微生物耐藥基礎(chǔ)與臨床之細(xì)菌耐藥

1(/chenamos/Pseudomonas)細(xì)菌耐藥挑戰(zhàn)人類智慧2提要抗菌藥物與細(xì)菌的博弈細(xì)菌耐藥機(jī)制33狀新病原體不斷出現(xiàn)、已控制的病原體死灰復(fù)燃

感染因子在非感染性疾病中的作用明顯易感人群的不斷增加醫(yī)院感染日趨嚴(yán)重細(xì)菌耐藥日趨嚴(yán)重感染病的現(xiàn)狀與未來

44易感人群增加、醫(yī)院感染嚴(yán)重隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，醫(yī)療活動(dòng)中侵入性操作越來越多；為治療需要，激素或免疫抑制劑的大量使用。住院病人中慢性疾病、惡性疾病、老年病人比例高。醫(yī)務(wù)人員對(duì)醫(yī)院感染及其危害性認(rèn)識(shí)不足。廣泛使用抗生素，造成人體正常菌群紊亂，引起條件致病菌感染。病人出院后可將院內(nèi)感染的病原體，特別是耐藥菌帶到家庭和社會(huì)，引起傳播和流行。

耐藥菌增加，治療困難！56人類智慧挑戰(zhàn)病原菌

細(xì)菌耐藥挑戰(zhàn)人類智慧抗菌藥物與細(xì)菌的博弈71928年，細(xì)菌學(xué)家弗萊明發(fā)現(xiàn)第一個(gè)抗菌藥物，

青霉素。81942年，青霉素首次用于救治戰(zhàn)傷患者，拯救了許多人的生命。1945年，“發(fā)現(xiàn)青霉素及其臨床效用”分享諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。弗洛里

Florey弗萊明Fleming錢恩Chain9DiscoveryofAntibacterialAgentsCycloserineErythromycinEthionamideIsoniazidMetronidazolePyrazinamideRifamycinTrimethoprimVancomycinVirginiamycinImipenem19301940

195019601970198019902000PenicillinProntosilCephalosporinCEthambutolFusidicacidMupirocinNalidixicacidOxazolidinonesCecropinFluoroquinolonesNeweraminoglycosidesSemi-synthetic

penicillins&cephalosporinsNewercarbapenemsTrinemsSyntheticapproachesEmpiric

screeningNewermacrolides&ketolidesRifampicinRifapentineSemi-syntheticglycopeptidesSemi-syntheticstreptograminsNeomycinPolymixinStreptomycinThiacetazoneChlortetracyclineGlycylcyclinesMinocyclineChloramphenicol1010“Closethebookoninfectiousdisease”“Infectiousdiseasewillbewithusfortheforeseeablefuture”1111伴隨著抗菌藥物的使用，

細(xì)菌耐藥問題接踵而至。1942年報(bào)道金葡菌對(duì)青霉素耐藥。20世紀(jì)40年代耐藥率僅為1%，20世紀(jì)末超過了90%。1961年甲氧西林（methicillin）問世，1965即報(bào)告出現(xiàn)耐甲氧西林金葡菌（MRSA）。后來研發(fā)的萬古霉素對(duì)MRSA一直相當(dāng)敏感，但在20世紀(jì)90年代末期，又有金葡菌對(duì)萬古霉素敏感性降低的報(bào)告，2002年以來先后報(bào)道對(duì)萬古霉素完全耐藥的金葡菌。1213伴隨著抗菌藥物的使用，

細(xì)菌耐藥接踵而至。14肺炎克雷伯菌NDM-1病菌在全球大規(guī)模蔓延的潛在危險(xiǎn)“明確而令人恐懼”。1516多重耐藥（multipledrugresistance,MDR)

對(duì)下列5類抗生素中的3類及3類以上耐藥。泛耐藥（pan-drugresistance.PDR)

