耐藥菌的研究進(jìn)展

耐藥菌的研究進(jìn)展

根據(jù)該報(bào)告，美國2001年的土霉素產(chǎn)量為15200kg。歐共體每年抗生素的消耗量達(dá)5000t。在肯尼亞每年有14.6t的抗生素用于畜禽生產(chǎn)。我國也是世界上四環(huán)素類抗生素的生產(chǎn)、使用和銷售大國,并有數(shù)據(jù)表明,藥物處方中西方國家抗生素比例為30%,而我國占70%,而且我國抗生素使用濫用情況嚴(yán)重。2005年化學(xué)工業(yè)學(xué)會和制藥工業(yè)學(xué)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,我國每年抗生素原料生產(chǎn)量約為21萬噸。隨著抗生素在臨床醫(yī)學(xué)、畜禽業(yè)等方面的濫用,細(xì)菌在環(huán)境選擇壓力下產(chǎn)生了耐藥性,以及可能通過質(zhì)粒和整合子等廣泛傳播,導(dǎo)致耐藥菌的出現(xiàn)。目前有研究顯示出現(xiàn)了五耐、十耐、十幾耐、甚至二十幾耐的多重耐藥菌。而且一旦這些耐藥菌攜帶的耐藥基因傳播到致病菌上,并感染人群,將對人群構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。1細(xì)菌耐藥性增加細(xì)菌耐藥性的出現(xiàn)是由于細(xì)菌長期在抗生素的選擇壓力下產(chǎn)生的,由此也就產(chǎn)生了耐藥菌。耐藥菌的發(fā)展相當(dāng)迅速,1939年青霉素大批量生產(chǎn),1943年就有耐藥菌出現(xiàn)。另據(jù)報(bào)道,1954年在美國首次合成萬古霉素,在1986年就出現(xiàn)了萬古霉素耐藥腸球菌。在法國,1992年耐藥性肺炎球菌的比率為18.9%,到了1994年時(shí)就達(dá)到了49.6%。由于具有耐藥性細(xì)菌的迅速出現(xiàn),往往使人們措手不及,剛剛開發(fā)出來的抗生素可能就已經(jīng)失效,因此給臨床醫(yī)學(xué)、畜牧業(yè)等帶來了諸多麻煩,而且也威脅到了人類的健康和生命安全。比如耐藥細(xì)菌感染導(dǎo)致病人的病程延長,藥費(fèi)增加,也會給畜牧生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。又比如臨床使用的沙星類藥物,20世紀(jì)80年代初期時(shí)使用,沒過多久細(xì)菌就產(chǎn)生耐藥性了。美國伊利諾伊大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的,土壤和農(nóng)田地下水中的細(xì)菌耐藥性基因來自豬的腸道菌。而耐藥基因可以長期存在于土壤和水生細(xì)菌中,可能會傳播到毒性更強(qiáng)的細(xì)菌身上。如果人飲用這樣的水或食用農(nóng)田里的稻谷,都有可能將毒性強(qiáng)的耐藥細(xì)菌傳播到人類。而且人類處于食物鏈的頂端,會受到來自各個(gè)方面的耐藥菌的富集,從而可能使人類由一個(gè)純基因庫轉(zhuǎn)變成一個(gè)耐藥基因庫,到那時(shí)可能就會面臨抗生素治療束手無策的局面。2抗癲癇藥物的分布2.1品種豐富的耐熱大腸菌群隨著人和畜禽糞便的排放,醫(yī)院廢物的填埋,其中殘留的抗生素也會排放到環(huán)境,再經(jīng)過滲透、雨淋等,導(dǎo)致部分抗生素轉(zhuǎn)移到水體,水體中的細(xì)菌在抗生素的持久選擇壓力下產(chǎn)生了耐藥性。Rice等在西班牙的某屠宰場中檢測到動(dòng)物的糞便里含有耐萬古霉素腸球菌,鴨子的糞便里含有的耐萬古霉素腸球菌最多,占總數(shù)的61%,人類的糞便里含有的耐萬古霉素腸球菌占總數(shù)的9%。Toye等的研究也提到了這一點(diǎn)。劉小云等對水環(huán)境中耐熱大腸菌群的抗生素耐藥性進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示:醫(yī)院污水污染地表水分離出的耐熱大腸菌群中均100%耐青霉素(PEN)、耐紅霉素(EM)和耐鏈霉素(SM);屠宰場下游地表水和畜禽養(yǎng)殖場下游地表水分離出的耐熱大腸菌群中100%耐青霉素(PEN),97%耐紅霉素(EM),87%耐鏈霉素(SM);污水處理廠進(jìn)水分離出的耐熱大腸菌群中均100%耐青霉素(PEN)和耐紅霉素(EM),80%耐鏈霉素(SM);污水處理廠出水分離出的耐熱大腸菌群中均100%耐青霉素(PEN)和耐紅霉素(EM),92%耐鏈霉素(SM)。