【摘要】 細菌對抗菌藥物的耐藥性機制是生物醫藥研究的重要領域。2006年抗菌藥物耐藥機制研究在多方面有重要的發現，如對細菌藥物主動外排泵的藥物轉運結構機制的深入了解及發現新的藥物泵或新的泵調控表達機制，發現了喹諾酮類藥物修飾酶、質粒介導的喹諾酮耐藥性在世界范圍內的出現，對金葡菌耐藥機制的進一步認識與發現新型抗多重耐藥革蘭陽性球菌的platensimycin，鮑曼不動桿菌基因多重耐藥島的發現，新型β內酰胺酶的繼續出現以及超廣譜β內酰胺酶開始從食用動物或寵物分離的細菌中證實。本文還討論了2006年中國細菌耐藥機制研究的一些重要結果。這些研究成果繼續提示細菌對不同抗菌藥物的多種耐藥保護機制及細菌本身基因結構的多樣性與可移動性使其能進化產生新的耐藥機制以適應抗菌藥物的作用。嚴謹合理地應用抗菌藥物以最大限度地減少細菌耐藥性發生及傳播和延長抗菌藥物的療效周期是人類所面臨的長期挑戰。

【關鍵詞】 耐藥機制 多重耐藥性 外排泵 qnr質粒 喹諾酮修飾酶 β內酰胺酶 Platensimycin

Progress in studying mechanisms of antimicrobial resistance

ABSTRACT Studies on mechanisms of antimicrobial resistance in bacteria continue to be a key area in biomedical sciences. This has been demonstrated in the advances achieved in 2006， which are attributed， for example， to the following aspects: structural elucidation of the transport mechanisms of multidrug resistance transporters with identification of novel drug efflux pumps or of novel regulatory mechanisms of drug pumps， discovery of a quinolonemodifying enzyme， the worldwide emergence of plasmidmediated quinolone resistance， further understanding of staphylococcal resistance and the discovery of platensimycin active against multidrug resistant grampositive cocci， identification of a resistance genomic island in Acinetobacter baumannii， characterization of novel βlactamases， and emergence of extendedspectrum βlactamases in animalderived bacteria. Key observations from the studies in 2006 in China are also described. The results presented continue to demonstrate the evolutionary capability of bacteria in their adaptation to various antimicrobials via perse and mobile genetic elements. Prudent use of antimicrobial drugs for minimizing the further emergence and dissemination of antimicrobial resistance and prolonging the life span of antimicrobial drugs is certainly a daunting longterm challenge.

KEY WORDS Resistance mechanisms; Multidrug resistance; Efflux pumps; qnr plasmids; Quinolonemodifying enzyme; βLactamases; Platensimycin

細菌對抗菌藥物的耐藥性系全球性和區域性問題，給抗感染治療帶來了嚴峻挑戰。在美國舉行的“抗菌藥物耐藥性2006年年會”上，哈佛大學Moellering Jr.教授以“抗菌藥物耐藥性：下一個大流行(Antimicrobial Resistance: The Next Pandemic)”為題的會議開場報告再次佐證了可能進一步加劇的抗菌藥物耐藥性的嚴重問題，同時也提示了耐藥性研究的重要意義。以“Antimicrobial”和“Resistance”為關鍵詞在PubMed文獻庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/，截至2006年11月30日)能檢索到近1500篇2006年發表的相關文獻。在中國，包括《中國抗生素雜志》在內的相關學術刊物也發表了不少細菌耐藥性的研究論著。已有的研究明確顯示獲得性耐藥細菌在全球范圍呈增高趨勢，且在局部地區一些耐藥菌感染甚至面臨無有效治療藥物可選擇。臨床分離的大量耐藥菌株似乎又為耐藥機制多樣性的研究提供了“必要的”實驗材料，但這些材料的獲得卻可能是以相應感染性疾病的無效治療為代價。

近年來抗菌藥物耐藥機制的研究揭示了新型耐藥機制或者對已知的耐藥機制又有了更深入的了解，這些進展無疑為認識耐藥菌或耐藥性基因傳播的流行病學與抗菌藥物的研發提供了重要信息。在2006年，抗菌藥物耐藥機制研究有多方面的重要報道，及時了解這些研究進展有助于思考相關的研究內容與方向。本文擬對2006年的主要耐藥機制研究包括中國的相關研究進展作一回顧。