對(duì)下列5類抗生素都耐藥。1、抗假單胞菌的頭孢菌素類2、碳青酶烯類3、β-內(nèi)酰胺酶復(fù)合制劑4、喹諾酮類5、氨基糖苷類17

耐藥菌的精銳部隊(duì)ESKAPE“逃跑”Enterococcus

腸球菌（

VRE）Staphylococcus

金黃色葡萄球菌（MRSA）Klebsiella

肺炎克雷伯菌Ainetobacter

鮑曼不動(dòng)桿菌Pseudomonasaeruginosa

銅綠假單胞菌Enterobacterspecies

腸桿菌碳青霉烯耐藥1818耐甲氧西林金黃色葡萄球菌

（methicillinresistantStaphylococcusaureus，MRSA）美國弗吉尼亞州一名17歲高中生阿什頓·邦茲，2007年10月4日感到身體一側(cè)疼痛，到當(dāng)?shù)匾患裔t(yī)院就診。10月17日死亡。因感染MRSA。21所學(xué)校停課。MRSA傳染在美國每年造成9萬人嚴(yán)重感染，因此致死的人數(shù)甚至超過艾滋病。

ZellerJL,etal.MRSAinfections.JAMApatientpage.2007Oct17;298(15):1826.呈多重耐藥，不僅對(duì)甲氧西林、苯唑西林等β-內(nèi)酰胺類耐藥，也對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素類、氟喹諾酮類和慶大霉素等呈現(xiàn)耐藥。1919協(xié)和醫(yī)院40.3

%北京醫(yī)院78.3%華山醫(yī)院74.1%瑞金醫(yī)院62.5%兒童醫(yī)院22.9%兒科醫(yī)院8.5%

浙醫(yī)一院49.8%邵逸夫醫(yī)院53.6%廣醫(yī)一附院33.6%武漢同濟(jì)醫(yī)院63.2%重醫(yī)一附院61.9%院內(nèi)MRSA在中國（2009

CHINETDATA）20“泛耐藥”的鮑曼不動(dòng)桿菌

Pandrugresistantacinetobacterbaumanii，PRDAB

醫(yī)院感染的重要病原菌。增加ICU患者死亡率10~40%。

20-30℃環(huán)境下生長良好，抵抗力強(qiáng)，在干燥的物體表面鮑曼不動(dòng)桿菌可存活25天，

遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他革蘭陰性桿菌21PDR-AB全球流行2010年，日本帝京大學(xué)醫(yī)學(xué)部附屬醫(yī)院發(fā)生大規(guī)模的鮑曼不動(dòng)桿菌感染事件。2003年，在阿富汗、伊拉克和科威特服役的美軍醫(yī)院中，外傷士兵不動(dòng)桿菌感染率不斷上升，造成嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題/22伊拉克美軍鮑曼不動(dòng)桿菌肺炎沿幼發(fā)拉底河、底格里斯河分布

/map/map.htm23伊拉克美軍帶回的鮑曼不動(dòng)桿菌在美國流行http://www.leishmaniasis.us/Mapping.html/2405-09年CHINET監(jiān)測不動(dòng)桿菌占革蘭陰性菌比例25不動(dòng)桿菌耐藥性（CHINET數(shù)據(jù)）%year26后抗生素時(shí)代真的會(huì)來嗎？細(xì)菌耐藥可能將人類帶回感染性疾病肆意橫行的年代！2727抗菌藥物的濫用

人類的貪婪和無知

你的濫用使我更加強(qiáng)大！28In1929Flemingsaid: "Thetimemaycomewhenpenicillincanbeboughtbyanyoneintheshops.Thenthereisthedangerthattheignorantmanmayeasilyunder-dosehimselfandbyexposinghismicrobestonon-lethalquantitiesofthedrugmakethemresistant."29MRSA的發(fā)生率與三代頭孢使用量的關(guān)系美國紐約州30目前國內(nèi)抗菌藥物應(yīng)用狀況應(yīng)用范圍 應(yīng)用類型有疑問的應(yīng)用人類用住院患者中67％～82％

