細菌耐藥性擴散有關的可移動遺傳元件

姚淑紅

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細菌耐藥性擴散有關的可移動遺傳元件

姚淑紅

（山東省泰安市岱岳區畜牧獸醫局 271000）

自然界中細菌具有多種可自主轉移的遺傳元件，如質粒、轉座子、整合子；這些可移動遺傳元件在細菌間通過接合、整合等方式交換所攜帶的耐藥基因，造成細菌耐藥性的廣泛傳播。

1 質粒(Plasmid)

質粒是細菌染色體外遺傳DNA，攜帶有不同的基因簇，使宿主菌在不利環境中更易生存[1,2]。攜帶耐藥基因的質粒最為常見，如R質粒，可攜帶一種或多種抗生素耐藥基因。細菌質粒可獨立存在，也可將部分或全部基因整合進細菌染色體中。細菌質粒可通過接合、轉化、轉導等方式，將所攜帶的耐藥基因在細菌間傳播擴散。

2 轉座子(Transposons)

（1）轉座子是可從細菌基因組上一個位點轉移到另一個位點的DN A序列，比質粒更小，是細菌染色體、質粒和噬菌體的組成部分。轉座子的基本結構由中心區域和左(arml)、右臂(armR)組成。中心區域多為耐藥基因和其它功能，而左、右臂由反向重復序列又稱插入序列(insertion sequence)組成。轉座子具有轉座過程所需的全部遺傳信息。（2）轉座過程是轉座子的一個拷貝仍留在原來的位置上，一個新的拷貝出現在“靶點”，而并不是從一個位置跳向另一個位置[3]。由于在細菌染色體、質粒及噬菌體之間的轉座作用，造成了耐藥基因的散播和耐藥性的多樣化。轉座子本身可自主插入，不受供受體菌之間親緣關系的影響，所以轉座子可使耐藥因子來源增多，并且易于傳遞散播[4,5]。

3 整合子(Integrons)

（1）整合子由3個主要部分構成，5'保守區(5'CS)、3'保守區(3'CS)和兩者之間的可變區。5'CS是整合子的基本結構，包括編碼整合酶的基因intll、整合子重組位點attI、attC位的序列重組和整合子可變區啟動子Pant[5,6]?；蚝胁迦氲腶tt I位，位于啟動子的下游，Pant驅動基因盒編碼蛋白質的表達。根據整合酶基因序列差異，將整合子分為三類，每一類都能獲得相同的基因盒[6]。目前已發現80多種不同的抗生素耐藥基因盒[7]，這些基因盒包含有對多種抗生素如氨基糖苷、β-內酰胺、氯霉素和甲氧芐啶耐藥的編碼基因，以及對防腐劑、消毒劑耐藥的編碼基因。（2）整合子缺乏自主傳遞能力，但其常與細菌種內和種間遺傳物質的轉移載體如接合性質粒和/或轉座子連在一起。整合子的一個顯著特點是具有突出的基因捕獲及表達能力，從而使其成為細菌外源遺傳物質的貯存場所，如已發現包含有5個不同基因盒的多重耐藥整合子(In30)[8]。近來在霍亂弧菌基因組內發現的超級整合子，具有上百個基因盒，可見整合子捕獲基因盒的超常能力。在同個細菌內經常含有一個或多個整合子，在革蘭氏陰性菌內分布廣泛，在一種革蘭氏陽性谷氨酸棒狀桿菌內也有發現。整合子的廣泛存在及與轉座子、質粒的連接，使其成為耐藥性在細菌間的擴散原因。

[1] Smalla K, Jechalke S, Top EM. Plasmid Detection, Characterization, and Ecology. Microbiol Spectr. 2015, 3(1): 0038.

[2] Hooper DC, Jacoby GA. Mechanisms of drug resistance: quinolone?resistance. Ann N Y Acad Sci. 2015, 1354: 12-31.

[3] 徐建國. 分子醫學細菌學[M]. 北京: 科學出版社, 2000: 8-30.

[4] Korona-Glowniak I, Siwiec R, Malm A. Resistance?determinants and their association with different?transposons?in the antibiotic-resistant Streptococcus pneumoniae[J]. Biomed Res Int. 2015, 836496.

[5] Hall RM, Collis CM.Mobile gene cassettes and integrons: capture and spread of genes by site-specific recombination[J]. Mol Microbiol. 1995, 15(4): 593-600.

[6] Collis CM, Hall RM. Expression of antibiotic resistance genes in the integrated cassettes of integrons[J]. Antimicrob Agents Chemother. 1995, 39(1): 155-62.

[7] Mazel D. Integrons：agents of bacterial evolution[J]. Nat Rev Mierobiol. 2006, 4:608-620．

[8] Bunny KL, Hall RM, Stokes HW. New mobile gene cassettes containing an aminoglycoside resistance gene, aacA7, and a chloramphenicol resistance gene, catB3, in an integron in pBW H301[J]. Antimicrob Agent s Chemother. 1995, 39: 686-693.

（2016–04–27）

S813.3

A

1007-1733(2016)09-0089-01