彭蘭麗

（湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410127）

抗生素作為人類偉大的發(fā)現(xiàn)，自出現(xiàn)且被應(yīng)用于臨床治療中以后，人類則有了對(duì)抗細(xì)菌感染的利器，細(xì)菌感染造成的疾病死亡率大幅度下降。經(jīng)過(guò)幾十年的大力發(fā)展，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了多種類別上百種抗生素，其中主要分為可干擾細(xì)菌細(xì)胞壁合成的β- 內(nèi)酰胺類，影響細(xì)菌蛋白質(zhì)合成的氨基糖苷類、四環(huán)素類、氯霉素類、大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素類，影響核酸代謝的喹諾酮類，損傷細(xì)菌細(xì)胞膜的多粘菌素類及干擾葉酸代謝的磺胺類和甲氧芐啶[1]。

我國(guó)近20 噸抗生素有一半被用于畜牧生產(chǎn)中。但近幾年，抗生素的大量濫用、誤用以及將其作為預(yù)防性飼料添加劑使用均造成了大量耐藥菌的產(chǎn)生，少許菌株甚至出現(xiàn)多重耐藥、交叉耐藥的現(xiàn)象，還可導(dǎo)致抗生素的藥效敏感性降低，動(dòng)物死亡率升高，從而對(duì)畜牧養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重影響。更為重要的是耐藥菌可以在人類、動(dòng)物和環(huán)境中轉(zhuǎn)移，給人類健康帶來(lái)潛在威脅。因此，針對(duì)這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，世界各國(guó)和組織紛紛制定相應(yīng)的禁抗措施以應(yīng)對(duì)這一危機(jī)，例如：1986 年，瑞典政府基于食品安全的考慮，在沒(méi)有充分證據(jù)的情況下，規(guī)定畜禽飼料中全面禁用抗生素作為促生長(zhǎng)物質(zhì)，成為世界上第一個(gè)不準(zhǔn)使用AGPs 的國(guó)家[2,3]。隨后，丹麥于2000 年開(kāi)始在畜禽飼料中全面禁用抗生素，早于其它的歐盟國(guó)家6 年。從2006 年初開(kāi)始，歐盟國(guó)家開(kāi)始在法律上全面禁止促生長(zhǎng)類抗生素在飼料中的添加使用，因?yàn)槿藗儜岩纱罅靠股氐氖褂脮?huì)增加人類和動(dòng)物對(duì)抗生素的耐藥性[4]。本文主要通過(guò)對(duì)在畜牧養(yǎng)殖生產(chǎn)中動(dòng)物源性細(xì)菌對(duì)應(yīng)用較為廣泛的四環(huán)素類抗生素的耐藥性研究現(xiàn)狀進(jìn)行剖析，從而提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略以保障畜牧養(yǎng)殖業(yè)的平穩(wěn)健康發(fā)展和動(dòng)物源性食品安全。

1 四環(huán)素類抗生素

四環(huán)素類抗生素包括了一系列的衍生物，如四環(huán)素（Tetracycline）、金霉素(Aureomycycline)、土霉素(Terramycin)、地美環(huán)素（Demeclocycline）、強(qiáng)力霉素(Doxycycline)、甲烯土霉素(Methacycline)等，它們均有著非常廣泛的抗菌譜，無(wú)論對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌或陰性菌、需氧菌或厭氧菌、立克次體、螺旋體屬均有較好的抑制作用，但對(duì)結(jié)核菌、變形菌等則無(wú)效[5,6]。近年來(lái)，隨著四環(huán)素類藥物被廣泛的應(yīng)用于動(dòng)物傳染病的治療，對(duì)各種細(xì)菌性疾病的預(yù)防工作中以及被用于在動(dòng)物源性產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中提高家畜的生產(chǎn)性能，從而導(dǎo)致了多種動(dòng)物源性細(xì)菌均對(duì)其產(chǎn)生了嚴(yán)重的耐藥性。因此，深入研究動(dòng)物源性細(xì)菌對(duì)四環(huán)素類藥物產(chǎn)生耐藥性的機(jī)制是非常有必要的，這將有助于指導(dǎo)臨床合理使用四環(huán)素類藥物以及對(duì)于動(dòng)物源性細(xì)菌性疾病的防治具有重要意義。

2 四環(huán)素類抗生素耐藥機(jī)制

多數(shù)情況下，在抗生素的選擇性壓力下多數(shù)細(xì)菌會(huì)為了生存而嘗試通過(guò)各種耐藥機(jī)理或途徑與抗生素對(duì)抗，其中針對(duì)于四環(huán)素類抗生素耐藥性的產(chǎn)生主要有兩種比較常見(jiàn)的機(jī)制即：主動(dòng)外排作用和核糖體保護(hù)作用。研究人員已經(jīng)在以上兩種機(jī)制中通過(guò)測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)了幾十種耐藥基因，這些基因多位于接合質(zhì)?；蚪雍限D(zhuǎn)座子上[7]。一般認(rèn)為，主動(dòng)外排作用和核糖體保護(hù)作用是細(xì)菌對(duì)四環(huán)素產(chǎn)生耐藥性的主要機(jī)制，其中革蘭氏陰性菌以主動(dòng)外排機(jī)制為主，常見(jiàn)的耐藥基因分別為tet(A)、tet(B)和tet(C)；而革蘭氏陽(yáng)性菌則以核糖體保護(hù)機(jī)制為主，研究較多的核糖體保護(hù)基因分別為tet (W)、tet（K）、tet（L）、tet（M）和tet（O）等[8]。下面就四環(huán)素類藥物兩種常見(jiàn)的耐藥機(jī)制來(lái)闡述動(dòng)物源性細(xì)菌對(duì)四環(huán)素類抗生素的耐藥性是如何產(chǎn)生的。