50%以上不需要

社區(qū)80%

農(nóng)業(yè)用治療性？%80%高度懷疑

預(yù)防或促生長80%WHO推薦：抗生素醫(yī)院使用率為30％美英等發(fā)達(dá)國家醫(yī)院：使用率22％～25％中國衛(wèi)生部要求抗生素使用在50％以內(nèi)中國每年生產(chǎn)抗生素原料約21萬噸，人均年消費(fèi)量是美國人的10倍。31314月9日CCTV（新聞聯(lián)播）北京大學(xué)第一醫(yī)院呼吸內(nèi)科前一陣收治了一名普通的咳嗽患者，盡管醫(yī)生竭盡全力為這位患者試用了多種類型的抗生素，都遏制不了病情的發(fā)展，最后上了萬古霉素，可是還是沒有效果。患者最終很快就死亡了。我們的醫(yī)生們非常納悶，究竟是什么原因？在死者家屬的同意下，專家們對(duì)尸體進(jìn)行了醫(yī)學(xué)解剖研究，然而檢查結(jié)果卻出人意料！尸體解剖就發(fā)現(xiàn)他的體內(nèi)存在著大量的耐藥菌的感染，而這些耐藥菌是對(duì)目前使用的這些抗生素是沒有效果的！死者體內(nèi)的那種致人死命的耐藥菌又從何得來的呢？原來，他每天在單位食堂吃飯，顧慮單位食堂不干凈，可能會(huì)有一些細(xì)菌在里面，所以每次吃完飯都要吃兩?？股?，天天吃，日積月累，最后一個(gè)普通的感冒就結(jié)束了他的生命。32環(huán)境直接接觸大環(huán)境全人類公共安全33基因突變獲得外源基因耐藥菌的播散誘導(dǎo)篩選抗菌藥物的廣泛應(yīng)用為細(xì)菌耐藥性形成埋下伏筆。34細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生的生化機(jī)制細(xì)菌耐藥性形成的遺傳機(jī)制

細(xì)菌耐藥機(jī)制353636細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生的生化機(jī)制細(xì)菌產(chǎn)生抗生素滅活酶細(xì)菌改變抗菌藥物作用的靶位細(xì)菌降低通透性阻止或減少抗生素進(jìn)入菌體細(xì)菌增強(qiáng)主動(dòng)外排系統(tǒng)，把進(jìn)入菌體的抗生素泵出菌體外細(xì)菌生物被膜的形成對(duì)藥物耐藥的特異性？多重耐藥？3737G－菌細(xì)胞壁肽聚糖肽聚糖肽鏈的交聯(lián)由轉(zhuǎn)肽酶、轉(zhuǎn)糖基酶、羧肽酶，即PBPs等催化。G＋菌細(xì)胞壁肽聚糖肽聚糖特有的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，承受細(xì)胞內(nèi)高滲透壓。底物：D-丙氨酰-D-丙氨酸3838β-內(nèi)酰胺類抗生素構(gòu)型與D-丙氨酰-D-丙氨酸相似β-的內(nèi)酰胺環(huán)β-的內(nèi)酰胺酶3939β-內(nèi)酰胺青霉素類頭孢菌素類頭霉素類碳青霉烯類單環(huán)β-內(nèi)酰胺類細(xì)菌對(duì)β-內(nèi)酰胺類基本結(jié)構(gòu)4040L.SilviaMunoz-Price&RobertA.Weinstein.NEnglJMed.2008;358:1271-81.通過細(xì)胞壁（外膜）達(dá)到膜壁間隙的能力；與靶位PBPs結(jié)合的能力；對(duì)β-內(nèi)酰胺酶水解作用的穩(wěn)定性。

產(chǎn)生β內(nèi)酰胺酶改變PBPs改變菌膜通透性增強(qiáng)藥物外排形成生物被膜4141β內(nèi)酰胺酶生理功能：參與細(xì)胞壁的合成（微量），誘導(dǎo)合成。水解β內(nèi)酰胺環(huán)；

與藥物牢固結(jié)合（牽制機(jī)制）。β內(nèi)酰胺酶抑制劑：

與β-內(nèi)酰胺酶有較高的親和性,β-內(nèi)酰胺酶抑制劑本身沒有或只有很弱的抗菌活性，但與其它?-內(nèi)酰胺類抗生素聯(lián)合應(yīng)用，則可發(fā)揮抑酶、保護(hù)、增效作用?？死S酸、舒巴坦、他唑巴坦。β內(nèi)酰胺酶與β內(nèi)酰胺酶抑制劑4242以β-內(nèi)酰胺酶的氨基酸序列為依據(jù)，將其分為四類：

A組：青霉素酶和超廣譜β-內(nèi)酰胺酶、羧芐青霉素酶、非金屬碳青霉烯酶等，B組：金屬酶或碳青霉烯酶，C組：頭孢菌素酶（AmpC酶），

D組：青霉素酶，包括鄰氯青霉素酶（OXA）、苯唑西林水解酶。A組被克拉維酸抑制B、C、D組不被克拉維酸抑制。4343青霉素酶（A組）

底物譜窄：青霉素G（天然青霉素）；酶抑制劑：被克拉維酸、舒巴坦、他唑巴坦抑制為G+菌產(chǎn)生，約90%的葡萄球菌菌株能產(chǎn)生青霉素酶對(duì)產(chǎn)生此酶的細(xì)菌可用的β-內(nèi)酰胺類藥物？4444超廣譜β-內(nèi)酰胺酶（A組）

