細(xì)菌耐藥及其防控

細(xì)菌的耐藥及防控

匯報人：研究生內(nèi)容摘要細(xì)菌耐藥概念細(xì)菌耐藥機(jī)制細(xì)菌耐藥防控細(xì)菌耐藥產(chǎn)生原因一、細(xì)菌耐藥概念

細(xì)菌耐藥是指原本對抗菌藥物敏感的細(xì)菌由于自身的基因或獲得外源的基因引起遺傳性狀改變而對抗菌藥物不再敏感的現(xiàn)象。細(xì)菌耐藥包括兩種情況，固有性耐藥和獲得性耐藥。

表1兩種耐藥情況對比類型固有性耐藥獲得性耐藥獲得途徑基因突變可移動遺傳元件介導(dǎo)耐藥種類一種或幾種多種遺傳性能代代相傳不易改變易改變耐藥擴(kuò)散地位次要主要二、細(xì)菌耐藥產(chǎn)生原因

細(xì)菌產(chǎn)生耐藥的根本原因是細(xì)菌體內(nèi)的自身遺傳物質(zhì)自發(fā)性突變，但是突變是一件微小的概率事件，突變率約為10-6~10-8，,且如果無抗菌藥物持續(xù)性的選擇壓力,一般不能形成穩(wěn)定的耐藥菌株,即使產(chǎn)生了耐藥菌株，通常也只對一種或二種抗菌藥物耐藥,因此該原因并不是造成今天如此嚴(yán)峻的耐藥局面的主要原因。由可移動遺傳元件介導(dǎo)細(xì)菌獲得外源耐藥基因而產(chǎn)生的耐藥才是主要原因。

可移動遺傳元件：能將自身的基因序列以及所攜帶的基因(包括耐藥基因)在同種和不同種細(xì)菌菌株之間傳遞,從而使其所攜帶的基因快速傳播的核酸序列。與細(xì)菌耐藥有關(guān)的可移動遺傳元件目前有質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子、整合子-基因盒、插入序列共同區(qū)元件、噬菌體、耐藥島六種。

1.質(zhì)粒

由質(zhì)粒介導(dǎo)的獲得性耐藥是細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性最為普遍的機(jī)制，根據(jù)質(zhì)粒自身是否具有在細(xì)菌間接合轉(zhuǎn)移的能力,可分為接合質(zhì)粒和非接合質(zhì)粒。耐藥質(zhì)粒在菌體間可經(jīng)過接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)的方式傳播，是耐藥性基因傳播的最主要原因。表2兩種質(zhì)粒的對比類型接合質(zhì)粒非接合質(zhì)粒

結(jié)構(gòu)含接合因子不含接合因子自主轉(zhuǎn)移能力能不能在接合轉(zhuǎn)移時不需要輔助需要輔助序列大小較大較小圖1經(jīng)典的細(xì)菌耐藥質(zhì)粒接合模式圖

2、轉(zhuǎn)座子

轉(zhuǎn)座子是基因組中一段可移動的DNA序列，可以通過切割、重新整合等一系列過程從基因組的一個位置“跳躍”到另一個位置的一種轉(zhuǎn)位因子。介導(dǎo)耐藥的轉(zhuǎn)座子由一對插入元件及其中間的耐藥DNA序列組成。轉(zhuǎn)座子可以將細(xì)菌染色體上的耐藥基因轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)座到質(zhì)粒上，然后通過質(zhì)粒在菌株間傳播。圖3三種不同的轉(zhuǎn)座子

A插入序列轉(zhuǎn)座酶編碼基因兩側(cè)連接方向末端重復(fù)序列

B轉(zhuǎn)座子Tn3含轉(zhuǎn)座酶、β-內(nèi)酰胺酶及阻遏蛋白編碼基因

C復(fù)合轉(zhuǎn)座子Tn10含四環(huán)素抗性基因及兩個相同的插入序列圖3經(jīng)典的轉(zhuǎn)座方式之一圖4經(jīng)典的轉(zhuǎn)座之一3、整合子-基因盒

基因盒是一種可移動的遺傳因子常以環(huán)形結(jié)構(gòu)獨立存在，不同基因盒具有不同的大小與功能，但他們具有共同的結(jié)構(gòu)均擁有兩個功能元件一個基因和一個位于其下游的attc位點。該位點是一個不完全的反向重復(fù)序列,有被整合酶識別的特異性重組位點。整合子由整合酶基因、與整合酶特異重組相關(guān)的位點attI和數(shù)目不定的基因盒組成,在整合酶的催化下,通過特異性結(jié)合位點捕獲外源基因(特別是耐藥基因)并使之表達(dá)。

