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        奶牛乳房炎源金黃色葡萄球菌耐藥性研究進(jìn)展

        2018-11-07 08:58:32趙艷坤劉慧敏王帥蔡建星王成陳賀
        生物技術(shù)通報(bào) 2018年10期
        關(guān)鍵詞:耐藥

        趙艷坤 劉慧敏 王帥 蔡建星 王成 陳賀

        (1. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室 新疆農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊830091;2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室,北京 100193)

        金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus,S.aureus)是一種革蘭氏陽(yáng)性菌,在世界范圍內(nèi)被稱(chēng)為侵襲性病原菌,是引起奶牛乳房炎的重要致病菌之一,感染率達(dá)50%以上[1]。S.aureus性乳房炎主要致病機(jī)理是侵入奶牛乳腺組織后,定殖和黏附于乳腺上皮 細(xì) 胞(Mammary epithelial cells,MECs)[2], 損害MECs和腺泡功能[3],還可出現(xiàn)乳腺膿腫、硬化或瘺管,嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)乳腺的壞死和脫落,一旦感染很難治愈[4],不僅影響產(chǎn)奶量和乳品質(zhì),造成巨大經(jīng)濟(jì)損失,甚至危及人類(lèi)健康。近年來(lái),隨著抗菌藥物在臨床和畜牧業(yè)的濫用,S.aureus耐藥性問(wèn)題日趨嚴(yán)重,出現(xiàn)了多重耐藥(Multidrug-resistant,MDR)菌株及超級(jí)細(xì)菌-耐甲氧西林金黃色葡萄球 菌(Methicillin-resistantStaphylococcus aureus,MRSA),其MDR和泛耐藥(Pan-drug resisitance,PDR)引起了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者廣泛關(guān)注[5]。據(jù)報(bào)道,全球MRSA的檢出率為18.4%-82.9%,我國(guó)MRSA平均檢出率為47.9%[6],MRSA 90%以上是MDR菌株[7]。目前,細(xì)菌耐藥性問(wèn)題已成為全世界共同關(guān)注的焦點(diǎn),中國(guó)政府也十分重視抗菌藥物臨床合理使用和細(xì)菌耐藥問(wèn)題。2018年,為貫徹十九大精神,全國(guó)堅(jiān)持實(shí)施優(yōu)質(zhì)乳工程,而在十三屆全國(guó)人大一次會(huì)議中,農(nóng)業(yè)部表示將狠抓細(xì)菌耐藥性問(wèn)題。現(xiàn)階段,在抗菌藥物選擇的壓力下,新的S.aureus耐藥機(jī)制不斷出現(xiàn),且伴隨著耐藥基因在菌體間的轉(zhuǎn)移,使得S.aureus性奶牛乳房炎難以使用1種抗菌藥物或不同化學(xué)成分的抗菌藥物聯(lián)合治療。目前,乳制品和獸醫(yī)業(yè)對(duì)奶牛臨床治療的現(xiàn)狀要求限制S.aureus耐藥性傳播,并迫切需要開(kāi)發(fā)不被現(xiàn)有耐藥機(jī)制覆蓋的新抗菌藥物。因此,本文分析S.aureus耐藥性現(xiàn)狀,并結(jié)合S.aureus耐藥基因以闡明其耐藥機(jī)制,旨為S.aureus性奶牛乳房炎臨床治療用藥及新型藥物研發(fā)提供理論參考,同時(shí)響應(yīng)十九大精神對(duì)整個(gè)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的綠色健康發(fā)展具有重大意義。

        1 奶牛乳房炎金黃色葡萄球菌耐藥現(xiàn)狀

        S.aureus產(chǎn)生耐藥的根本原因是抗菌藥物的大量使用,且抗菌藥物使用時(shí)間越長(zhǎng),其越容易產(chǎn)生耐藥性,兩者呈正相關(guān)[8]。丹麥于1963年最早發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)耐甲氧西林且mec基因陽(yáng)性的金黃色葡萄球菌菌株(Methicillin-resistantStaphylococcus aureus,MRSA)[9]。1975年,比利時(shí)首次從奶牛乳房炎中分離出MRSA[10]。近年來(lái),隨著S.aureus和MRSA的流行傳播,其泛耐藥性給奶牛養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的威脅,因此在全球備受關(guān)注。