1 藥物主動外排泵結構與作用機制

屬于耐藥生節分裂(resistancenodulationpision，RND)家族的藥物外排泵已知在大腸埃希菌(如AcrABTolC)與銅綠假單胞菌(如MexABOprM)等革蘭陰性菌的多重耐藥性中起重要作用，這也是過去10余年來細菌多重耐藥性機制研究的重點［1～4］。RND外排泵系統常由操縱子基因編碼，由質膜(內膜)外排泵(即轉運體，如AcrB)、膜融合蛋白(如AcrA)及外膜通道蛋白(如TolC)組成，以質子驅動力(H+)為能源外排藥物。近年對AcrABTolC外排系統的AcrB轉運體在有無藥物底物/配體存在下的蛋白結構的深入分析已開始對外排泵的藥物轉運功能機制有了具體了解［5～7］。

2006年幾乎在同一時間兩個獨立研究小組分別在《Nature》和《Science》上發表了根據蛋白晶體結構所獲知的類似的外排泵轉運藥物機制的研究結果，提出了AcrB外排泵與藥物底物進行有序結合，使AcrB蛋白的3個原聚體(protomers)分別經歷藥物“進入(access)”、“結合(binding)”及“泵出(extrusion)”的結構變化，形成了功能復雜的三步驟旋轉外排機制或蠕動泵機制(圖1I)［8～10］。這是藥物外排機制研究的最新發展，對認識細菌RND及其它類型藥物泵的主動外排機制有普遍意義。2006年另一突破性相關研究是金葡菌多重耐藥ATP結合盒(ATPbinding cassette，ABC)轉運體Sav1866的蛋白結構［11］。ABC家族的藥物轉運體是細菌眾多藥物外排泵的一部分，在形成有臨床意義的細菌耐藥性方面似乎作用有限［1］，但是Sav1866轉運體與重要的人類多重耐藥性蛋白MDR1(P糖蛋白或ABCB1)有明顯的蛋白序列的同源性，

I：RND家族大腸埃希菌AcrABTolC外排系統藥物外排機制

(2006年［8～10］)，圖中上部分顯示外排泵AcrB的3個原聚體中處于藥物結合(B)和藥物泵出(E)狀態的2個原聚體，未顯示藥物進入(A)狀態的另1個原聚體， 藥物可能是由質膜的周質側進入泵的結合位點； 圖中下部分從橫面顯示AcrB泵3個原聚體外排藥物的3個狀態，即藥物進入(A)、結合(B)和泵出(E)， 其循環可能形成了以質子驅動力(H+)為能源的泵的旋轉外排藥物機制［8～10］；

II：ABC家族金葡菌以ATP為能源的Sav1866多重藥物轉運體外排藥物機制(2006年；詳見正文)［10，11］；

III：作為比較，包括了RND家族多重藥物泵系統機制的最初模型圖(1994年［13］)。親水與疏水兩性藥物分子(圖中的黑白菱形)可能分別由質膜內外側進入轉運體(如AcrB)，并通過與輔助連接蛋白(如AcrA)和外膜通道蛋白(如TolC)形成的轉運復合體將藥物泵至胞外［13，14］。目前的研究提示藥物可能主要由質膜的周質側進入轉運體。

圖1細菌多重藥物主動外排泵結構與外排抗菌藥物

機制示意圖 (改自

值得一提的是，李顯志等［12～14］在研究銅綠假單胞菌多重天然耐藥性時于1994年首次提出了RND藥物外排泵系統機制模型(圖1III)，而在此論文稿［12，13］的評審過程中曾受到高度質疑，某些審稿者對于細菌藥物泵的極廣的針對多類化學結構各異的底物特異性或者說“非特異性”的實驗結果難以置信［15］。如β內酰胺類抗生素的作用靶位(青霉素結合蛋白)位于細菌質膜的外側，且某些β內酰胺抗生素甚至較難跨越質膜屏障，似乎不能用位于質膜的外排泵解釋多重藥物的耐藥性［13］。但是歷經10余年的深入系統研究［1］，已從外排泵蛋白結構及與抗菌藥物相互作用上對藥物外排機制有了較深入的認識，并已促使研發藥物外排泵抑制劑［16，17］。

