細(xì)菌對氟喹諾酮類藥物耐藥機(jī)制的研究分析

摘要：喹諾酮類藥物是一類由萘啶酸發(fā)展起來的合成抗菌藥，其中氟喹諾酮類藥物于20世紀(jì)80年代起陸續(xù)上市，屬于第三代喹諾酮類藥物，具有抗菌譜廣、抗菌活性高、組織穿透性強(qiáng)等特點(diǎn)且可單藥使用。近年來，隨著氟喹諾酮類藥物在臨床中的廣泛使用，對其耐藥菌株也在世界各地頻繁出現(xiàn)。下面就細(xì)菌對氟喹諾酮類藥物的耐藥機(jī)制研究進(jìn)展作一簡要介紹。

關(guān)鍵詞：氟喹諾酮類藥物；耐藥機(jī)制；研究分析；細(xì)菌

Bacteria to fluoroquinolone drugs resistance mechanism analysis of the research

Meng AnpingYang QiangWang Zengyu

Abstract：Quinolones is a kind of developed by nalidixic acid synthesis of antimicrobials， the fluoroquinolone drugs are listed in the 1980 s， belongs to the third generation of quinolones， wide antimicrobial spectrum， high antibacterial activity， the organization characteristics of penetrating and can be used single medicine. In recent years， with fluoroquinolone drugs widely used in clinical， the resistant strains are frequent in all over the world. Here are bacteria to fluoroquinolone drugs resistant mechanism research progress are briefly introduced.

Key words：Fluoroquinolone drugs； Drug resistance mechanism； Research and analysis； bacteria

【中圖分類號】R978.19【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1002-3763（2014）03-0030-02

喹諾酮類藥物是一類由萘啶酸發(fā)展起來的合成抗菌藥，其中氟喹諾酮類藥物于20世紀(jì)80年代起陸續(xù)上市，屬于第三代喹諾酮類藥物，具有抗菌譜廣、抗菌活性高、組織穿透性強(qiáng)等特點(diǎn)且可單藥使用，對革蘭陽性菌和革蘭陰性菌均顯示有良好的抗菌活性，廣泛應(yīng)用于臨床各種感染性疾病的治療，近年來，隨著氟喹諾酮類藥物在臨床中的廣泛使用，對其耐藥菌株也在世界各地頻繁出現(xiàn)。下面就細(xì)菌對氟喹諾酮類藥物的耐藥機(jī)制研究進(jìn)展作一簡要介紹。

細(xì)菌對氟喹諾酮類藥物耐藥的機(jī)制主要有：

1靶點(diǎn)的改變

喹諾酮類藥物的作用機(jī)制是針對細(xì)菌DNA復(fù)制過程中所需的拓?fù)洚悩?gòu)酶。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ和拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ是喹諾酮類藥物的主要作用靶點(diǎn)。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ是由2個A亞基和2個B亞基組成的四聚體，分別為gyrA和gyrB[1， 2]。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ是由2個C亞基和2個E亞基組成的四聚體，分別由parC和parE基因編碼[3]。在對喹諾酮類藥物耐藥的革蘭陰性菌中，gyrA的改變最常見，其次是gyrB。對喹諾酮類藥物耐藥的革蘭陽性菌，拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ的改變是主要的，且parC的改變比parE更常見[4]。研究發(fā)現(xiàn)，革蘭陰性菌對喹諾酮類藥物耐藥主要是由于gyrA和parC變異所致，其中變異位點(diǎn)最常見于gyrA的絲氨酸Ser83和天冬氨酸Asp87以及parC的絲氨酸Ser80和谷氨酸Glu84，其它位點(diǎn)的變異頻率較低[5， 6]。

2耐藥性質(zhì)粒

不同研究人員先后在世界各地不同種屬的細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了耐喹諾酮類藥物質(zhì)粒。該質(zhì)粒可在不同菌屬間廣泛傳播，從而引起了人們的高度重視。其中，整合子介導(dǎo)的多重耐藥機(jī)制因可引起耐藥基因高效、快速轉(zhuǎn)移而備受重視。質(zhì)粒作為一種可移動基因元件，通過整合酶的作用捕獲外來的耐藥基因（包括對氨基糖苷類、喹喏酮類、磺胺類和消毒劑等藥物耐藥的基因）。整合子-基因盒系統(tǒng)是新的可移動基因元件，能捕獲和整合細(xì)菌的耐藥基因，是細(xì)菌多重耐藥形成和傳播的主要內(nèi)在機(jī)制[7～9]。杜艷等[10]研究認(rèn)為，克雷伯菌的多重耐藥與I類整合子密切相關(guān)。I類整合子廣泛存在于產(chǎn)ESBLs肺炎克雷伯菌中，攜帶I類整合子的細(xì)菌更易表現(xiàn)出對氨基糖苷類、喹諾酮類及頭孢菌素類藥物的耐藥性，說明整合子對細(xì)菌耐藥性的傳播確實(shí)有一定作用。因此，整合子系統(tǒng)介導(dǎo)的細(xì)菌耐藥機(jī)制越來越引起研究者們的關(guān)注，尤其是對多重耐藥細(xì)菌的研究意義更大。