        1.1 國(guó)外奶牛乳房炎源S.aureus耐藥現(xiàn)狀

        S.aureus具有廣譜耐藥和多種耐藥特性(表1)。2011-2018年近10年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,國(guó)外對(duì)奶牛乳房炎中S.aureus、MRSA的分離率因地域性差異浮動(dòng)較大,2011-2014年MRSA的分離率不是很高,但近幾年有增加的趨勢(shì);S.aureus對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)、氨基糖苷類(lèi)、喹諾酮類(lèi)及大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)等常見(jiàn)類(lèi)型抗菌藥物表現(xiàn)不同程度的耐藥,耐藥性變化趨勢(shì)為:β-內(nèi)酰胺類(lèi)、磺胺類(lèi)、四環(huán)素類(lèi)及氨基糖苷類(lèi)耐藥性明顯上升;大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)略有上升;喹諾酮類(lèi)耐藥性沒(méi)有明顯變化。值得一提的是,2015年南非西北部發(fā)現(xiàn)S.aureus對(duì)萬(wàn)古霉素的耐藥率高達(dá)68.79%;2018年,阿拉伯北部發(fā)現(xiàn)S.aureus對(duì)氯霉素耐藥率達(dá)13.7%,而在此之前對(duì)其均表現(xiàn)敏感,說(shuō)明S.aureus耐藥菌株逐漸增多,但其區(qū)域性差異巨大。同時(shí),奶牛乳房炎S.aureus的MDR(30.9%-100%)現(xiàn)象嚴(yán)重,近兩年分離的S.aureus均為MDR(100%)。

        1.2 國(guó)內(nèi)奶牛乳房炎源S.aureus耐藥現(xiàn)狀

        查閱近年來(lái)我國(guó)奶牛主要養(yǎng)殖區(qū)域或乳房炎高發(fā)地區(qū)的S.aureus耐藥性相關(guān)資料并進(jìn)行整理,總結(jié)我國(guó)各地區(qū)耐藥率高低如下:新疆:PG>AMP>ERY> 克林霉素(Clindamycin,CLI)>TET>SXT;內(nèi)蒙古:ATM>氧氟沙星(Ofloxacin,OFX)>AMP>SXT>ERY;寧夏:PG>AMP>ERY>SXT;天津:PG>CEF>ERY>TET> 甲氧西林(Methoxicillin,MET)>CLI>林可霉素(Lincomycin,LNY);河北:磺胺異惡唑(Sulfonazo isoxazole,SIZ)>AMP>甲氧胺嘧啶(Methoxamine pyrimidine,TMP)>SXT>阿 莫 西 林(Amoxicillin,AMC)>強(qiáng)力霉素(Doxycycline,DO)>ERY>克拉霉素(Clarithromycin,CLR)>LNY>阿奇霉素(Azithromycin,AZM);山東:PEN>諾氟沙星(Norfloxacin,NOR)>恩諾沙星(Enrofloxacin,ENR)>卡那霉素(Kanamycin,K)>鏈霉素(Streptomycin,SM)>GM>ERY;黑龍江:PG>AMP>SXT;江蘇:PG>AMP>SXT>SM>K>ERY>TET>CLI;上海 :PG>AMP>SXT>ERY ; 安 徽 :PG>AMP>SXT>ERY>CLI;浙江:PEN>AMP>SXT;河南:PG>AM0>AMP>SXT;陜西:PG>AM0>AMP>SM。假設(shè)同一地區(qū)大于70%的S.aureus分離株對(duì)某種藥物敏感度認(rèn)定為該區(qū)S.aureus菌株對(duì)此藥敏感,我國(guó)新疆[20]、內(nèi)蒙古[21]、黑龍江[22]、寧夏[23]、陜西[24]、四川[25]、天津[26]、河北[5]、安徽[27]、上海[28]等 14 個(gè)地區(qū)分離的牛源S.aureus對(duì)PG、AMP和SXT均表現(xiàn)出極強(qiáng)的耐藥性;大部分省區(qū)分離株對(duì)ERY耐藥;新疆、天津、江蘇地區(qū)的S.aureus分離株對(duì)TET耐藥,其他省區(qū)對(duì)其表現(xiàn)介于耐藥與敏感之間;新疆、天津、安徽、四川和江蘇分離株對(duì)CLI耐藥;河南和陜西分離株對(duì)AMO耐藥性較強(qiáng);其中河北地區(qū)S.aureus耐藥菌株最多,對(duì)10種抗菌藥物表現(xiàn)不同程度耐藥,說(shuō)明我國(guó)奶牛乳房炎分離的S.aureus菌株耐藥性種類(lèi)較多,多耐性較廣泛。結(jié)合表1,世界范圍內(nèi)奶牛乳房炎S.aureus耐藥及MDR普遍存在。我國(guó)與世界其他地區(qū)研究結(jié)果一樣,不同地區(qū)分離的S.aureus菌株對(duì)各類(lèi)常見(jiàn)抗菌藥物表現(xiàn)不同程度的耐藥性,但地區(qū)與地區(qū)之間S.aureus耐藥菌株差異較大,進(jìn)一步說(shuō)明S.aureus耐藥性可能具有一定區(qū)域性。S.aureus對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥物耐藥性最嚴(yán)重,這也與國(guó)外研究結(jié)果一致,說(shuō)明β-內(nèi)酰胺類(lèi)仍然是治療奶牛乳房炎使用最廣泛的一類(lèi)抗菌藥物,導(dǎo)致S.aureus菌株在世界范圍內(nèi)對(duì)其高度耐藥,符合世界性觀察到的S.aureus耐藥性普遍趨勢(shì)。