2006年對于已知的藥物外排泵又有了新的研究，如對MexABOprM的調控研究表明該泵的表達除分別獨立地受阻遏子MexR(nalB基因型)直接抑制或NalC的間接抑制外［1］，最近又發現了第二個直接抑制mexABoprM表達的阻遏子NalD［18］，表明外排泵調控的復雜性。

迄今為止，已知的上百種細菌的基因文庫序列均證實藥物外排泵廣泛存于各種細菌(http://www.membranetransport.org)。但是，單一的核苷酸序列或蛋白同源比較僅能初步提示藥物泵的可能存在與否，而確認具體藥物外排泵的表達與功能則要求以分子生物學與生物化學實驗進行驗證。2006年確證的藥物外排泵包括：脆弱擬桿菌的BmeABC［19］、類鼻疽伯克菌的BpeEFOprC、產氣腸桿菌的EefABC［20］、克雷伯菌的KmrA［21］、金葡菌的MdeA［22］、NorC［23］和SdrM［24］和單核細胞增生癥李斯特菌的MdrL與Lde［25］等。細菌常同時存在多種藥物外排泵系統，但其作用可能不僅是外排藥物，而且可能具有非耐藥性的功能，這已經受到關注［26］。

2 喹諾酮類修飾酶與質粒介導的喹諾酮類藥物耐藥性

產生藥物修飾酶如氨基糖苷修飾酶是細菌的重要耐藥機制。2006年所報道的喹諾酮類修飾酶介導的對部份喹諾酮類藥物的耐藥性顯然是耐藥機制的重要發現之一［27］。Hooper的實驗小組［27］發現變異的AAC(6′)Ibcr氨基糖苷乙酰轉移酶具有了更廣的底物范圍，能修飾滅活氨基糖苷類和喹諾酮類兩類化學母體結構各異的藥物，但該酶對氨基糖苷類的乙酰化作用仍強于喹諾酮類。這種變異酶是AAC(6′)Ib僅發生Trp102Arg和Asp179Tyr兩個氨基酸殘基改變，介導了對諾氟沙星和環丙沙星的耐藥性(MIC增加2～4倍)。在大腸埃希菌表達時該酶未影響細菌對乙酰環丙沙星、恩氟沙星、培氟沙星、左氧氟沙星及gemifloxacin(吉米沙星)的敏感性。對313株耐環丙沙星(MIC≥0.25μg/ml)及降低了對頭孢他啶敏感性的腸道桿菌(主要為大腸埃希菌)分析，發現一半的受檢測菌株存在aac(6′)Ib基因，其中有28%產生變異的AAC(6′)Ibcr，并導致了對環丙沙星的低程度耐藥［28］。喹諾酮類系全合成藥物，其修飾酶的發現具有重要的臨床意義，aac(6′)Ib的變異基因已有30種以上［27］，設計新型喹諾酮藥物應該考慮到潛在的酶修飾滅活機制。

相關的另一重要研究是近年來在世界范圍內所證實的質粒介導的喹諾酮耐藥性(plasmidmediated quinolone resistance，PMQR)［29，30］。事實上，上述喹諾酮修飾酶就是在研究上海分離的喹諾酮耐藥質粒時所發現［27，31］。攜帶qnr基因的喹諾酮耐藥質粒于1998年在美國確證，現qnr質粒已在世界范圍流行。qnr編碼一種屬于五肽重復家族(pentapetide repeat family)的蛋白Qnr，其作用機制是保護DNA回旋酶免受喹諾酮藥物的作用［32］。與Qnr蛋白有同源序列的染色體編碼的結核桿菌的喹諾酮耐藥性蛋白MfpA顯示了右手四邊形β螺旋結構，類似于B型DNA［33］。Qnr與傳統的染色體介導的耐藥機制(即靶位改變和藥物外排泵)發揮明顯的協同作用［29］。