Extended-Spectyumβ-Lactamase，ESBLs底物譜廣：青霉素類，頭孢菌素、單環(huán)酰胺類。種類多，已報(bào)道的TEM類ESBIs已有90多種，

SHV類ESBLs多于25種。質(zhì)粒介導(dǎo)，易在不同菌株之間相互傳播。酶抑制劑：多數(shù)可被克拉維酸、他唑巴坦及舒巴坦所抑制。對(duì)產(chǎn)生此酶的細(xì)菌可用的β-內(nèi)酰胺類藥物？頭霉素、碳青酶烯類；復(fù)合制劑當(dāng)前細(xì)菌耐藥的主要趨勢之一454546464747

頭孢菌素酶（AmpC酶）（C組）

（amoxicillin，AmpC，羥氨芐青霉素）底物譜廣：碳青霉烯類以外的所有β-內(nèi)酰胺類抗生素。不被β內(nèi)酰胺酶抑制劑所抑制，對(duì)產(chǎn)生此酶的細(xì)菌可用的β-內(nèi)酰胺類藥物？常見菌：G－菌桿菌由染色體或質(zhì)粒介導(dǎo)產(chǎn)生，耐藥性易傳播。對(duì)臨床危害大，引起院內(nèi)感染。僅碳青霉烯類4848金屬β-內(nèi)酰胺酶（碳青霉烯酶）

(metallo-be-ta-lactamases,MBLs),

酶活性中心需金屬鋅離子參與現(xiàn)在已報(bào)道了10多種可轉(zhuǎn)移的金屬酶:IMP21～8和VIM21～3，底物譜更廣：所有β-內(nèi)酰胺類抗生素廣泛耐藥不被克拉維酸、舒巴坦和他唑巴坦抑制，可被乙二胺四乙酸（EDTA，毒性？）抑制。49492010年8月11日的《柳葉刀》雜志發(fā)表論文：

印度、巴基斯坦、英國發(fā)現(xiàn)新的病原菌耐藥機(jī)制肺炎克雷伯菌攜帶金屬β-內(nèi)酰胺酶基因，也稱新德里-金屬β-內(nèi)酰胺酶基因1（NewDelhiMetalo-1，NDM-1）。質(zhì)粒介導(dǎo)。該菌對(duì)所有β-內(nèi)酰胺類抗生素廣泛耐藥。對(duì)環(huán)丙沙星也不敏感，僅對(duì)多粘菌素敏感。5050MBLs在世界的發(fā)現(xiàn)EnzymeStrainDiscoveryinIMP（28）S.marcescens,P.aeruginosa,A.baumanni,EnterobacteriaceaeJapan1994VIM（26）P.aeruginosa,A.baumanni,EnterobacteriaceaeVerona,Italy1999SPM-1（1）P.aeruginosaBrazil2002GIM-1（1）P.aeruginosaGermany2004SIM-1（1）A.baumanniKorea2005AIM-1（1）P.aeruginosaAustrailia2007KHM-1（1）CitrobacterfreundiiJapan2008NDM-1（1）K.pneumoniae,E.coli,EnterobactercloacaeIndia,UK2009DIM-1（1）PseudomonasstutzeriDutch20105151我國碳青霉烯類抗生素不敏感菌株中的金屬酶分布，

（2006－2007年，16個(gè)城市，28家醫(yī)院）CityMBLsgenotypestrainsGuangzhou

IMP-913VIM-21Hangzhou

IMP-11VIM-21ShijiazhuangVIM-24TianjinVIM-22ShanghaiVIM-21WuhanVIM-2152522005-2010年CHINET耐藥監(jiān)測肺炎克雷伯菌

對(duì)碳青霉烯類的耐藥率（%）肺桿株數(shù)2005213620062834200730372008343520094556201020935353β-內(nèi)酰胺類藥物與β-內(nèi)酰胺酶