2.2對農(nóng)業(yè)土霉素細(xì)菌的誘導(dǎo)污水處理廠處理后的剩余污泥、家畜養(yǎng)殖場所排放的糞便等都含有抗生素,且部分主要用作農(nóng)業(yè)肥料,從而可能導(dǎo)致其殘留的抗生素進(jìn)入土壤環(huán)境;此外,經(jīng)過徑流與滲透,地表水體中的耐藥菌也可能進(jìn)入土壤中,共同對土壤中的細(xì)菌產(chǎn)生作用,形成土壤中的耐藥菌。章明奎等對土壤可培養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行土霉素誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)土霉素添加濃度大于4mg/kg時(shí),一次處理就可誘導(dǎo)土壤可培養(yǎng)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性;當(dāng)土霉素濃度為3mg/kg時(shí),二次處理可誘導(dǎo)土壤可培養(yǎng)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性;當(dāng)土霉素濃度為2mg/kg時(shí),5次處理可誘導(dǎo)土壤可培養(yǎng)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。因此如果長期施用含土霉素的畜禽糞,將導(dǎo)致土壤土霉素抗性細(xì)菌的出現(xiàn)。Sengel?v等對施用了豬糞水的農(nóng)田的可培養(yǎng)土壤細(xì)菌進(jìn)行了針對四環(huán)素、紅霉素和鏈霉素的抗性篩選研究,結(jié)果顯示:未施用豬糞水的農(nóng)田中耐四環(huán)素細(xì)菌數(shù)為2.87×107±4.45×106CFU/mL,耐紅霉素細(xì)菌數(shù)為1.35×106±2.4×105CFU/mL,耐鏈霉素細(xì)菌數(shù)為3.35×107±4.95×106CFU/mL;而施用豬糞水的農(nóng)田中耐四環(huán)素細(xì)菌數(shù)為8.75×107±3.75×107CFU/mL,耐紅霉素細(xì)菌數(shù)為1.45×106±1.07×106CFU/mL,耐鏈霉素細(xì)菌數(shù)為4.60×107±1.13×107CFU/mL。與Agers?等的研究結(jié)果相似。2.3耐藥菌的產(chǎn)生及細(xì)菌分布空氣中耐藥菌的數(shù)量和占總菌數(shù)的比例,與當(dāng)?shù)厝祟惢顒?dòng)頻度有密切關(guān)系,也與當(dāng)?shù)蒯t(yī)院、畜禽養(yǎng)殖場的位置等有關(guān)。醫(yī)院和畜禽養(yǎng)殖場舍耐藥菌都會以氣溶膠的形式向空氣中擴(kuò)散,且這些耐藥菌的存活時(shí)間都較長。醫(yī)院耐藥菌氣溶膠來源于揮發(fā)、病人呼吸等形式,并向空氣中傳播。畜禽舍耐藥菌氣溶膠主要來源于動(dòng)物本身,其通過排泄物、體表以及呼吸向周圍環(huán)境散發(fā)耐藥菌,從而形成了空氣中的耐藥菌。Brooks等對禽舍內(nèi)糞便揮發(fā)出來的生物氣溶膠中的細(xì)菌進(jìn)行抗生素抗藥性的研究,結(jié)果表明:有幾乎66%的細(xì)菌對至少一種抗生素有耐藥性,有幾乎51%的細(xì)菌具有多重耐藥性。周繼平等對空氣中耐藥菌株分布情況進(jìn)行了調(diào)查,結(jié)果顯示:在四種抗生素種類中,耐大內(nèi)環(huán)酯類抗生素耐藥菌數(shù)最高,占到14.50%;耐林可霉素類抗生素耐藥菌數(shù)占到12.27%;耐青霉素類抗生素耐藥菌數(shù)占到3.22%。3細(xì)菌耐藥基因細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生一般是染色體上DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生突變、插入或缺失,致使其轉(zhuǎn)錄出的結(jié)構(gòu)蛋白也隨之發(fā)生改變,從而對抗生素產(chǎn)生了耐藥性。