李顯志曾于2004年結合中國的喹諾酮耐藥性討論了qnr基因的重要意義［34］，后又于2005年再次強調qnr耐藥質粒的嚴重性［29］。此后僅1年余間，又有20余篇相關論著的出版。2006年在美國舉行的“抗微生物藥物與化療學科間會議(ICAAC)”第46屆年會上，已有專題討論qnr，并有多篇PMQR臨床分離菌株報道。依據qnr基因序列與系統分類比較已將Qnr分為3個耐藥決定族，即QnrA(QnrA15)、QnrB(QnrB15)和QnrS(QnrS15)［30，35］。qnr質粒已證實存在于多種革蘭陰性菌，包括肺炎克雷伯菌(最先確認菌)、大腸埃希菌、沙門菌、陰溝腸桿菌、變形菌及檸檬酸桿菌等，并分布于美洲、歐洲、亞洲、非洲及澳洲等地區所分離的病原菌中［29，30，36］。中國的上海、安徽、浙江、湖南、廣東、香港和臺灣等均有Qnr報道［29，37～42］。令人關注的是，qnr質粒常同時攜帶整合子、轉座子與多重耐藥基因決定族，特別是與產超廣譜β內酰胺酶(ESBL)的基因相聯系，這有助于耐藥基因在多類不同藥物的選擇壓力下有效地在同一細菌或不同菌屬間水平或垂直傳播［29，39］。此外，已發現同時表達QnrB和QnrS的陰溝腸桿菌(Poirel等.2006.46th ICAAC.C1587)及革蘭陽性腸球菌的染色體qnr類似基因介導的天然耐藥性(Arsene等.2006. 46th ICAAC.C1585)。

3 金葡菌耐藥性

金葡菌在全球范圍有很高的耐藥性發生率，且存在明顯的多重耐藥性，其相應的治療選擇越來越受限。近年來社區獲得耐甲氧西林金葡菌(CAMRSA)更加重了MRSA的危害性［43，44］。2006年報道了一主要流行于美國、加拿大及歐洲的多重耐藥MRSA菌株USA300的全基因序列［45，46］，揭示了USA300存在社區型菌株具有的PantonValentine leucocidin(PVL)基因與腸毒素變異基因以及獨特的由水平傳播獲得的可移動基因要素［精胺酸分解代謝移動要素(Arginine catabolic mobile element，ACME)］，表明普遍存在于表葡菌的ACME已經整合至MRSA。USA300獲得的耐藥與致病毒性基因無疑增強了該菌的致病力和生存力［45］。MRSA的進化受到進一步研究［47］。金葡菌碳源分解代謝蛋白CcpA影響致病和耐藥基因的表達，如CcpA突變株減低了MRSA的耐苯唑西林耐藥水平［48］。MRSA的葡萄球菌染色體盒(SCCmec)已分為5型(I～V)［49］，部份由重組酶基因ccrAB或ccrC決定，但巳發現缺乏ccrAB介導的SCCmec基因切除機制的亞型菌株，這有利于穩定染色體耐藥基因［50］。氯霉素與農用的氟甲砜霉素耐藥金葡菌攜帶的質粒介導的fexA或cfr基因也進一步在動物分離株證實［51］。一σ因子基因(sigB)或葡萄球菌輔助調控子基因(sarA)可影響葡萄球菌天然的多重耐藥性如萬古霉素耐藥性［52］。葡萄球菌受環丙沙星或水楊酸誘導后的基因表達也在最近報道［53，54］，水楊酸可下調藥物泵阻遏子基因mgrA及上述sarA阻遏子基因sarR的表達［54］。