        表1 2011-2018 年奶牛乳房炎S.aureus 對(duì)10 種常見(jiàn)抗菌藥物耐藥性[11-19]

        事實(shí)上,S.aureus菌株的耐藥性越來(lái)越強(qiáng),已經(jīng)發(fā)展出廣譜的抗菌藥物抗性機(jī)制,這意味著隨著耐藥性的不斷發(fā)展,新的耐藥機(jī)制將會(huì)不斷地出現(xiàn),且變得更為復(fù)雜,必定導(dǎo)致S.aureus對(duì)臨床所用抗菌藥物的耐藥程度日漸嚴(yán)重,加劇臨床治療難度。

        2 奶牛乳房炎金S. aureus耐藥機(jī)制

        S.aureus的耐藥性機(jī)理復(fù)雜,總結(jié)主要有以下幾種:(1)酶失活;(2)主動(dòng)外排系統(tǒng);(3)保護(hù)、改變、更換抗菌藥物靶位點(diǎn);(4)基于質(zhì)?;蛉旧w上的耐藥基因介導(dǎo)的S.aureus耐藥機(jī)制?,F(xiàn)階段,由基因編碼介導(dǎo)的S.aureus分子耐藥機(jī)制成為各國(guó)相關(guān)學(xué)者研究熱點(diǎn)。

        2.1 S.aureus對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥物的耐藥機(jī)制

        S.aureus對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥物的耐藥機(jī)制主要有以下兩種:(1)質(zhì)粒介導(dǎo)的獲得性耐藥。S.aureus菌株由耐藥因子生成了β-內(nèi)酰胺酶,此酶附著在細(xì)菌表面,經(jīng)質(zhì)粒介導(dǎo),通過(guò)胞外β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物的水解,致使產(chǎn)酶株與非產(chǎn)酶株相比抗菌藥物的活性降低或消失,導(dǎo)致S.aureus對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物產(chǎn)生耐藥;(2)藥物結(jié)合位點(diǎn)的改變或形成新的青霉素結(jié)合蛋白(Penicillin binding protein,PBP)介導(dǎo)的固有耐藥。PBPs是構(gòu)成S.aureus細(xì)胞壁形成的重要蛋白酶系統(tǒng),也是β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥物與S.aureus菌體的結(jié)合靶位點(diǎn),與其具有較高親和力。當(dāng)環(huán)境藥物濃度達(dá)到最小抑菌濃度(Minimum inhibitory concentration,MIC)時(shí),β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物與PBPs結(jié)合,使其乙?;瑢?dǎo)致轉(zhuǎn)肽酶(Transpeptidase,TPase)失活,便會(huì)讓細(xì)菌難以形成細(xì)胞壁,從而導(dǎo)致敏感菌死亡[29]。

