大肠埃希菌耐药机制研究进展

【摘要】大肠埃希菌是临床最常分离到的致病菌之一，长期以来，人类对大肠埃希菌病防治的手段以药物控制为主，但是随着抗生素的长期大量使用，导致了大肠埃希菌耐药性的产生，给大肠埃希菌病的预防和治疗带来严重的障碍。通过对大肠埃希菌耐药机制的研究，能为消除大肠埃希菌耐药性，更好地预防和治疗大肠埃希菌疾病提供科学的依据。

【关键词】大肠埃希菌耐药机制；β-内酰胺酶；外排系统

大肠埃希菌是临床最常分离到的致病菌之一，由于抗生素的广泛及不恰当使用，耐药菌株增多，耐药机制及形式也多种多样。二十世纪五十年代至今，其耐药率大幅度上升，多重耐药剧增且耐药谱明显增宽，严重威胁着人类健康。本文就大肠埃希菌耐药机制进行文献综述。

1产生灭活酶

产生灭活酶是大肠埃希菌耐药的重要原因之一。它可使抗菌药物活性降低或完全失活而产生耐药。大肠埃希菌产生的灭活酶主要是β-内酰胺酶，主要为超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）和AmpC酶两类

1.1超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）超广谱β-内酰胺酶是一类能水解青霉素，三代头孢及单环类抗生素的β-内酰胺酶，但其对头霉素，碳青霉烯类的抗生素及酶抑制剂敏感，它由β-内酰胺酶基因TEM、SHV突变而来。现已发现的TEM型ESBLs有90余种，SHV型ESBLs有30余种及CTX系列ESBLs12种。ESBLs是由质粒编码的，易在肠杆菌科之间传播，可将耐药质粒以转化，整合，传导，易位，转座等方式传给其它菌株，造成耐药菌株感染的爆发流行。

1.2AmpC酶AmpC酶家族是革兰阴性菌产生的不受克拉维酸抑制的“丝氨酸”头孢菌素酶组成的一个家族。最初在耐氨苄西林的大肠埃希菌中发现，分为染色体介导的AmpC型β-内酰胺酶和质粒介导的AmpC型β-内酰胺酶。其与ESBLs最主要的区别是其不被克拉维酸所抑制。

染色体介导的AmpC酶受amp复合操纵子的调控。研究表明，野生型大肠埃希菌低水平表达AmpC酶，并不造成对广谱β-内酰胺酶类抗生素的耐药。但如果大肠埃希菌发生持续性的染色体突变，会形成高产AmpC酶株，对三代头孢，头霉希类及β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂均耐药。

质粒介导的AmpC酶，近年来在大肠埃希菌中持续高水平表达。由于质粒的可转移性和快速复制，使其在不同的菌株，菌属之间广泛传播，造成严重耐药。

2主动外排

细菌的主动外排系统是阻止药物在细菌体内积聚，使细菌产生多重耐药的重要手段。

外排系统可分为质子依赖型多重耐药泵及ATP依赖型多药耐药泵两种类型。其中质子依赖型的AcrAB-Tolc系统是大肠埃希菌的最主要的多重耐药外排系统。

AcrAB-Tolc系统主要由外排转运蛋白（AcrB），膜融合蛋白（AcrA）和外膜通道蛋白（Tolc）三部分组成。其中AcrA位于周浆间隙中，两端分别连接AcrB和Tolc。AcrB和Tolc分别位于细菌细胞内膜和细胞外膜上。

2.1膜融合蛋白AcrAAcrA属于膜融合蛋白家族，是一类由acrA基因编码的脂蛋白。其形态高度不规则，能横跨固浆间隙，蛋白的N端和C端不接触，分别位于两端。C端与外膜的外排转运蛋白AcrB形成复合物，N端则在C端多肽的协助下，与外膜通道蛋白Tolc相连，构成了直接将药物从细菌体内运入外界的三聚体药物外排泵。

2.2外排转运蛋白AcrBAcrB属RNA家族，由arcb基因编码，主要功能是捕获有害物质并运转到细胞外，是AcrAB-Tolc系统中的多重耐药泵。

2.3外膜通道蛋白TolcTolc是一类由tolc基因编码的外膜蛋白。其为大炮状结，圆柱体一端开放，内径2nm，另一端内径0.4nm。Tolc于AcrB一样同为一三聚体的结构。当内膜蛋白AcrB捕获到细胞内的有害物质并与之结合时，Tolc与AcrAB复合体连接，打开内在通道，将药物排除。

3细胞膜通透性的改变

革兰阴性菌的外膜是及其重要的保护屏障，大肠埃希菌的外膜通透能力较大，膜孔蛋白通道非常狭窄，可对大分子物质及疏水性化合物的穿透形成有效屏障，如果细菌的外膜蛋白改变引起膜通透性下降，便会减少对抗菌药物的吸收，形成耐药。其次，生物膜的形成也可使细菌的细胞外膜通透性改变。生物膜是指细菌吸附于惰性或活性表面形成的，由细菌及其分泌物，胞外摄取物自然包绕形成的膜样物。有保护细菌逃逸宿主免疫和抗菌药物的杀伤作用，使细菌对抗菌药物的敏感性下降，形成耐药。

4结合靶位改变

青霉素结合蛋白（PBPs）是位于细菌细胞膜上的一些膜蛋白，因能和青霉素共价结合而得名。它不仅是细菌细胞壁肽聚糖合成期所必须的一系列酶，同时也是β-内酰胺类抗生素的作用靶点。

5大肠埃希菌的耐药性传播与Ⅰ类整合子的关系

整合子为一种可移动基因原件，通过整合酶的作用，捕获外来的耐药基因，并在位于整合子上游的基因下表达。它可引起耐药基因高效，快速转移。

Ⅰ类整合子在大肠埃希菌的存在非常普遍，在大肠埃希菌耐药中有非常明显的促进作用，它可以通过1个启动子启动多个基因的表达，且耐药基因可从一个整合子向另一个整合子传递，完成耐药基因盒的积累，重排和流动，最终使细菌产生多重耐药且耐药基因广泛传播。

6结语

抗生素的不断涌现，给感染性疾病带来了福音，然而由于抗生素的不恰当使用大肠埃希菌的耐药性不断增加，且耐药机制越加复杂.研究及正确掌握大肠埃希菌耐药机制，合理使用抗生素，必要时联合用药，保持现有抗菌药的有效性及开发新的抗生素，是目前人类抵抗耐药性细菌的重要手段。

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