孫淑芳，王 巖，孫洪濤，劉陸世，王媛媛，魏 榮，黃保續(xù)

（中國動物衛(wèi)生與流行病學中心，山東青島 266032）

應對細菌耐藥性策略研究

孫淑芳，王 巖，孫洪濤，劉陸世，王媛媛，魏 榮，黃保續(xù)

（中國動物衛(wèi)生與流行病學中心，山東青島 266032）

細菌耐藥性已成為威脅全球人類及動物安全的重大問題，多個世界組織及發(fā)達國家已發(fā)出實施干預控制的倡議或已制定行動計劃。本文分析了細菌耐藥性的遺傳學發(fā)生機制、耐藥菌和耐藥基因的流行病學傳播途徑及控制傳播的措施，以期對制定和完善細菌耐藥性干預控制策略和措施提供借鑒。

耐藥性；耐藥病原體；基因轉(zhuǎn)移；干預措施；公共衛(wèi)生；細菌；抗生素

耐藥菌是指臨床上出現(xiàn)的多種能夠抵抗抗生素而導致治療失效的致病菌，如耐甲氧西林和萬古霉素的金黃色葡萄球菌（MRSA）、抗萬古霉素的腸球菌（VRE）、多重耐藥性的鏈球菌（MDRSP）、結(jié)核分枝桿菌（MDR-TB）以及NDM-1超級耐藥菌等。近年來，臨床上不斷出現(xiàn)的“超級細菌”病例，對人類健康造成嚴重威脅。2016年，美國發(fā)現(xiàn)首例能夠抵抗所有已知抗生素的細菌感染病例[1]。根據(jù)英國政府報道，全球每年約有5 000萬人死于耐藥菌感染[2]。耐藥菌感染給全球造成了重大經(jīng)濟損失，僅美國1年就需花費約350億美元用于耐藥菌感染治療[3]。

2008年，美國馬里蘭大學ARDB數(shù)據(jù)庫（Antibiotic Resistance Genes Database）報道其收錄的耐藥菌信息包括13 293個耐藥基因，涉及257種抗生素[4]。2013年，CARD數(shù)據(jù)庫（The Comprehensive Antibiotic Resistance Database）報道其收錄了3 000種有明確名稱的耐藥基因，當前還在持續(xù)增加中[5]。研究和阻止耐藥菌的出現(xiàn)、感染和傳播，已成為全球的共同目標，需要利益相關方的共同努力，包括動物及其產(chǎn)品生產(chǎn)消費鏈、人類及醫(yī)療體系、植物生產(chǎn)及環(huán)境部門等，以減少耐藥菌的發(fā)生與流行，保護人類及動物的安全健康。

1 細菌耐藥性的遺傳學發(fā)生機制

從基因遺傳學角度來看，微生物產(chǎn)生耐藥性主要有2種機制。一是在微生物進化過程中，基因突變后產(chǎn)生耐藥性；二是耐藥基因平行轉(zhuǎn)移，微生物獲得來自其他微生物的外源耐藥基因而產(chǎn)生耐藥性。

1.1基因突變產(chǎn)生耐藥性

基因突變不是由于細菌與藥物接觸而產(chǎn)生，而是細菌在進化過程中自發(fā)突變產(chǎn)生的，經(jīng)臨床頻繁使用抗生素之后，藥物抑制敏感菌的生長或?qū)⑵錃⑺?，而抗藥性細菌繼續(xù)生長繁殖形成抗藥菌系，并廣泛傳播。以結(jié)核分枝桿菌為例，由于結(jié)核分枝桿菌在進化過程中發(fā)生耐藥性突變，導致多重耐藥性，現(xiàn)已確定能夠耐受的藥物有利福平、異煙肼、鏈霉素、吡嗪酰胺、乙胺丁醇、丙硫異煙胺、喹諾酮類和克拉霉素等，每種耐藥性均涉及結(jié)核分枝桿菌1個或多個耐藥基因的突變、缺失或顛換等[6]。在藥物選擇壓力下，耐藥菌株增殖并流行，導致人和動物感染事件的發(fā)生。

1.2耐藥基因通過質(zhì)粒等在細菌間平行轉(zhuǎn)移，細菌因獲得外源耐藥基因而產(chǎn)生耐藥性

耐藥的細菌遺傳基因，可以通過質(zhì)粒、噬菌體和轉(zhuǎn)座子在細菌間平行轉(zhuǎn)移[7]，很多在人醫(yī)上最常見的人類耐藥基因位于可在不同細菌菌株和種屬間交換的質(zhì)?；蛑衃8]，例如MRSA耐藥基因mecA基因是一個外源性基因，來自凝固酶陰性葡萄球菌或腸球菌屬，通過轉(zhuǎn)座子或質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到原本對甲氧西林敏感的金黃色葡萄球菌中，并整合在染色體第10節(jié)段上[9]，使得原本對甲氧西林敏感的金黃色葡萄球菌獲得了耐藥性。