酶抗生素青霉素酶超廣譜β-內(nèi)酰胺酶ESBLs頭孢菌素酶AmpC酶金屬β-內(nèi)酰胺酶MBLs青霉素類分解分解分解分解頭孢菌素類穩(wěn)定分解分解（除第三、四代）分解碳青霉烯類穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定分解被酶抑制劑所抑制能能不能不能目前最后的防線545455552、PBPs的改變正常PBPs：PBP1，PBP2，PBP3，PBP3’，PBP4PBP2aPBP-2’MRSA表葡菌PBP1a/1bPBP2a/2x/2b肺炎鏈球菌5種相似PBP

腸球菌與抗生素親和力降低5656L.SilviaMunoz-Price&RobertA.Weinstein.NEnglJMed.2008;358:1271-81.3、外膜通透性改變非特異性孔徑：OmpF(直徑1.16nm)，OmpC(直徑1.08nm)特異性孔徑：OprD，銅綠假單胞菌對(duì)碳青霉烯類57theexpressionlevelofOprD2

amongPseudomonasaeruginosa

19.33％

46.47％

34.2％

Note：significantdecreaseintheexpressionofOprD2(<0.4)5858L.SilviaMunoz-Price&RobertA.Weinstein.NEnglJMed.2008;358:1271-81.4、藥物主動(dòng)外排系統(tǒng)（activedrugefflux)

59內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白內(nèi)膜膜融合蛋白4、藥物主動(dòng)外排系統(tǒng)（activedrugefflux)

介導(dǎo)低水平、多重耐藥，如對(duì)β-內(nèi)酰胺類，大環(huán)內(nèi)酯類，四環(huán)素類、氯霉素類及喹諾酮類耐藥。主動(dòng)泵出系統(tǒng)過度表達(dá)，也可致高水平耐藥。6060李顯志

6161銅綠假單胞菌

外排系統(tǒng)內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體(MexB、MexD、MexF、MexY、MexI和MexW)膜融合蛋白(MexA、MexC、MexE、MexX、MexJ、MexH等）外膜蛋白(OprM、OprJ、OprN和OpmD)外排系統(tǒng)：如MexAB-OprM，MexAB-OprJ6262636464降低細(xì)菌固有耐藥水平，逆轉(zhuǎn)獲得性耐藥。通過抑制ATP

：利血平、維拉帕米、環(huán)孢素A、他莫昔芬。與膜蛋白結(jié)合的：N右旋維拉帕米等。抑制質(zhì)子梯度外排泵的外排作用：質(zhì)子動(dòng)力解偶聯(lián)劑氰氯苯腙(cccp)等。EPIs有望成為恢復(fù)菌體對(duì)藥物的敏感性、提高臨床療效的一類新藥。外排泵抑制(efflux

pump

inhibitor,

EPI)65655.細(xì)菌生物被膜（biofilm,BF）的形成6666

銅綠假單胞菌生物被膜結(jié)晶紫染色光鏡照片（×1000倍）1d7d6d4d3d2d67“InapaperinSciencein1999,wesaid65percentofalldiseasesinthedevelopedworldarebiofilms,”Costertonsaid.“NowtheNIHsays80percent.”J.WilliamCosterton

6868感染或疾病形成菌膜的細(xì)菌牙齲產(chǎn)酸革蘭氏陽性球菌（如鏈球菌）牙周炎革蘭氏陰性厭氧口腔細(xì)菌中耳炎非典型流感噬血桿菌肌骨骼感染革蘭氏陽性球菌（如葡萄球菌）壞死性筋膜炎A組鏈球菌膽道感染腸細(xì)菌（如大腸埃希氏菌）骨髓炎多種細(xì)菌和真菌，通常是混合感染細(xì)菌性前列腺炎大腸埃希氏菌和其它革蘭氏陰性細(xì)菌囊纖微化肺炎銅綠假單胞菌及洋蔥克雷伯氏菌生物被膜菌的臨床感染6969醫(yī)院內(nèi)感染監(jiān)護(hù)病房肺炎縫術(shù)Exitsites動(dòng)靜脈分流術(shù)Schleralbuckles隱形眼鏡泌尿?qū)Ч馨螂籽赘鼓ね肝龈鼓ぱ讓m內(nèi)節(jié)育器氣管內(nèi)管Hichman