3細(xì)菌細(xì)胞膜通透性改變

對革蘭陰性菌，喹諾酮類藥物依靠細(xì)菌外膜蛋白和脂多糖的擴(kuò)散作用進(jìn)入菌體，外膜蛋白與脂多糖變異均可使菌體內(nèi)的藥量降低而對喹諾酮類藥物耐藥。革蘭陰性菌外膜上主要存在ompF和ompC兩組膜孔蛋白。親水性藥物主要通過ompF進(jìn)入菌體發(fā)揮抗菌作用，但這不是疏水性藥物如司氟沙星、培氟沙星等進(jìn)入菌體的主要途徑。在大多數(shù)情況下，膜孔蛋白的減少或缺少不是細(xì)菌耐藥的主要機(jī)制，但可降低細(xì)菌對藥物的敏感性；與其它耐藥機(jī)制同時(shí)存在時(shí)，則會顯著提高耐藥程度。細(xì)菌基因的突變也是革蘭陰性菌細(xì)胞膜通透性下降的重要原因，這些突變基因通常為非特異性基因，沒有直接表達(dá)產(chǎn)物，對鄰近的其它基因也沒有調(diào)控作用。不過，這些突變菌株有一個共同的表型，即外膜蛋白異常[11]。

4主動外排機(jī)制

這是近年來研究較多的一種機(jī)制，是細(xì)菌對抗菌藥物耐藥的另一重要途徑。細(xì)菌細(xì)胞膜上存在一類蛋白質(zhì)，在能量支持下可將進(jìn)入胞內(nèi)的藥物選擇或非選擇地排出細(xì)胞外，此外排系統(tǒng)亢進(jìn)會使菌體內(nèi)藥物濃度降低而導(dǎo)致耐藥[12]。acrAB-tolC是喹諾酮類藥物最主要的多藥外排泵，包括藥物質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)子acrB、周質(zhì)融合蛋白acrA和外膜通道蛋白tolC，作用機(jī)制為內(nèi)膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)子acrB捕獲細(xì)胞的有害物質(zhì)，當(dāng)?shù)孜锱c轉(zhuǎn)運(yùn)子結(jié)合時(shí)，tolC與acrAB復(fù)合體結(jié)合并打開其內(nèi)在通道，將有害物質(zhì)泵出細(xì)胞外[13]。對這一機(jī)制研究較多的是大腸埃希菌和銅綠假單胞菌，但最近研究發(fā)現(xiàn)了大量能介導(dǎo)氟喹諾酮類藥物耐藥的主動外排系統(tǒng)，如肺炎桿菌的ramA、淋球菌的mtrCDE、枯草桿菌的Blt和Bmr、肺炎鏈球菌的pmrA、流感桿菌的hmrM、金黃色葡萄球菌的norA、恥垢分支桿菌的lfrA、腸球菌的ameA和白色念珠菌的pdh1等。

5細(xì)菌生物被膜（bacterial biofilm，BF）的產(chǎn)生

近年來，隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，植入和介入性操作逐漸增多，新型生物材料應(yīng)用于機(jī)體的治療手段也日益增多，故生物材料相關(guān)感染的發(fā)生率逐年上升。這些感染大多與BF的形成有關(guān)[14]。BF是近幾年來引起國內(nèi)、外許多學(xué)者高度重視的一種細(xì)菌群體性生物學(xué)特征，是指多個細(xì)菌不可逆地黏附于機(jī)體或物體表面并被自身細(xì)胞分泌的基質(zhì)所包被，會表達(dá)一套和浮游態(tài)細(xì)菌不同的基因即一個新的表型。BF中的細(xì)菌無論在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化特性還是致病特點(diǎn)等方面都與浮游生長的細(xì)菌顯著不同，如生長緩慢、代謝減弱、對外界刺激不敏感、對抗生素的通透性降低等。BF可以保護(hù)細(xì)菌逃避宿主免疫和抗菌藥物的殺傷作用，游離細(xì)菌的抗生素致死劑量往往對BF中的細(xì)菌無效，且易導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生高度耐藥。

目前，細(xì)菌的耐藥性問題已經(jīng)成為全球共同關(guān)注的一個問題，抗菌藥物的選擇面臨愈來愈嚴(yán)峻的形勢。尤其是我國，因抗菌藥物的不合理應(yīng)用，耐藥菌株逐年增加，氟喹諾酮類藥物問世才僅僅30年，細(xì)菌耐藥形勢已經(jīng)不容樂觀。細(xì)菌對氟喹諾酮類藥物的耐藥機(jī)制是一個多因素、多機(jī)制的過程，臨床上應(yīng)給予足夠的重視，要緊密結(jié)合實(shí)驗(yàn)室藥敏試驗(yàn)結(jié)果，合理選用抗生素。

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