǎn)生耐藥性。研究表明主動(dòng)外排系統(tǒng)與沙門(mén)氏菌對(duì)廣泛應(yīng)用的抗菌藥物如四環(huán)素、氯霉素、氨芐青霉素、頭孢、紅霉素、三甲氧芐氨嘧啶等的多重耐藥性相關(guān)[11]。

6.2 可移動(dòng)的細(xì)菌遺傳耐藥基因元件

與沙門(mén)氏菌耐藥有關(guān)的可移動(dòng)基因元件包括質(zhì)粒、整合子、轉(zhuǎn)座子、沙門(mén)氏菌I型基因島等。這些基因元件自身攜帶一種或多種抗性基因，可引起細(xì)菌的多重耐藥性。如沙門(mén)氏菌I型基因島包含多個(gè)抗性基因，與臨床使用的氨芐西林、氟苯尼考、鏈霉素、壯觀霉素、磺基酰胺和四環(huán)素等的耐藥性相關(guān)[12]。

7 結(jié)語(yǔ)

沙門(mén)氏菌的耐藥現(xiàn)象日益嚴(yán)重，隨著時(shí)間的推移，其耐藥率將大幅上升, 耐藥譜也會(huì)不斷增寬，給我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)和人類(lèi)健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。沙門(mén)氏菌的耐藥機(jī)制極其復(fù)雜，仍有許多問(wèn)題尚待解決，因此繼續(xù)探究其耐藥機(jī)制,有助于采取合理的干預(yù)措施，并為科研機(jī)構(gòu)研制新型抗菌藥物和抗菌佐劑提供借鑒。