導(dǎo)管中樞神經(jīng)導(dǎo)管機(jī)械心臟閥血管移植膽道stent阻滯矯形外科裝置陰莖假體形成菌膜的細(xì)菌革蘭氏陰性桿菌表皮葡萄球菌和金黃色葡萄球菌表皮葡萄球菌和金黃色葡萄球菌表皮葡萄球菌和金黃色葡萄球菌革蘭氏陽性球菌銅綠假單胞菌和其它革蘭氏陽性球菌大腸埃希氏菌和其它革蘭氏陰性桿菌各種細(xì)菌和真菌衣氏放線菌和其它許多菌各種細(xì)菌和真菌表皮葡萄球菌和白念珠菌表皮葡萄球菌和其它細(xì)菌金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌革蘭氏陽性球菌各種腸道細(xì)菌和真菌金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌7070生物被膜菌的臨床感染細(xì)菌生物被膜的形成速度緩慢，由菌膜引起的感染出現(xiàn)明顯癥狀的時(shí)間較長。但當(dāng)在菌膜內(nèi)釋放出的細(xì)菌，則可引起急性感染。具有極強(qiáng)的耐藥性（增加10-1000倍）。增強(qiáng)細(xì)菌的免疫逃避。生物被膜的形成是許多慢性和難治性感染疾病的反復(fù)發(fā)作的主要原因。7171細(xì)菌生物被膜的耐藥性機(jī)制

生物被膜對(duì)抗生素的屏障作用，生物被膜內(nèi)特殊的生態(tài)環(huán)境使細(xì)菌對(duì)抗菌藥物敏感性降低，使抗生素的活性減低。表型突變株和耐藥株的形成。72

Niels

Hoiby.DepartmentofClinicalMicrobiology,RigshospitaletandInstituteofMedicalMicrobiologyandImmunology,JulianeMariesVej22,UniversityofCopenhagen,Copenhagen,Denmark.7374757676

Highβ-LactamaseLevelsChangethePharmacodynamicsofβ-LactamAntibioticsinPseudomonasaeruginosaBiofilms.

WangHengzhuang,OanaCiofu,LiangYang,HongWu,ZhijunSong,AntonioOliver,andNielsH?iby.Antimicrob.AgentsChemother.,Jan2013;57:196-204.

7778RepresentativeERIC-PCRpatternsforP.aeruginose

genomicDNAsanddendrogramillustratingtheclusteringofpatternsbypercentsimilarity(shownattherightofthedendrogram).WeiqingYang,LShi,WXJia.EvaluationoftheBiofilm-FormingAbilityandGeneticTypingforClinicalIsolatesofPseudomonasaeruginosa

byEnterobacterialRepetitiveIntergenicConsensusSequencePCR.MicrobiolImmunol,Jan2005;49(12):1057-61.79細(xì)菌耐藥性形成的遺傳機(jī)制基因突變獲得外源基因細(xì)菌基因組中可移動(dòng)的基因元件：

轉(zhuǎn)座子，整合子。細(xì)菌間耐藥基因的轉(zhuǎn)移：通過接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式轉(zhuǎn)移質(zhì)粒或染色體片段。細(xì)菌間基因的友好分享80中國KPC-2傳播的Tn1721轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)

抗性基因81

Integronsaregeneticelementthatcanintegratebysite-specificrecombination,andexpressgenecassettes,usuallyantibioticresistancegenes.StokesHW，HallRM．ANovelfamilyofpotentiallymobileDNAelementsencodingsite-specificgeneintegrationfunctions：integrons．Microbial，1989．具有位點(diǎn)特異性重組功能，能捕獲和整合外源基因，并可啟動(dòng)所攜帶基因的表達(dá)的DNA片段。整合子（integron，In）82825’3’intIgene2gene1

整合子結(jié)構(gòu)示意圖attIABCP1P2P5′3′geneRYYYAACGTTRRRYattCattC5’端保守區(qū)（5CS）3’端保守區(qū)（3CS）中間的可變區(qū)域：1個(gè)或多個(gè)基因盒

組成8383

基因盒（genecassettes）：可移動(dòng)的小分子DNA，有由一個(gè)結(jié)構(gòu)基因和一個(gè)特異性重組位點(diǎn)attC組成attC的兩端為7個(gè)bp的回文序列目前發(fā)現(xiàn)的基因盒攜帶的基因絕大多數(shù)為

耐藥基因。geneattC84基因盒有兩種存在形式：

geneattCgeneattC整合狀態(tài)的線性分子游離狀態(tài)的環(huán)狀分子85attIintIPantPintIntegrasegene+resistancegene1Int+resistancegene2IntR1R2R1R1Schematicrepresentationofthemodelforcassetteexchangeandexpression86