        PBPs的改變是S.aureus對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物耐藥的重要機(jī)制[30]。PBPs在MRSA對(duì)苯唑西林的耐藥程度中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。β-內(nèi)酰胺酶、PBPs的過(guò)量表達(dá)可導(dǎo)致MRSA的低水平耐藥,PBPs與苯唑西林的親和力也是MRSA低水平耐藥的原因之一;而PBP2a的存在則導(dǎo)致MRSA高水平耐藥,與其他PBPs不同,PBP2a與β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物親和力極低甚至不與其結(jié)合,致使MRSA高水平耐藥。而mecA是PBP2a的編碼基因,MRSA的分子耐藥機(jī)制與mecA基因密切相關(guān)??偨Y(jié)有以下兩種。

        mecA是MRSA的耐藥決定子,MRSA的mecA基因通過(guò)轉(zhuǎn)座子的移動(dòng)得到外來(lái)基因,該基因大量表達(dá)使S.aureus對(duì)甲氧西林耐藥的產(chǎn)物PBP2a合成。另有資料表明,作為MRSA耐藥輔助基因的fem型基因在細(xì)菌細(xì)胞壁生成環(huán)節(jié)至關(guān)重要,其中femA、femB這兩種基因在S.aureus對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物耐藥方面具有重大影響[31]。據(jù)報(bào)道,β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥物針對(duì)MRSA的抗藥性或可由femA、femB的失活導(dǎo)致,以此同時(shí)也造成了其他多種類(lèi)抗菌藥對(duì)MRSA的敏感性大幅提升[32]。2014年,萬(wàn)艷紅[33]在51株MRSA菌株中發(fā)現(xiàn)mecA、femA基因檢出率均為100%;另有研究對(duì)河南地區(qū)180株MRSA菌株進(jìn)行PCR檢測(cè),發(fā)現(xiàn)有168株mecA基因陽(yáng)性(符合率為93.3%),且多為MDR菌株[34]。MSRA產(chǎn)生的高耐藥性,實(shí)質(zhì)上是由fem基因協(xié)同mecA基因產(chǎn)生的表型,但當(dāng)mecA與fem其中一方失活后,這一效果便大打折扣。在fem基因失活的前提下,盡管PBP2a可由mecA單獨(dú)編碼產(chǎn)生,但偶見(jiàn)細(xì)菌仍出現(xiàn)高度耐藥現(xiàn)象[35]。由于mecA和femA基因在MRSA對(duì)苯唑西林等β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥物耐藥的重要地位,且其主要存在于耐藥菌中,因此,國(guó)際上通常檢測(cè)mecA和femA兩個(gè)基因以判定S.aureus對(duì)甲氧西林抗菌藥物是否耐藥。

        S.aureus的耐藥性可能與其細(xì)胞壁的形成相關(guān),而PBP2a可能會(huì)加速該現(xiàn)象出現(xiàn),即使相關(guān)PBPs活性在β-內(nèi)酰胺類(lèi)藥物干預(yù)結(jié)合下而降低,這一現(xiàn)象仍會(huì)發(fā)生。實(shí)驗(yàn)表明,PBP2a不會(huì)單方面促成β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗菌藥物對(duì)MRSA的耐藥性,若沉默PBP2基因,可降低對(duì)甲氧西林的耐藥程度[36];另外,阻斷PBP2的TGase活性時(shí),抗菌藥物的存在致使PBP2抑制TPase活性,PBP2a則可恢復(fù)TPase活性,實(shí)現(xiàn)細(xì)菌肽聚糖合成與細(xì)胞壁骨架搭建[37]。由此可知,MRSA的耐藥性是其細(xì)胞壁上合成了相關(guān)肽聚糖,而PBP2a則協(xié)同PBP催化了該過(guò)程。