引人關注的是2006年報道的由普拉特鏈霉菌產生的一種名為platensimycin的新抗生素，它的作用靶位是脂肪酸合成中的β酮酰酰載體蛋白縮合酶FabF/B，特異性強，對MRSA及耐萬古霉素腸球菌有獨特的抗菌作用，與其它主要抗菌藥物無交叉耐藥［55］。這一報道為目前有限的抗菌藥物研制注入了活力，因為人類已面臨抗菌藥物耐藥的危機［56］，但制藥工業界卻放棄或減少了對新抗菌藥物的研發［57］。同時我們必須面對這樣的抗菌藥物研發歷史，即大部分臨床應用的抗菌藥物是在1941～1968年間發現的，而過去近40年間僅發現了3種具有新型抗菌作用機制的藥物，即口惡唑烷酮類的奈唑酮和脂肽類的達托霉素及上述的platensimycin，前兩者分別于2000年和2003年在美國批準進入臨床應用，用于耐藥金葡菌(包括MRSA或多重耐藥株)等革蘭陽性球菌感染的治療［57～59］。

4 鮑曼不動桿菌多重耐藥性

非發酵革蘭陰性條件致病菌如銅綠假單胞菌、嗜麥芽寡養單胞菌及不動桿菌已成為醫院感染的重要病原菌，它們對多類化學結構各異的抗菌藥物所具有的高度天然與獲得耐藥性給其抗感染治療帶來了嚴重困難［1］。鮑曼不動桿菌耐藥性的研究是近期的研究熱點之一。該菌明顯的多重耐藥性可能與該菌廣泛存在于自然界如土壤中有關，后者存在的抗菌物質可使該菌在進化過程中具有了多種耐藥機制［60］。作為典型的條件致病菌之一，尤其可致住院患者的嚴重感染如醫院獲得性肺炎，而醫院環境中抗生素廣泛應用及其它消毒防腐劑均可能有助于獲得多重耐藥性的形成［1，60］。

在PubMed文獻庫用“Acinetobacter”和“Resistance”關鍵詞共檢索到約1800篇文獻(2006年11月29日檢索)，而約有200篇為近1年內所發表，表明不動桿菌耐藥性已備受關注，并為2006年的數篇綜述所討論［61～64］。中國也有數十篇相關耐藥分離株與耐藥機制的研究文獻。

2006年初報道了鮑曼不動桿菌多重耐藥性的比較基因組學研究［65］，這一重要結果隨即引起學者的關注［66］，并為深入系統探討該菌多重耐藥性奠定了基礎。所研究的多重耐藥株AYE的基因文庫有52個與耐藥性相關的基因，其中7個基因也存在于敏感株SDF，但是該多重耐藥株具有額外的86kb的基因區域，含有多達45個耐藥基因，被稱為“耐藥島”(resistance island)，這是迄今在細菌所發現的最大耐藥基因區域，該區域包括了24個對不同類別抗菌藥物和16個對重金屬鹽或季胺類消毒劑的耐藥基因等(表1)。基因序列與系統分類研究比較提示多數耐藥基因可能源于銅綠假單胞菌、沙門菌或大腸埃希菌。值得關注的是受AdeSR調控的AdeABC外排泵系統［1］僅存在于多重耐藥株，并非位于“耐藥島”區域，提示該系統可能表1鮑曼不動桿菌多重耐藥株耐藥島的耐藥基因*

抗菌藥物耐藥基因編碼蛋白與耐藥表型 β內酰胺類blaOXA10D類β內酰胺酶，除超廣譜頭孢菌素以外的β內酰胺抗生素耐藥性blaVEB1A類β內酰胺酶，對除碳青霉烯類以外的β內酰胺抗生素耐藥性氨基糖苷類aac3乙酰轉移酶，慶大霉素耐藥性aac6′乙酰轉移酶，除慶大霉素以外的氨基糖苷耐藥性aadA1核苷轉移酶，鏈霉素與大觀霉素耐藥性aadDA1核苷轉移酶，鏈霉素與大觀霉素耐藥性aadB核苷轉移酶，慶大霉素、卡那霉素與妥布霉素耐藥性aphA1磷酸轉移酶，阿米卡星耐藥性strA磷酸轉移酶，鏈霉素耐藥性strB磷酸轉移酶，鏈霉素耐藥性氯霉素cat氯霉素乙酰轉移酶，氯霉素耐藥性cmlA主要易化因子家族類藥物外排泵，氯霉素耐藥性cmlA5主要易化因子家族類藥物外排泵，氯霉素耐藥性四環素tetA (2個復制數)主要易化因子家族類藥物外排泵，四環素耐藥性tetR (2個復制數)主要易化因子家族類Tet外排泵的阻遏子，四環素耐藥性利福霉素arr2ADP核糖基化轉移酶，利福平耐藥性磺胺類sulI (5個復制數)突變的二氫葉酸合成酶，磺胺藥物耐藥性甲氧芐啶dhfrI突變的四氫葉酸還原酶，甲氧芐啶耐藥性dhfrX突變的四氫葉酸還原酶，甲氧芐啶耐藥性季胺鹽類消毒劑qacEΔ (4個復制數)小多重耐藥家族類藥物外排泵，季胺鹽類等消毒劑耐藥性

