彭蘭麗

（湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410127）

抗生素作為人類偉大的發(fā)現(xiàn)，自出現(xiàn)且被應(yīng)用于臨床治療中以后，人類則有了對抗細(xì)菌感染的利器，細(xì)菌感染造成的疾病死亡率大幅度下降。經(jīng)過幾十年的大力發(fā)展，目前已經(jīng)開發(fā)出了多種類別上百種抗生素，其中主要分為可干擾細(xì)菌細(xì)胞壁合成的β- 內(nèi)酰胺類，影響細(xì)菌蛋白質(zhì)合成的氨基糖苷類、四環(huán)素類、氯霉素類、大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素類，影響核酸代謝的喹諾酮類，損傷細(xì)菌細(xì)胞膜的多粘菌素類及干擾葉酸代謝的磺胺類和甲氧芐啶[1]。

我國近20 噸抗生素有一半被用于畜牧生產(chǎn)中。但近幾年，抗生素的大量濫用、誤用以及將其作為預(yù)防性飼料添加劑使用均造成了大量耐藥菌的產(chǎn)生，少許菌株甚至出現(xiàn)多重耐藥、交叉耐藥的現(xiàn)象，還可導(dǎo)致抗生素的藥效敏感性降低，動物死亡率升高，從而對畜牧養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重影響。更為重要的是耐藥菌可以在人類、動物和環(huán)境中轉(zhuǎn)移，給人類健康帶來潛在威脅。因此，針對這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，世界各國和組織紛紛制定相應(yīng)的禁抗措施以應(yīng)對這一危機(jī)，例如：1986 年，瑞典政府基于食品安全的考慮，在沒有充分證據(jù)的情況下，規(guī)定畜禽飼料中全面禁用抗生素作為促生長物質(zhì)，成為世界上第一個不準(zhǔn)使用AGPs 的國家[2,3]。隨后，丹麥于2000 年開始在畜禽飼料中全面禁用抗生素，早于其它的歐盟國家6 年。從2006 年初開始，歐盟國家開始在法律上全面禁止促生長類抗生素在飼料中的添加使用，因?yàn)槿藗儜岩纱罅靠股氐氖褂脮黾尤祟惡蛣游飳股氐哪退幮訹4]。本文主要通過對在畜牧養(yǎng)殖生產(chǎn)中動物源性細(xì)菌對應(yīng)用較為廣泛的四環(huán)素類抗生素的耐藥性研究現(xiàn)狀進(jìn)行剖析，從而提出相應(yīng)的應(yīng)對策略以保障畜牧養(yǎng)殖業(yè)的平穩(wěn)健康發(fā)展和動物源性食品安全。

1 四環(huán)素類抗生素

四環(huán)素類抗生素包括了一系列的衍生物，如四環(huán)素（Tetracycline）、金霉素(Aureomycycline)、土霉素(Terramycin)、地美環(huán)素（Demeclocycline）、強(qiáng)力霉素(Doxycycline)、甲烯土霉素(Methacycline)等，它們均有著非常廣泛的抗菌譜，無論對革蘭氏陽性菌或陰性菌、需氧菌或厭氧菌、立克次體、螺旋體屬均有較好的抑制作用，但對結(jié)核菌、變形菌等則無效[5,6]。近年來，隨著四環(huán)素類藥物被廣泛的應(yīng)用于動物傳染病的治療，對各種細(xì)菌性疾病的預(yù)防工作中以及被用于在動物源性產(chǎn)品生產(chǎn)過程中提高家畜的生產(chǎn)性能，從而導(dǎo)致了多種動物源性細(xì)菌均對其產(chǎn)生了嚴(yán)重的耐藥性。因此，深入研究動物源性細(xì)菌對四環(huán)素類藥物產(chǎn)生耐藥性的機(jī)制是非常有必要的，這將有助于指導(dǎo)臨床合理使用四環(huán)素類藥物以及對于動物源性細(xì)菌性疾病的防治具有重要意義。

2 四環(huán)素類抗生素耐藥機(jī)制

多數(shù)情況下，在抗生素的選擇性壓力下多數(shù)細(xì)菌會為了生存而嘗試通過各種耐藥機(jī)理或途徑與抗生素對抗，其中針對于四環(huán)素類抗生素耐藥性的產(chǎn)生主要有兩種比較常見的機(jī)制即：主動外排作用和核糖體保護(hù)作用。研究人員已經(jīng)在以上兩種機(jī)制中通過測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)了幾十種耐藥基因，這些基因多位于接合質(zhì)?；蚪雍限D(zhuǎn)座子上[7]。一般認(rèn)為，主動外排作用和核糖體保護(hù)作用是細(xì)菌對四環(huán)素產(chǎn)生耐藥性的主要機(jī)制，其中革蘭氏陰性菌以主動外排機(jī)制為主，常見的耐藥基因分別為tet(A)、tet(B)和tet(C)；而革蘭氏陽性菌則以核糖體保護(hù)機(jī)制為主，研究較多的核糖體保護(hù)基因分別為tet (W)、tet（K）、tet（L）、tet（M）和tet（O）等[8]。下面就四環(huán)素類藥物兩種常見的耐藥機(jī)制來闡述動物源性細(xì)菌對四環(huán)素類抗生素的耐藥性是如何產(chǎn)生的。