        2.2 S.aureus對(duì)四環(huán)素類(lèi)抗菌藥物的耐藥機(jī)制

        在對(duì)S.aureus測(cè)序后發(fā)現(xiàn),其基因序列中包含了滅活酶基因、排外基因、核糖體保護(hù)基因及未明機(jī)制的基因等。共40多種耐藥性基因,而這些耐藥性基因均指向四環(huán)素類(lèi)藥物,這就揭示了S.aureus對(duì)四環(huán)素類(lèi)抗菌藥物耐藥的本質(zhì)[38]。在系列針對(duì)耐四環(huán)素類(lèi)藥物的研究中發(fā)現(xiàn),多數(shù)研究主要著力在主動(dòng)排外基因和核糖體保護(hù)基因等基因,TetK、TetO、TetL、TetA及TetC等基因均包含于此。其中在奶牛源葡萄球菌中介導(dǎo)四環(huán)素耐藥的基因主要為T(mén)etL和TetK,TetM和最為罕見(jiàn)的TetO也在牛源葡萄球菌中被檢出。國(guó)外有學(xué)者利用PCR技術(shù)檢測(cè)對(duì)S.aureus中可能存在的耐四環(huán)素抗菌藥物基因片段發(fā)現(xiàn):在分離的90株S.aureus中,TetK基因的檢出率為84%,TetL基因?yàn)?%,TetM為2%,TetO僅為1%[39]。這些耐藥基因能夠產(chǎn)生介導(dǎo)四環(huán)素耐藥的保護(hù)蛋白,以質(zhì)?;蜣D(zhuǎn)座子為媒介在各個(gè)菌體間快速地產(chǎn)生、擴(kuò)散著對(duì)此類(lèi)抗菌藥物的耐藥性。

        2.3 S.aureus對(duì)氨基糖苷類(lèi)抗菌藥物的耐藥機(jī)制

        S.aureus對(duì)氨基糖苷類(lèi)抗菌藥物的耐藥機(jī)制主要有以下3種:(1)藥物結(jié)合位點(diǎn)的改變。發(fā)生基因突變現(xiàn)象,致使藥物無(wú)法發(fā)揮抑菌或殺菌作用而形成耐藥;(2)膜屏障的改變或主動(dòng)外排作用。減少此類(lèi)抗菌藥物的吸收或阻止藥物進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)而產(chǎn)生耐藥;(3)氨基糖苷修飾酶(Aminoglycosides modifying enzyme,AMEs)的修飾鈍化作用。AMEs通過(guò)修飾此類(lèi)抗菌藥物的特定基團(tuán),使其降低或失去對(duì)靶位核糖體的親和力而喪失生物活性,從而產(chǎn)生耐藥性。這是S.aureus對(duì)該類(lèi)藥物產(chǎn)生耐藥的主要機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),氨基糖苷類(lèi)抗菌藥物耐藥的基因中,氨基糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶(Aminoglycoside acetyltransferases,AAC)6′和氨基糖苷磷酸轉(zhuǎn)移酶(Aminoglycosidephosphotransferases,APH)2′′基 因分別編碼雙功能酶AAC6′和APH2″,這兩種編碼基因可使S.aureus對(duì)GM、K、丁胺卡那(Amikacin,AMK)、妥布霉素(Tobramycin,TM)和奈替米星(Netilmicin,NET)等產(chǎn)生耐藥性[40-41];Turutoglu 等[42]從奶牛乳房炎分離出了18株MRSA菌株,進(jìn)行PCR耐藥基因檢測(cè)及序列分析發(fā)現(xiàn),有3株mecA陽(yáng)性基因編碼耐甲氧西林,并證明了這3株菌株存在AAC6′、APH2″、APH3′等基因編碼的氨基糖苷類(lèi)耐藥,表明攜帶氨基糖苷類(lèi)修飾酶基因的3株菌株對(duì)慶大霉素、卡那霉素和新霉素耐藥;徐佳[43]對(duì)奶牛乳房炎葡萄球菌種類(lèi)及耐藥性研究表明,32.1%的S.aureus為AACA、APHD基因檢測(cè)陽(yáng)性,證實(shí)了表達(dá)AAC6′、APH2″是S.aureus對(duì)氨基糖苷類(lèi)抗菌藥物耐藥的主要原因;Crossman等[44]學(xué)者在對(duì)S.aureus全基因組的研究中發(fā)現(xiàn),S.aureus帶有多種擬多重耐藥轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因。目前,國(guó)內(nèi)外相關(guān)報(bào)道罕見(jiàn),其功能和具體作用機(jī)制尚未明確,尚需進(jìn)一步研究。