2.1 主動(dòng)外排機(jī)制

藥物外排泵是一類存在于細(xì)菌細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)。研究表明，許多細(xì)菌均可通過(guò)其自身的外排泵系統(tǒng)將進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的四環(huán)素鎂離子伴隨H+的內(nèi)流而轉(zhuǎn)運(yùn)到胞外，使得胞內(nèi)的四環(huán)素濃度降低而表現(xiàn)出耐藥性[9]。革蘭氏陽(yáng)性和陰性菌共計(jì)有26種不同類型的外排泵，其中針對(duì)于四環(huán)素類藥物的有18 種。此外，革蘭氏陰性菌的四環(huán)素外排泵通常含有12 個(gè)跨膜區(qū)。四環(huán)素的外排泵主要分布于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)膜的磷脂雙層結(jié)構(gòu)上，但是關(guān)于其具體的分子結(jié)構(gòu)目前還未被解析，有研究人員基于其它已知的轉(zhuǎn)運(yùn)體推測(cè)四環(huán)素外排泵的分子結(jié)構(gòu)可能是一個(gè)含水的由6 個(gè)跨膜組成的螺旋狀通道[5]。

2.2 核糖體保護(hù)機(jī)制

四環(huán)素類藥物對(duì)細(xì)菌進(jìn)行殺滅作用可通過(guò)與細(xì)菌內(nèi)的核糖體結(jié)合，從而干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的正常翻譯過(guò)程以此來(lái)發(fā)揮抗生素的作用。四環(huán)素類藥物之所以能夠進(jìn)入胞內(nèi)與核糖體結(jié)合主要是由于細(xì)菌核糖體上有四環(huán)素類藥物的tRNA 結(jié)合位點(diǎn)。同源氨基?；?tRNA 與mRNA 受體位點(diǎn)（A-site）頂端。通過(guò)四環(huán)素類藥物與細(xì)菌核蛋白的30S 亞單位結(jié)合，這種有約束力的結(jié)合阻斷氨基?；?tRNA的對(duì)接，從而抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成。四環(huán)素通過(guò)革蘭氏陰性菌的外膜孔進(jìn)入到含有二價(jià)Mg2+的細(xì)菌細(xì)胞中，其次是通過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞膜上的無(wú)金屬抗生素的被動(dòng)擴(kuò)散作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。因此，四環(huán)素與二價(jià)金屬的結(jié)合對(duì)抗生素進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞和靶向作用到細(xì)菌核糖體上是至關(guān)重要的。而核糖體保護(hù)是由核糖體保護(hù)蛋白介導(dǎo)的。核糖體保護(hù)蛋白是一種與延伸因子同源的GTP 酶，其與四環(huán)素修飾的翻譯核糖體結(jié)合，并在核糖體中捕捉四環(huán)素，從而使細(xì)菌蛋白質(zhì)的翻譯得以繼續(xù)[10]。

3 科學(xué)應(yīng)對(duì)策略

歷史表明，抗生素的發(fā)現(xiàn)和耐藥性的出現(xiàn)是齊頭并進(jìn)的。四環(huán)素類藥物的廣泛使用及存在為耐藥性的產(chǎn)生提供了機(jī)會(huì)。為避免耐藥性的產(chǎn)生，可做到以下幾點(diǎn)：（1）針對(duì)性用藥，減少?gòu)V譜抗生素的使用；（2）嚴(yán)禁在飼料或飲用水中預(yù)防性添加抗生素；（3）輪換用藥，減少同一類藥物的長(zhǎng)期頻繁使用；（4）在癥狀好轉(zhuǎn)后增加鞏固性用藥，防止出現(xiàn)由病原菌消滅不徹底導(dǎo)致再次致病的現(xiàn)象；（5）清除環(huán)境中殘留的四環(huán)素類藥物，減少環(huán)境耐藥菌的產(chǎn)生[11,12]。

4 展望

現(xiàn)如今，大量抗生素的濫用導(dǎo)致耐藥細(xì)菌的產(chǎn)生，甚至于可以威脅到人類健康的超級(jí)細(xì)菌，多重耐藥和高水平耐藥等問(wèn)題日益嚴(yán)重。臨床上對(duì)細(xì)菌性疾病不恰當(dāng)?shù)闹委熀涂股貫E用是造成耐藥菌普遍存在的罪魁禍?zhǔn)?。因此，世界各?guó)紛紛開(kāi)始禁止在飼料中添加抗生素作為預(yù)防性用藥和限制抗生素在臨床治療中的用量。進(jìn)一步深入探究四環(huán)素類抗生素耐藥性產(chǎn)生的原因和內(nèi)在規(guī)律有助于指導(dǎo)臨床合理規(guī)范使用抗生素，進(jìn)而有利于保障動(dòng)物源性食品安全。 □