*：本表資料源于參考文獻［1，65，66］，另有14個與重金屬(砷、汞、鉛、鈷、鎘及鋅)鹽類耐受性相關基因未列入表中。

至少是獲得多重耐藥性形成機制之一。敏感株與多重耐藥株同時存在adeIJK等約近40個可能與藥物外排系統結構和調控等有關的基因，其中與RND系統相關的基因24個，這為外排機制的研究提供了重要的信息資料［65］，目前尚不了解相關基因編碼轉運體的底物特異性，需要具體的實驗研究以了解基因的表達與功能。檢測不同基因組的多種不動桿菌已提示AdeABC、AdeDE及新報道的AdeXYZ(即AdeIJK)外排泵系統的分布情況［67］。采用轉座子技術在不動桿菌(A.baylyi)篩選到與天然耐藥性相關的RND外排泵基因［68］。

5 新型β內酰胺酶

產生β內酰胺酶是革蘭陰性菌耐β內酰胺抗生素的主要機制，已報道了400種以上的由質粒或染色體編碼的β內酰胺酶，包括傳統的OXA、PSE、SHV及TEM型酶與新近發現的酶類型如CTXM、GES、IMP、KPC、LEN、OKP、PER、VEB及VIM等(http: //www.lahey.org/studies/和http://www.pasteur.fr/recherche/genopole/PF8/betalact-en.html)。β內酰胺酶的命名可參閱文獻［69］。耐藥菌常可同時表達多種β內酰胺酶［70］，而且日益增多的酶類已從過去主要分布于醫院病原菌開始擴散到社區獲得感染的病原菌，給β內酰胺抗生素的應用帶來了嚴重威脅，也導致住院費用與病死率明顯提高［63］。

CTXM型酶是TEM與SHV類以外的最常見的ESBL，在近年來大量出現［71］，能明顯水解頭孢噻肟，如2006年發現的CTXM40［72］，但其中某些酶水解頭孢他啶的活性更強，如CTXM54［70］。2006年報道了在中國香港分離的產CTXM的沙門菌［73］。OXA型的碳青霉烯酶類也明顯增加，其中一些并廣泛地分布于銅綠假單胞菌及鮑曼不動桿菌［74，75］。2006年報道了伯克菌科的Pandoraea pnomenusa產生的OXA62［76］與黏質沙雷菌SME3碳青霉烯酶［77］。沙門菌也可產生ESBL，如TEM138明顯水解頭孢噻肟和頭孢他啶［78］。凌保東等研究了從四川分離的陰溝腸桿菌的SHV70型新酶，與SHV1比較，該酶因Lue35Gln和Val148Leu變異而形成ESBL，其活性也明顯增加［79］。質粒介導的AmpC是另一備受關注的酶類，不少染色體介導酶的編碼基因已經擴散至與整合子或轉座子相關的轉移性質粒［80］。酶的復雜變異有可能在應用常規標準方法(如CLSI/NCCLS推薦方法)時未能檢測到新的ESBL，如2006年復雜TEM變異酶(CMT)型TEM125的發現［81］。