        2.4 S.aureus對(duì)大環(huán)內(nèi)酯、林可胺類(lèi)(Macrolides lincosamides,MLs)抗菌藥物的耐藥機(jī)制

        S.aureus對(duì)MLs抗菌藥物的耐藥機(jī)制主要有3種:(1)藥物活性被鈍化;(2)藥物與菌體的作用位點(diǎn)突變;(3)菌體內(nèi)形成了主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)藥物系統(tǒng)。

        多項(xiàng)研究表明,紅霉素核糖體甲基化酶(Erythromycin ribosome methylase,erm)基因、msr基因是介導(dǎo)MLs抗菌藥物耐藥的兩個(gè)主要基因。S.aureus染色體或質(zhì)粒上攜帶erm、msr基因,分別編碼核糖體甲基化酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[45],這兩種編碼基因通過(guò)修改抗菌藥物與菌體的結(jié)合位點(diǎn),抑制MLs類(lèi)抗菌藥物,從而使得S.aureus對(duì)MLs抗菌藥物耐藥[46]。其中erm基因是介導(dǎo)S.aureus對(duì)MLs抗菌藥物產(chǎn)生廣泛耐藥的主要原因,erm基因表達(dá)及其上游啟動(dòng)子出現(xiàn)突變均可致使MLs產(chǎn)生耐藥,當(dāng)核糖體蛋白L4和大亞基的23S rRNA堿基突變而抑制該類(lèi)藥物與核糖體靶位點(diǎn)結(jié)合,也可導(dǎo)致MLs抗菌藥物耐藥[47];而msrA和msrC基因編碼的主動(dòng)泵出系統(tǒng)可將MLs抗菌藥物從細(xì)胞中排出,以保持細(xì)胞內(nèi)低濃度MLs藥物水平。報(bào)道稱(chēng),msrC基因在介導(dǎo)S.aureus對(duì)紅霉素高水平耐藥中發(fā)揮重要作用[48]。

        erm、msr基因已被證實(shí)在牛源S.aureus中檢出。Kot等[49]研究表明,奶牛乳房炎中S.aureus檢出率16.4%,其中15.6%對(duì)MLs抗菌藥物產(chǎn)生了耐藥性,對(duì)其抗性基因檢測(cè)得出,ermA、ermB和ermC的檢出率分別是14.8%、11.1%和55.5%;2018年,最新研究表明,牛源奶酪被認(rèn)為是抗菌藥物耐藥基因的儲(chǔ)存庫(kù),S.aureus分離率為4.3%,16S rRNA基因的DNA序列鑒定結(jié)果顯示,耐藥基因msrA攜帶率為60.9%,msrB攜帶率為46.6%[50]。說(shuō)明S.aureus及MLs耐藥基因分離率因地域性不同差異較大。

