耐药性大肠杆菌研究进展

耐药性大肠杆菌研究进展

发表时间：2011-11-24T09:37:43.363Z 来源：《中外健康文摘》2011年第31期供稿作者：刘坤友

[导读] 由于大量使用以及滥用抗生素，大肠杆菌对抗生素的耐药性已经非常严重。

刘坤友（柳江县人民医院广西柳江 545100）

【中图分类号】R37【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2011）31-0119-03

大肠杆菌是最常见的微生物之一，在自然界广泛分布，在人和动物体内也存在。它具有生长快、易培养、易变异等特点。大肠杆菌易感人群是婴幼儿、老年人、旅游者等[1]。2006年全国9个城市13家三甲医院总结的院内感染致病菌常见的病因构成为：葡萄菌属占

19.2%，绿脓杆菌占13.8%，克雷伯菌属占13.4%，大肠杆菌占12.2%，不动杆菌属占9.7%，肠球菌属占6.1%，其他致病菌占25.6%[2]。可见大肠杆菌是感染性疾病的主要病原菌之一，其感染主要导致腹泻、出血性结肠炎(hemorrhagic colitis，HC)，并经常伴发溶血性尿毒综合征(Hemolytic ruemic syndrome，HUS)、血栓形成的血小板减少性紫癜(thrombotic thrombocytopenic purpura，TTP) 等并发症[1]。2006年美国大肠杆菌的感染率稍有上升(3.4例/10万人)，其中O157:H7血清型大肠杆菌逃脱消毒剂的作用和荧光的检测现在已经在美国、英国、加拿大等国家局部流行；我国福建、浙江、广东、广西、河北、宁夏等省均有O157 : H7血清型大肠杆菌发现，严重威胁着人类的生命健康[3]。2006年冬天我国腹泻的病例大幅度增加，卫生部已经紧急通知要及时上报腹泻病例，对腹泻病例加以监控，并对病因进行了调查研究，有些是由诺瓦克病毒感染，有些是病因不明。大肠杆菌也是引起腹泻的主要病原菌之一，此次腹泻是不是与大肠杆菌有关，还没有权威部门进行排除。可见近年来大肠杆菌感染常有发生，感染率逐渐升高，感染率上升势必造成抗生素的大量使用，因此耐药性问题也随之日益严重。

一、大肠杆菌对喹诺酮类药物的耐药性研究

由于大量使用以及滥用抗生素，大肠杆菌对抗生素的耐药性已经非常严重。2005年桓新，马颖等[4]人调查6类抗生素的耐药性，大肠杆菌对其耐药率高低顺序为：青霉素类（青霉素99.05％)、大环内酯类（红霉素79.72％)、氨基糖甙类（链霉素48.98％，庆大霉素

43.88％)、氯霉素41.84％、喹诺酮类（氧氟沙星37.76％，诺氟沙星36.02％)、头孢类(先锋 V9.18％，先锋必素6.12％)。对三类以上抗生素均耐药的占71.0％，耐药谱以青霉素类、大环内酯类、氨基糖苷类为主。因此选用敏感药物是以头孢类和喹诺酮类为主，而且由于喹诺酮类有毒副作用小，结构简单，给药方便，价格适中等特点，现在使用量已经超过头孢类药物，但是耐药率也逐渐升高，我们必须控制此类药物的耐药性。