2.1 主動外排機(jī)制

藥物外排泵是一類存在于細(xì)菌細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)。研究表明，許多細(xì)菌均可通過其自身的外排泵系統(tǒng)將進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的四環(huán)素鎂離子伴隨H+的內(nèi)流而轉(zhuǎn)運(yùn)到胞外，使得胞內(nèi)的四環(huán)素濃度降低而表現(xiàn)出耐藥性[9]。革蘭氏陽性和陰性菌共計(jì)有26種不同類型的外排泵，其中針對于四環(huán)素類藥物的有18 種。此外，革蘭氏陰性菌的四環(huán)素外排泵通常含有12 個跨膜區(qū)。四環(huán)素的外排泵主要分布于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)膜的磷脂雙層結(jié)構(gòu)上，但是關(guān)于其具體的分子結(jié)構(gòu)目前還未被解析，有研究人員基于其它已知的轉(zhuǎn)運(yùn)體推測四環(huán)素外排泵的分子結(jié)構(gòu)可能是一個含水的由6 個跨膜組成的螺旋狀通道[5]。

2.2 核糖體保護(hù)機(jī)制

四環(huán)素類藥物對細(xì)菌進(jìn)行殺滅作用可通過與細(xì)菌內(nèi)的核糖體結(jié)合，從而干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的正常翻譯過程以此來發(fā)揮抗生素的作用。四環(huán)素類藥物之所以能夠進(jìn)入胞內(nèi)與核糖體結(jié)合主要是由于細(xì)菌核糖體上有四環(huán)素類藥物的tRNA 結(jié)合位點(diǎn)。同源氨基酰基-tRNA 與mRNA 受體位點(diǎn)（A-site）頂端。通過四環(huán)素類藥物與細(xì)菌核蛋白的30S 亞單位結(jié)合，這種有約束力的結(jié)合阻斷氨基?；?tRNA的對接，從而抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成。四環(huán)素通過革蘭氏陰性菌的外膜孔進(jìn)入到含有二價Mg2+的細(xì)菌細(xì)胞中，其次是通過細(xì)菌的細(xì)胞膜上的無金屬抗生素的被動擴(kuò)散作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。因此，四環(huán)素與二價金屬的結(jié)合對抗生素進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞和靶向作用到細(xì)菌核糖體上是至關(guān)重要的。而核糖體保護(hù)是由核糖體保護(hù)蛋白介導(dǎo)的。核糖體保護(hù)蛋白是一種與延伸因子同源的GTP 酶，其與四環(huán)素修飾的翻譯核糖體結(jié)合，并在核糖體中捕捉四環(huán)素，從而使細(xì)菌蛋白質(zhì)的翻譯得以繼續(xù)[10]。

3 科學(xué)應(yīng)對策略

歷史表明，抗生素的發(fā)現(xiàn)和耐藥性的出現(xiàn)是齊頭并進(jìn)的。四環(huán)素類藥物的廣泛使用及存在為耐藥性的產(chǎn)生提供了機(jī)會。為避免耐藥性的產(chǎn)生，可做到以下幾點(diǎn)：（1）針對性用藥，減少廣譜抗生素的使用；（2）嚴(yán)禁在飼料或飲用水中預(yù)防性添加抗生素；（3）輪換用藥，減少同一類藥物的長期頻繁使用；（4）在癥狀好轉(zhuǎn)后增加鞏固性用藥，防止出現(xiàn)由病原菌消滅不徹底導(dǎo)致再次致病的現(xiàn)象；（5）清除環(huán)境中殘留的四環(huán)素類藥物，減少環(huán)境耐藥菌的產(chǎn)生[11,12]。

4 展望

現(xiàn)如今，大量抗生素的濫用導(dǎo)致耐藥細(xì)菌的產(chǎn)生，甚至于可以威脅到人類健康的超級細(xì)菌，多重耐藥和高水平耐藥等問題日益嚴(yán)重。臨床上對細(xì)菌性疾病不恰當(dāng)?shù)闹委熀涂股貫E用是造成耐藥菌普遍存在的罪魁禍?zhǔn)?。因此，世界各國紛紛開始禁止在飼料中添加抗生素作為預(yù)防性用藥和限制抗生素在臨床治療中的用量。進(jìn)一步深入探究四環(huán)素類抗生素耐藥性產(chǎn)生的原因和內(nèi)在規(guī)律有助于指導(dǎo)臨床合理規(guī)范使用抗生素，進(jìn)而有利于保障動物源性食品安全。 □