        2.5 S.aureus對(duì)喹諾酮抗菌藥物的耐藥機(jī)制

        S.aureus對(duì)喹諾酮類(lèi)抗菌藥物(Quinolone antibiotics)耐藥的機(jī)制主要有3種:(1)藥物靶酶及編碼基因的突變。DNA促旋酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶IV是喹諾酮類(lèi)藥物對(duì)S.aureus發(fā)揮抗菌作用的靶酶,grlA和grlB基因編碼DNA促旋酶,grlA、grlB和parC基因編碼拓?fù)洚悩?gòu)酶IV[51]。李曉娜等[52]報(bào)道220株奶牛乳房炎S.aureus菌株中g(shù)rlA基因、gyrA基因和norA基因的檢出率分別為80%、78.64%和78.18%,說(shuō)明奶牛乳房炎S.aureus攜帶喹諾酮類(lèi)藥物耐藥基因,這些基因位點(diǎn)的突變可引起喹諾酮類(lèi)藥物作用的靶位改變,從而導(dǎo)致S.aureus對(duì)喹諾酮類(lèi)藥物耐藥。但不同結(jié)構(gòu)的喹諾酮類(lèi)藥物對(duì)S.aureus的作用位點(diǎn)不同。苗貝貝等[53]通過(guò)研究左氧氟沙星、莫西沙星和奈諾沙星3種喹諾酮類(lèi)藥物對(duì)S.aureus耐藥突變體的體外抗菌活性發(fā)現(xiàn),左氧氟沙星優(yōu)先作用于S.aureus拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ靶位parC基因,而莫西沙星和奈諾沙星則幾乎同時(shí)作用于S.aureusDNA促旋酶靶位grlA基因和拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ靶位parC基因。該類(lèi)藥物耐藥性與這些靶位酶基因密不可分,統(tǒng)稱(chēng)為喹諾酮類(lèi)藥物耐藥決定區(qū)(Quinolone resistance-determining regions,QRDR)基因 ;(2)主動(dòng)外排系統(tǒng)。主要為norA、norB、norC基因介導(dǎo)的主動(dòng)外排系統(tǒng)[56],使藥物在菌體內(nèi)蓄積量減少,從而介導(dǎo)喹諾酮類(lèi)藥物低水平耐藥;(3)質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥機(jī)制。質(zhì)粒介導(dǎo)的喹諾酮類(lèi)藥物耐藥(Plamidmediated quinolone resisitence,PMQR) 機(jī) 制 通 過(guò)PMQR基因?qū)崿F(xiàn)。目前,qnr、Aac6’-Ib-cr、qepA和oqxA/B基因的作用機(jī)制已較為成熟,主要通過(guò)以下5種方式介導(dǎo)S.aureus產(chǎn)生耐藥:①與喹諾酮作用靶酶結(jié)合,降低藥物對(duì)細(xì)菌的抑制作用;②提高細(xì)菌MIC,增加細(xì)菌耐藥率;③促進(jìn)細(xì)菌染色體基因自身突變,增加高水平耐藥菌株;④將藥物排出菌體外,降低藥物在菌體內(nèi)的蓄積量;⑤使gyrA、parC功能區(qū)發(fā)生突變,細(xì)菌趨于高水平耐藥。而Cfr和fexA兩種基因在牛源S.aureu中報(bào)道較少,是今后挖掘S.aureus對(duì)喹諾酮類(lèi)分子耐藥機(jī)制的新元素。

        表2 S.aureus常見(jiàn)的基因突變位點(diǎn)[51-55]

        3 結(jié)語(yǔ)

        奶牛乳房炎S.aureus面臨著嚴(yán)峻的耐藥及其耐藥基因流行傳播形勢(shì),出現(xiàn)了多重耐藥現(xiàn)象,但細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生是一種天然抗生現(xiàn)象,現(xiàn)代畜牧業(yè)中抗菌藥物的使用不可避免,隨著細(xì)菌耐藥性的快速發(fā)展,S.aureus耐藥機(jī)制日漸復(fù)雜。因此,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注S.aureus耐藥現(xiàn)狀及其變遷情況,從分子水平深層探索S.aureus耐藥機(jī)制,發(fā)現(xiàn)新的耐藥基因,找出削減S.aureus及MRSA耐藥機(jī)理,避免抗菌藥物的惡循環(huán)濫用,為奶牛乳房炎設(shè)計(jì)合理的臨床治療方案。奶牛乳房炎源病菌耐藥性監(jiān)測(cè)試劑盒和相應(yīng)新型抗菌藥物的研發(fā)是相關(guān)研究領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)。

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