圖5整合子結(jié)構(gòu)圖6典型的1、2型整合子的解構(gòu)模式圖

A:1型整合子

B:2型整合子4、插入序列共同區(qū)元件（ISCR）

插入序列共同區(qū)元件（ISCR）是一種常位于Ⅰ類整合子3’端的下游與IS91家族在結(jié)構(gòu)和功能上相似的遺傳元件,但缺少末端反向重復(fù)序列,兩末端分別為復(fù)制起點oriIS以及終點terIS，在插入位點無直接重復(fù)序列產(chǎn)生,且編碼的轉(zhuǎn)座酶與其他的轉(zhuǎn)座酶不同,通過滾環(huán)復(fù)制機(jī)制轉(zhuǎn)座。圖7ISCRI介導(dǎo)的復(fù)雜1型整合子的移動

5、噬菌體

噬菌體是寄生于細(xì)菌的病毒,可在宿主菌中轉(zhuǎn)移而引起基因的水平轉(zhuǎn)移。圖8噬菌體介導(dǎo)的耐藥6、耐藥島

耐藥島:指編碼細(xì)菌耐藥基因簇的DNA片段,通常大小>10kb。第一個發(fā)現(xiàn)的耐藥島是沙門菌耐藥島。耐藥島一般具有下列結(jié)構(gòu)特點:(1)兩側(cè)一般具有不穩(wěn)定的重復(fù)序列和插入元件;(2)含有潛在的可移動元件(如整合子、轉(zhuǎn)座子);(3)島上有多種細(xì)菌的耐藥基因;(4)耐藥島的G+C含量和基因組其它部分比較有明顯差異,說明它可能是在進(jìn)化過程中獲得的。圖9沙門氏一類耐藥島模式圖可移動遺傳元件之間的聯(lián)系

類型與其他元件聯(lián)系質(zhì)?？蓴y帶其他除噬菌體各可移動遺傳元件，介導(dǎo)各元件在菌間傳播轉(zhuǎn)座子菌內(nèi)轉(zhuǎn)移耐藥基因，可含有整合子-基因盒元件整合子-基因盒菌內(nèi)轉(zhuǎn)移耐藥基因插入序列共同區(qū)菌內(nèi)轉(zhuǎn)移耐藥基因，可與整合子結(jié)合噬菌體可含有各種可移動遺傳元件，介導(dǎo)各元件在菌間傳播耐藥島可攜帶除質(zhì)粒、噬菌體外的各種可移動遺傳元件，在菌內(nèi)傳播表3可移動遺傳元件之間的聯(lián)系抗生素作用靶位的改變細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變細(xì)菌主動外排機(jī)制代謝途徑或狀態(tài)改變形成生物膜滅活酶和鈍化酶耐藥機(jī)制三、細(xì)菌耐藥機(jī)制1、產(chǎn)生滅活酶和鈍化酶

細(xì)菌可產(chǎn)生一種或多種滅活酶或鈍化酶,在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)水解或修飾抗菌藥物,從而使其活性降低或完全失去活性，如β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物的耐藥,由于耐藥菌產(chǎn)生了β-內(nèi)酰胺酶,分解β-內(nèi)酰胺環(huán),從而使藥物失活。對氨基糖苷類抗生素的耐藥則主要是由于產(chǎn)生乙酰轉(zhuǎn)移酶(氨基糖普類鈍化酶),使氨基糖普類的氨基及氯霉素的輕基發(fā)生乙?；?從而使藥物失去作用。2、抗生素作用靶位的改變許多抗菌藥物通過與細(xì)菌的作用靶位結(jié)合改變,使其失活而發(fā)揮作用。由于基因突變,一些細(xì)菌與抗生素結(jié)合的作用靶位構(gòu)型發(fā)生改變,使抗生素不能與之結(jié)合形成復(fù)合體,或者即使能結(jié)合,但其靶位仍能維持正常的生理功能,從而使細(xì)菌對抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性。3、細(xì)胞膜通透性改變

由于細(xì)菌細(xì)胞壁的障礙或細(xì)胞膜通透性的改變，形成一道有效屏障，抗生素?zé)o法進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)達(dá)到作用靶位而發(fā)揮抗菌效能，這也是細(xì)菌在進(jìn)化與繁殖過程中形成的一種防衛(wèi)機(jī)制。這類耐藥機(jī)制是非特異性的，主要見于革蘭氏陰性菌。4、細(xì)菌的外排系統(tǒng)

細(xì)菌具有外排系統(tǒng),其作用機(jī)制主要是當(dāng)菌體