質(zhì)粒上常常載有編碼多種耐藥因子的轉(zhuǎn)座子，結(jié)合型轉(zhuǎn)座子能介導耐藥因子轉(zhuǎn)移，它不僅在革蘭陽性菌中有廣泛的宿主，在革蘭陰性菌中也有宿主。因此轉(zhuǎn)座子能形成各種難以對付的多重抗藥性菌株[10]。整合子也是細菌出現(xiàn)多重耐藥性的主要原因之一，是具有捕獲外源基因并使之轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄曰虻谋磉_單位；整合子能同時整合多個耐藥基因并整合進質(zhì)粒或轉(zhuǎn)座子基因組中，使被捕獲的外源抗藥基因隨質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座子在細菌間，甚至跨越菌屬的界限橫向轉(zhuǎn)移傳播[11]。

2 耐藥菌及耐藥基因的流行病學分析

人體、動物體和環(huán)境均是耐藥菌和基因的天然儲存庫，過量、頻繁使用抗生素進行生產(chǎn)活動，可以對細菌施加選擇壓力而使耐藥菌株流行。耐藥菌及耐藥基因（質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子）能夠在人、動物和環(huán)境間循環(huán)傳播。

2.1耐藥菌通過食物鏈由動植物向人類傳播

動植物可以為人類提供肉類、蛋類、乳制品、水果、蔬菜等，而動植物及產(chǎn)品中的耐藥菌和耐藥基因可通過食物鏈途徑向人類傳播。已有證據(jù)證明乳酸菌的抗藥基因在即食食品如奶酪、原料乳、豬排、火雞、牛肉和蘑菇、菠菜中被發(fā)現(xiàn)[12]。1996年，日本發(fā)生食物中毒事件，其原因即是飼料中經(jīng)常使用抗生素，致使其致病力變強，對多種抗生素耐藥的大腸桿菌O157變異菌株增殖流行，經(jīng)由動物糞便等途徑污染水源和食品，造成暴發(fā)流行性食物中毒[13]。另有研究表明，分離自魚類貝類中的具有多重耐藥性的沙門氏菌與分離自病人的沙門氏菌有97.4%的同源性[14]。

2.2耐藥菌通過直接接觸在動植物和人類間雙向傳播

寵物主與寵物接觸密切，畜牧養(yǎng)殖場中的養(yǎng)殖人員以及獸醫(yī)經(jīng)常與動物有直接接觸。近年來，有報道稱MRSA已在豬、馬以及其他部分動物身上被發(fā)現(xiàn)，有調(diào)查顯示，來自于豬場的人群或者與豬有過接觸的人群攜帶MRSA的幾率高于普通人群[15]。這說明MRSA能夠通過直接接觸的方式在動物和人類間雙向傳播。

2.3耐藥菌在動物、人與環(huán)境間雙向傳播

人類和動物的糞便中含有耐藥菌及耐藥基因，通過污水、廢水及排泄物向環(huán)境排放；人類或動物的糞便未經(jīng)處理用于施肥時，糞便中的耐藥菌及耐藥基因會向土壤環(huán)境中傳播，環(huán)境中的耐藥菌進入水源后可通過水的大氣循環(huán)傳向全世界，耐藥菌及耐藥基因的傳播沒有國界、地界的限制。

2.4耐藥基因在同種或不同種屬細菌間平行傳播

人、動物的腸道等都是多種菌群共生的環(huán)境，帶有抗藥性基因的質(zhì)?？纱鄠?，并在不同種屬細菌間（特別是腸道菌間）轉(zhuǎn)移，而導致耐藥基因廣泛傳播。轉(zhuǎn)座子能在質(zhì)粒間、質(zhì)粒和染色體間或質(zhì)粒和噬菌體間轉(zhuǎn)座，它可使被捕獲的外源抗藥基因在細菌間，甚至跨越菌屬的界限橫向傳播。

3 應對細菌耐藥性發(fā)生和傳播的措施分析

3.1控制抗生素的使用，維持微生物自然生態(tài)平衡

細菌耐藥性是自然進化選擇的結(jié)果，是難以避免的；但在沒有抗生素的自然狀態(tài)下，人體、動物體等存在微生物群落的自然生態(tài)平衡系統(tǒng)，敏感菌和耐藥菌共同生存，耐藥菌所占比例很小，其流行是細菌暴露于藥物帶來的自然選擇壓力造成的。因此，必須降低人、家畜或環(huán)境中的微生物暴露于抗生素的幾率，在人類和動物疫病的治療中，謹慎使用抗生素，避免濫用或誤用抗生素，停止使用抗生素作為生長促進劑長期在飼料中添加，禁止在水產(chǎn)養(yǎng)殖或果蔬生產(chǎn)中直接向環(huán)境施放抗生素等。這需要衛(wèi)生醫(yī)療系統(tǒng)、動物及其產(chǎn)品的生產(chǎn)供應鏈、獸醫(yī)系統(tǒng)等多個部門協(xié)同努力。