細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生耐藥性的可能機(jī)制具體包括:①細(xì)菌自身產(chǎn)生了可以降解抗生素的酶或鈍化酶,可以改變抗生素的結(jié)構(gòu),使抗生素失效;②突變抗生素的靶位或改變抗生素的靶位的結(jié)構(gòu),使抗生素不能以識別,故而失效;③降低細(xì)胞膜的通透性,使抗生素不能進(jìn)入細(xì)菌內(nèi),從而失去作用;④細(xì)菌產(chǎn)生外排泵,可以將抗生素快速泵出,其泵出速度比流入速度更快,從而不能起到有效的殺菌效果。基因突變引起的細(xì)菌耐藥性是不可傳播的,而獲得的外源耐藥基因是可以傳播的,大多數(shù)細(xì)菌耐藥是由后者引起的。在環(huán)境中,細(xì)菌往往通過質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子、噬菌體等方式傳播或交換所攜帶的某些基因,使得獲得外源耐藥基因的菌群能更能適應(yīng)環(huán)境。這也讓人聯(lián)想到,最初耐藥基因可能起源于少數(shù)抗生素產(chǎn)生菌或細(xì)菌自身基因的隨機(jī)突變,接著在抗生素所形成的選擇壓力下,只有獲得耐藥基因的細(xì)菌才能生存,并初步繁衍成為耐藥亞群,最終在抗生素持續(xù)選擇壓力下,產(chǎn)生了持久耐藥性。Soda等研究了投加含多重耐藥質(zhì)粒RP4的大腸桿菌的兩種活性污泥,結(jié)果顯示質(zhì)粒RP4從攜帶者大腸桿菌C600到活性污泥中的傳輸率分別為5.1×10-2~7.5×10-1和4.6×10-3~1.3×10-2,并且所有的轉(zhuǎn)錄結(jié)合子都擁有質(zhì)粒RP4。楊平滿等研究得出:質(zhì)粒的交換、轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座作用、整合子及其他一些機(jī)制有利于耐藥基因在不同質(zhì)?；蛸|(zhì)粒與染色體間移動(dòng)交換導(dǎo)致細(xì)菌單藥耐藥、多重耐藥,垂直傳代、多菌種播散,加快耐藥株的形成蔓延。吳聰明等的研究也得出相似的結(jié)論。4細(xì)菌耐藥性的檢測方法4.1幾種常用病毒檢測方法臨床手工細(xì)菌鑒定和細(xì)菌藥敏實(shí)驗(yàn),是臨床上尤其在中小醫(yī)院應(yīng)用最廣泛的方法。藥敏方法包括紙片擴(kuò)散法(實(shí)驗(yàn)室里使用較普遍)和抗生素稀釋法(MIC法)等。紙片擴(kuò)散法一般采用美國的K-B瓊脂擴(kuò)散法。這些方法的特點(diǎn)是方便、易操作、成本低,而且靈活性強(qiáng)。測定的細(xì)菌和藥物可靈活選擇。其缺點(diǎn)是操作煩瑣、經(jīng)驗(yàn)依賴性強(qiáng)、價(jià)格也比較貴。不能滿足臨床治療的需要。4.2細(xì)菌耐藥性分析目前,利用基因檢測方法對細(xì)菌進(jìn)行種屬鑒定所涉及的基因包括細(xì)菌16srRNA基因或5srRNA序列、HSP基因家族、gyrB基因以及細(xì)菌特異基因等。主要是因?yàn)閞RNA存在于所有生物中,在生物進(jìn)化過程中其功能保持不變。Anthony等利用細(xì)菌23srRNA的可變區(qū),使產(chǎn)生的產(chǎn)物與寡核苷酸芯片進(jìn)行雜交,來鑒定細(xì)菌菌種。應(yīng)用在細(xì)菌耐藥性檢測中的常用分子生物技術(shù)有單重PCR法、直接DNA探針法、多重PCR法、實(shí)時(shí)熒光PCR、基因芯片等。Huletsky等設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)熒光多重PCR方法,對含各種混合葡萄球菌的臨床標(biāo)本進(jìn)行了檢測,檢測結(jié)果顯示能夠確定其中的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。Tenover報(bào)道了可以利用DNA探針找到抗微生物的抗藥性基因。vanHoek等用基因芯片檢測出了沙門氏菌中氨基糖苷類、β-內(nèi)酰胺類、氯霉素類、磺胺類、紅霉素及整合子的分布情況。余澤波等利用RT-PCR的方法檢測多重耐藥基因的表達(dá)情況進(jìn)行研究,研究結(jié)果證實(shí)了耐藥傷寒沙門氏菌中的外排基因acrB表達(dá)明顯增強(qiáng)了。5預(yù)防、預(yù)防和預(yù)防藥物環(huán)境污染,反對人體安全性不由于人畜禽抗生素的濫用,加快了耐藥菌的產(chǎn)生,水體、空氣、土壤等環(huán)境提供