6 動物細菌超廣譜β內酰胺酶

多類抗菌藥物廣泛地應用于治療或控制食用動物或寵物的細菌感染性疾病，部分抗菌藥物還被用于食用動物的促生長制劑。動物抗菌藥耐藥性對人類醫藥及健康的影響自20世紀60年代起就備受關注與爭論［82，83］。針對抗菌藥物在人類醫學領域以外使用對人類醫藥可能的影響，世界衛生組織國際專家在2005年初按人類健康重要性將抗菌藥物分為“極為重要”、“高度重要”和“重要”3類(http://www.who.int/foodborne-disease/resistance/amr-feb2005.pdf)［84］，其主要目的是促使人類采取危險控制策略防止農畜牧業應用抗菌藥物導致耐藥菌或耐藥基因以及由食物鏈傳播給人。丹麥、美國及加拿大等國已建立了人類與動物國家細菌耐藥性監測網，定期出版監測年報，并在互聯網上公布［如DANMAP(http://www.danmap.org)、NARMS(http://www.fda.gov/cvm/narms-pg.html)及CIPARS(http://www.phacaspc.gc.ca/ciparspicra/index.html)］。

分析動物細菌耐藥性的文獻，在人類病原菌中業已嚴重流行的ESBL似乎極少見于動物分離的相應細菌中，但2006年的文獻開始改變這一現象，如PubMed文獻庫中，2000年及以前僅有2篇文獻報道產生ESBL動物細菌，2001至2005年間有11篇相關文獻，但僅2006年一年間就已有至少10篇文獻研究證實從食用動物或寵物分離到ESBL產生菌株(主要是大腸埃希菌和沙門菌，見李顯志等βLactam resistance and βlactamases in bacteria of animal origin. Veterinary Microbiology已接收，待發表)［85，86］；其中，中國香港從豬、牛及鴿子分離了產CTXM3、CTXM13、CTXM14或CTXM24大腸埃希菌，這些酶由6090kb大小的轉移性質粒所編碼［87］。近幾年動物分離耐藥菌所產的ESBL主要是CTXM型酶類，其次有TEM和SHV型酶。令人關注的是CTXM型酶類作為較新的β內酰胺酶在近幾年也明顯地發現于人類細菌［88］，而人類與動物細菌產生β內酰胺酶的相關性有待應用分子流行病方法學進行充分研究。應當提及，目前對動物耐藥菌的研究遠不如對人類耐藥菌，有必要加強相關研究領域。

7 中國抗菌藥物耐藥性機制的研究

2006年的研究報道繼續顯示中國所面臨的嚴重的細菌抗菌藥物耐藥性問題，如新近發表的2005年CMINET細菌耐藥性監測結果［89］及CTXM型酶在北京臨床分離大腸埃希菌中的流行［90］。一項對中國7個中心社區感染的1615株革蘭陰性菌的調查顯示對環丙沙星、慶大霉素和頭孢噻肟的耐藥率分別為41%、32%和15%，但無亞胺培南或ertapenem耐藥株；肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌的ESBL產生率分別為17%和16%［91］。中國大量的細菌耐藥性研究文獻對全面了解耐藥性狀況及局部地區耐藥性特征與指導臨床用藥有重要意義，但應該加強原創性研究。高細菌耐藥率為中國探討新型耐藥機制提供了有用的實驗材料。以作者之見，似乎簡單地將CLSI細菌敏感與耐藥標準應用于基礎研究中可能無助于了解細菌的“微生物耐藥性”(區別于CLSI所關注的“臨床耐藥性”)。事實上，如以“臨床耐藥性”作為標準，上述的qnr質粒或喹諾酮類修飾酶介導的喹諾酮類耐藥性均難以發現。近幾年包括2006年中國細菌對抗菌藥物耐藥機制研究似乎有以下幾個主要方面：

(1)大量臨床耐藥菌(主要為肺炎克雷伯菌、腸道桿菌與非發酵革蘭陰性菌)產β內酰胺酶(尤其是ESBL或碳青霉烯酶)情況

研究手段上常將依據CLSI推薦藥敏方法鑒定的耐β內酰胺類細菌，利用已知β內酰胺酶基因的引物，用PCR法確認其是否為某種β內酰胺酶產生菌。2006年中國報道了SHV70(四川)［79］、產CTXM型酶的沙門菌(中國香港)［73］、產CTXM大腸埃希菌的流行(北京)［90］、多重耐藥銅綠假單胞菌GES酶產生株(浙江)［92］及首次發現的CMY22和TEM144(福建)［93］。