3.2強化環(huán)境消毒，減少致病菌交叉污染

改善人和動物的衛(wèi)生條件，提高環(huán)境的衛(wèi)生水平，實施嚴格的消毒隔離措施，可有效防止微生物（包括耐藥菌株）的增殖傳播；采用不同區(qū)域和環(huán)節(jié)的隔離式清潔方式，實施以環(huán)境微生物監(jiān)測為質(zhì)控的專業(yè)化清潔消毒標準，改善醫(yī)院和動物養(yǎng)殖場的交叉污染問題；嚴格實施醫(yī)務人員和飼養(yǎng)人員的消毒制度，降低由于人的活動造成交叉污染的風險；強化對城市、鄉(xiāng)村下水道等糞便、污水處理途徑的消毒，減少環(huán)境中病菌的滋生與傳播。

3.3發(fā)現(xiàn)及開發(fā)新型抗生素

一是發(fā)現(xiàn)新型抗生素，包括用傳統(tǒng)及全細胞抗菌試驗發(fā)現(xiàn)不同來源微生物產(chǎn)生的抗生素；二是開發(fā)現(xiàn)有抗生素的衍生物，改變現(xiàn)有抗生素的化學結(jié)構或開發(fā)特定抗菌基因的抑制物；三是開發(fā)綜合性有機抗毒藥物，如中醫(yī)藥藥物，靶向阻斷或抑制抗菌基因的抗體或化合物等。

4 參與全球行動，共同應對微生物耐藥性

食品貿(mào)易的全球化及旅游業(yè)的發(fā)展，使得耐藥菌得以在全球擴散、定殖，地區(qū)性防控措施實質(zhì)作用有限。2010年，世界動物衛(wèi)生組織（OIE）、世界貿(mào)易組織（WTO）和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）簽發(fā)了三方合作文件，共同采取行動應對微生物耐藥性[16]，行動計劃包括：一是提高公共認識，強化成員解決AMR的能力；二是支持OIE成員建立恰當?shù)恼?、機構和法律框架網(wǎng)絡；三是支持全球?qū)嵤┙y(tǒng)一協(xié)調(diào)的AMR監(jiān)測和抗生素使用監(jiān)測；四是共同提升研究開發(fā)新型抗生素制劑、診斷試劑和疫苗的能力，制定預防控制AMR的方案；五是支持抵制低質(zhì)及假劣抗生素產(chǎn)品使用；六是發(fā)展先進的預防及控制感染措施，逐步減少抗生素的使用。

2015年OIE第83次大會通過26號決議，180個OIE成員承諾在動物中慎用抗生素，共同抗擊微生物耐藥性。2016年G20杭州峰會將抗生素耐藥性問題作為專題進行了研討，在公報中指出抗生素耐藥性嚴重威脅公共健康、經(jīng)濟增長和全球經(jīng)濟穩(wěn)定。2016年聯(lián)合國大會、WTO/SPS例會也專題討論了這一問題。

美國、歐盟等均已采取實際行動，美國疫病預防與控制中心將耐藥細菌感染視為全球新發(fā)疫病對待；歐盟已發(fā)布指令禁止所有抗生素用于生長促進劑，歐盟食安局對其成員提出了統(tǒng)一監(jiān)測與報告抗藥菌等要求。

OIE調(diào)研了其130個成員，其中，尚未制定慎用抗生素相關法律法規(guī)的國家有110個，抗生素在上述國家較容易獲得，在動植物種養(yǎng)、水產(chǎn)品養(yǎng)殖、在動物飼料中使用或添加抗生素作為生長促進劑或預防治療等非治療用途的現(xiàn)象普遍存在。我國同樣存在上述諸類問題，加入全球抗擊微生物耐藥性行動，實施政府和社會共同參與的，人類醫(yī)療體系、獸醫(yī)、種植業(yè)、環(huán)保等多個部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)的綜合策略和措施，從生產(chǎn)流通與使用鏈條全面控制抗生素使用，已成為我國當前的一項重要任務。

[1] 新華網(wǎng). 美國首例“超級細菌”感染者：一切抗生素都沒用[EB/OL].（2016-05-27）[2017-07-10].http：//news. mydrivers.com/1/484/484270.htm.

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（責任編輯：杜憲）

Strategical Analysis on Tackling Antibiotic Resistance

Sun Shufang，Wang Yan，Sun Hongtao，Liu Lushi，Wang Yuanyuan，Wei Rong，Huang Baoxu
（China Animal Health and Epidemiology Center，Qingdao，Shandong 266032）

Antimicrobial resistance is presenting a global threat to human and animal health. Interventional strategies and action plans of several world organizations and developed countries have been implemented. The genetic mechanism of antimicrobial resistance，the general epidemiological pathway of pathogens and genes with antimicrobial resistance，and the effective interventional measures were analyzed in this paper，in order to provide guiding significance for developing strategies to tackle antimicrobial resistance.

antimicrobial resistance（AMR）；pathogen with antimicrobial resistance；transformation of gene；interventional strategy；public health

S852.61

B

1005-944X（2017）08-0036-04

10.3969/j.issn.1005-944X.2017.08.010

國家自然科學基金項目（31472237）；國家重點研發(fā)計劃項目（2017YFC1200500）

黃保續(xù)