随着上世纪60 年代第一代喹诺酮类药物的发现，人们打开了喹诺酮系列药品的大门[5]。萘啶酸是第一个报道的治疗革兰阴性杆菌引起的泌尿道感染的药物，第二代喹诺酮药物是氟喹诺酮类，其以结构中含氟原子为特征。目前主要有环丙沙星、诺氟沙星和氧氟沙星等。它们对G+或G-菌引起的泌尿生殖道、呼吸道、胃肠道、软组织感染以及性传播疾病的病原菌有广谱抗菌活性。但是由于长期使用喹诺酮类药物，大肠杆菌在选择性压力下不断发展其耐药机制，造成日益严重的耐药问题，给临床治疗带来很大的困难。国内治疗显示，环丙沙星对大肠杆菌的抑菌率1988年为100%，1995年为60%，2005年为10%。这与大肠杆菌对氟喹诺酮类容易产生耐药性有关，但也与近年来临床以及养殖业滥用此类抗生素有关[6]。我国每年生产的700吨喹诺酮，仅这一种抗生素就有一半用于养殖业。由于动物源细菌的耐药性升高也促使了人类源性细菌耐药率的升高。正因为细菌在喹诺酮类药物之间有交叉耐药性 [7] ，近年多个大医院ICU报告大肠杆菌耐环丙沙星者高达70%以上，甚至更高。大肠杆菌的耐药性日益严重, 其药敏谱越来越窄，可选择药物的余地也越来越小。随着多重耐药增加，联合用药的效果必然也越来越差，严重影响了临床治疗效果，增加了治疗成本，同时缩短了新药的应用周期，增加了新药的研究与开发成本，耐药性通过多种途径造成的交叉传播，直接对人类的健康构成严重威胁[8，9]。因此解决大肠杆菌对喹诺酮类药物的耐药性问题已经刻不容缓。

二、大肠杆菌对喹诺酮类药物产生耐药性机制研究

抗生素之所以有杀菌、抑菌作用，是与细菌不同部位上的靶位蛋白结合，抑制其功能而生效。细菌可以通过不同方式改变靶位蛋白结构，使抗菌药与其结合力下降或不能结合而出现耐药。DNA回旋酶和拓扑异构酶Ⅳ是喹诺酮类药物的主要作用靶位。DNA回旋酶是由2个A 亚基和2个B亚基构成的四聚体，分别由gyrA和gyrB基因编码。DNA回旋酶是Ⅱ型拓扑异构酶的一种，在DNA的复制过程中此酶结合到双链DNA环的其中一环上造成一缺口，允许另一DNA环由此穿过，然后连接DNA链，再生DNA环[10] 。喹诺酮类药物主要是通过干扰DNA回旋酶阻止DNA环的重新连接从而抑制DNA的合成起作用，DNA双链的解链和DNA合成的抑制对于细胞来说是致命的[11] 。从大肠杆菌的基因组学来说，喹诺酮类药物的最主要的靶位蛋白是DNA回旋酶，尤其是gyrA基因改变最常见，其次是gyrB，gyrB突变促进gyrA突变耐药性的产生。目前尚无资料表明gyrB突变作为独立的耐喹诺酮类的机制。拓扑异构酶Ⅳ是由2个C基因和2个E基因组成的四聚体，分别由parC和parE基因编码，与DNA回旋酶的同源性很强，对DNA的作用机制与DNA回旋酶几乎相同。gyrA和parC的N 末端均有与喹诺酮耐药决定区域(quinolones resistance determining regions,QRDR) 有关的区域，在此区发生氨基酸的替代影响了喹诺酮类药物与酶结合的紧密关系，从而使其耐药性增加[12]。可见大肠杆菌对喹诺酮类药物产生耐药性突变的主要基因是gyrA。如果能够抵抗gyrA基因发生耐药性突变或者诱导gyrA进行回复突变，对控制耐药性的产生以及有效治疗大肠杆菌感染性疾病意义重大。

三、研究农村地区耐药性大肠杆菌gyrA基因突变特点的意义及展望

由于滥用抗微生物药物，加快了微生物耐药基因蔓延的速度。而不同地区人群用药不同，可能产生的耐药不同，对抗耐药的作用也会不一样。但不管如何，耐药性的产生，使患者不能得到有效的治疗，延长患病时间，增加患者死亡的危险性，使流行病发生的时间更长，使其他人感染的危险性增大，使抗感染的费用急剧增加。对耐药菌治疗的所需费用为敏感菌的100倍，如美国因耐药性而使抗感染每年多花400亿美元，其中仅因耐药金黄色葡萄球菌所致感染每年要多花费1.22亿美元，院内感染每年要多花费45亿美元[13]。虽然没有确切报告因大肠杆菌耐药付出的沉重代价，但是大肠杆菌也是主要的院内感染病原菌之一，其所造成的经济损失是可想而知的。因此能对不同地区的耐药特点做出有针对性的研究，对抗耐药的药物选择就会有针对性，对治疗的效果也将有很大的帮助。

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