(2)多重耐藥株的基因型鑒定

中國存在很高的多重耐藥菌分離率，而多重耐藥基因與整合子或轉座子的聯系及其在耐藥機制中的重要作用已被認知。2006年報道了對不同地區銅綠假單胞菌1類整合子基因與相關基因盒的分布情況［94，95］；對宋內和福氏志賀痢疾菌1類和2類整合子基因的比較分析［96］及對46株革蘭陽性菌1類整合子和耐藥決定簇的基因分析［97］等，均有助于了解耐藥基因的傳播。

(3)喹諾酮類藥物耐藥性

上海或江蘇分離的淋球菌喹諾酮類藥物靶位基因gyrA或parC的突變［37，98］。檢測氟喹諾酮類藥物對腸球菌突變抑制濃度［99］。另一重要領域是本文已經提及的在中國多個地區已證實的PMQR耐藥菌［40，41］。

(4)金葡菌、肺炎球菌及結核桿菌等的耐藥性

如同其它亞洲國家一樣［49］，金葡菌SCCmec在中國以III型為主［100］。研究上海地區分離的耐MRSA的mecI基因和mec啟動子發現其突變普遍存在，以mecI 202位堿基突變(C→T)最常見［101］。金葡菌調節基因mgrA的高度表達可增強苯唑西林的耐藥性［102］。利用脫氧核酶抑制MRSA耐藥基因mecR1的實驗在mRNA表達方面似乎獲得了某些抑制效果［103］，但有待更全面的證實其特異性。一項被檢測的肺炎球菌有75%和20%分別耐大環內酯類和青霉素類藥物［104］。耐藥結核桿菌的研究包括應用較新技術如生物芯片對耐利福霉素rpoB突變、耐乙胺丁醇基因或耐喹諾酮類藥物等的研究［105～108］。

(5)動物或環境細菌耐藥基因的分析

2005年四川發生的豬鏈球菌病流行，顯示了對動物致病菌監測的重要性［109］。耐喹諾酮雞大腸埃希菌有gyrA和parC靶位基因突變，但未見acrAB泵基因表達增強［110］。東北海參及水產養殖園的弧菌或假交替單胞菌同時存在氯霉素耐藥基因catIIV和四環素耐藥基因tet(A)、tet(B)或tet(D)［111］。環境細菌耐藥基因也受到關注［112］。

8 結語

無論是基礎還是臨床研究，2006年抗菌藥物耐藥機制的研究有突破性發展，這些進展的獲得是在過去幾年的研究熱點基礎之上自由探索的結果。如同任何科學研究，耐藥機制研究的突破，需要避免單一的重復性研究，應有原創性的學術思想及長時間的研究積累。及時充分地利用全球的科技資源如細菌基因文庫序列是奠定原創性研究的重要基礎。耐藥機制研究有助于從藥效學角度優化藥物的劑量［113］和新型抗菌藥物的研發［16］。然而，抗菌藥物的廣泛應用僅半個世紀，不同病源細菌或環境細菌已經擁有了多類針對不同抗菌藥物的耐藥保護機制，細菌本身基因結構的多樣性與可移動性使其能進化適應有抗菌藥物或其它毒性條件的環境。耐藥機制的相關進展再次警示嚴格控制抗菌藥物應用的緊迫性，人類在面對細菌耐藥性時已經在一定程度上失去了與細菌的競爭力。臨床醫藥師與藥物監管機構在抗菌藥物合理應用及其減少細菌耐藥性發生率中起著關鍵作用［114～116］。最大限度地減低細菌耐藥性與延長抗菌藥物的療效周期是人類所面臨的長期挑戰。

聲明與致謝：本文中觀點不代表作者李顯志所在單位的觀點。作者凌保東的細菌抗生素耐藥性研究課題受四川省重點科技攻關項目資助(2006J13030)。作者感謝王浴生教授的學術鼓勵，夏培元教授的學術交流，圖1部分內容由日本大阪大學村上聰博士(Dr.Satoshi Murakami)提供。

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