耐藥基因

IR轉(zhuǎn)位酶基因

IRSul1intI1attI1耐藥基因

attcqacE△1ORF5整合子整合子與轉(zhuǎn)座子的比較：

IR轉(zhuǎn)位酶基因

IR轉(zhuǎn)座子（Tn）：87Theepidemiologyofintegrons整合子類型1類整合子 2類整合子 3類整合子 超級(jí)整合子

菌種

腸桿菌科 腸桿菌科 銅綠假單胞菌霍亂弧菌

銅綠假單胞菌 不動(dòng)桿菌屬 粘質(zhì)沙雷菌 假單胞菌屬 不動(dòng)桿菌屬 銅綠假單胞菌 木糖氧化產(chǎn)堿桿菌黃單胞菌屬 霍亂弧菌 惡臭假單胞菌亞硝化單孢菌屬 空腸彎曲菌 肺炎克雷伯菌 谷氨酸棒狀桿菌 糞腸球菌 基因盒相關(guān)耐藥β內(nèi)酰胺類耐藥 氨基糖苷類耐藥 β內(nèi)酰胺類耐藥 ???? A,C,D類β內(nèi)酰胺酶 3″2腺苷?；D(zhuǎn)移酶 氨基糖苷類耐藥

B類β內(nèi)酰胺酶 鏈絲菌素耐藥 6-轉(zhuǎn)乙酰酶

氨基糖苷類耐藥 轉(zhuǎn)乙酰酶

6′－轉(zhuǎn)乙酰酶 磺胺耐藥

3－轉(zhuǎn)乙酰酶 A類和

2－腺苷?；D(zhuǎn)移酶 二氫葉酸還原酶

3－腺苷?；D(zhuǎn)移酶 氯霉素耐藥 轉(zhuǎn)乙酰酶 非酶作用機(jī)制 磺胺耐藥

A類和B類二氫葉酸還原酶 利福平耐藥

ADP-核糖基轉(zhuǎn)移酶 紅霉素耐藥 季銨類化合物耐藥88Fig.TheelectrophoresisofPCRproductsofclass1integratedgenecassttesanong

P.aeruginosa

isolates.引自黃娟碩士論文89TheAnalysisandcomparisonofthesequencingresults引自黃娟碩士論文ABC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)蛋白編碼噬菌體蛋白的序列90整合子的移動(dòng)整合子存在于質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子或染色體上，可隨轉(zhuǎn)座子在染色體和質(zhì)粒間移動(dòng)；可隨質(zhì)粒在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移。整合子可以被切除和整合基因盒。在細(xì)菌耐藥播散中發(fā)揮重要作用。在細(xì)菌多重耐藥的形成中發(fā)揮重要作用。91關(guān)于耐藥基因轉(zhuǎn)移元件形成的推測：單個(gè)基因自發(fā)突變(耐藥基因)其mRNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物作為基因盒被細(xì)菌染色體上的整合子捕獲多個(gè)耐藥基因被捕獲，形成多重耐藥

轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)位至質(zhì)粒，導(dǎo)致R質(zhì)粒的形成整合子兩端插入IS轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)座子92drug-resistanceplasmid,R質(zhì)粒93接合Conjugation：

接合轉(zhuǎn)移可在同種菌之間進(jìn)行，也可在屬間不同種菌之間進(jìn)行通過接合方式，轉(zhuǎn)移質(zhì)粒及染色體片段.一次可完成對(duì)多種抗菌藥耐藥性的轉(zhuǎn)移。主要出現(xiàn)在G－細(xì)菌中，特別是在腸道菌。94

轉(zhuǎn)化(transformation):游離的耐藥基因DNA片段：

抗生素產(chǎn)生菌的耐藥基因片段耐藥菌溶解后釋放出的耐藥基因片段，耐藥基因直接進(jìn)入敏感菌（感受態(tài)時(shí)）內(nèi)，與敏感菌的基因發(fā)生重組，使敏感菌成為耐藥菌。常見于G-菌間。95借助于噬菌體將耐藥基因轉(zhuǎn)移給敏感菌，由于噬菌體有特異性，且通過噬菌體傳播的DNA量很少，因此耐藥性的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象僅能發(fā)生在同種細(xì)菌之間，通常僅能傳遞對(duì)一