食源性沙門氏菌耐藥機制及藥敏性檢測方法研究現狀

李少博，賀稚非，李洪軍，任燦

(西南大學 食品科學學院，重慶，400715)

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食源性沙門氏菌耐藥機制及藥敏性檢測方法研究現狀

李少博，賀稚非，李洪軍*，任燦

(西南大學 食品科學學院，重慶，400715)

沙門氏菌作為常見的食源性致病菌之一，嚴重威脅著人類的健康。近年來，由于抗生素的濫用，沙門氏菌的耐藥性逐漸增強，這更加深了沙門氏菌對人類的危害。文章概述了食源性沙門氏菌的耐藥機制，分析了目前較為有效的藥敏性檢測方法，期望對食源性沙門氏菌耐藥性的控制、評價抗生素的使用現狀以及研究抗性基因在種屬之間的轉移等方面提供理論依據。

沙門氏菌；耐藥機制；藥敏性檢測方法

沙門氏菌(Salmonella)作為一種食源性致病菌，給人類健康帶來了巨大的威脅。據報道，全球每年大約有9 380萬例的沙門氏菌感染事件，并導致15.5萬的感染者死亡[1]。近年來，由于抗生素的不規則使用以及耐藥基因的水平轉移，致使沙門氏菌的耐藥問題層出不窮，沙門氏菌的耐藥性也引起了世界的關注。AMNA等[2]研究表明在巴基斯坦臨床分離的傷寒血清型沙門氏菌中，有58.7%沙門氏菌呈多重耐藥性；在印度加爾各答臨床分離的沙門氏菌中，耐藥性檢出率高達71.4%[3]；GETACHEW[4]研究顯示從埃塞俄比亞牛、羊、豬等動物體內分離出的沙門氏菌超過75%呈現耐藥性；在美國進口香料中檢測到的沙門氏菌,大約有55.6%呈現多重耐藥性[5]；張增峰等[6]研究結果顯示，從廣東省的超市和農貿市場零售的整雞樣品中分離出的沙門氏菌，對萘啶酮酸的耐藥率為71.06%。

因此，控制食源性沙門氏菌的耐藥性迫在眉睫。目前，國內關于沙門氏菌的耐藥機制研究較多，但缺乏對食源性沙門氏菌的耐藥機制和耐藥性檢測方法系統性的分析與總結。本文以此為出發點，概述了食源性沙門氏菌的耐藥機制以及耐藥性檢測方法，期望對后續的研究提供一定的理論和實踐依據。

1　沙門氏菌概述

1.1生物學特性

沙門氏菌是一種革蘭氏陰性菌，屬于腸桿菌科，無芽孢和菌膜，大多數有鞭毛，可以運動，它在普通瓊脂培養基上生長良好，需氧或兼性厭氧；除雞沙門氏菌和傷寒沙門氏菌發酵葡萄糖、麥芽糖、山梨醇和甘露醇不產氣外，其余都可以產氣；其抗原復雜，一般的沙門氏菌具有菌體抗原、表面抗原和鞭毛抗原3種抗原，它的菌屬種類繁多，可以感染豬、牛、羊等多種動物。現在已經確認的沙門氏菌血清型超過2 500個，且基本上都屬于腸道沙門氏菌和邦戈爾沙門氏菌這兩種[7-8]。

1.2致病機理

沙門氏菌作為一種食源性致病菌，經口腔進入到人體以后，在腸道內進行大量繁殖，后經淋巴系統進入到血液，即感染過程。隨后，沙門氏菌由于在腸道和血液中受到機體免疫系統的抵抗而破裂，釋放出大量的內毒素，致使人體中毒，出現中毒癥狀。根據感染菌體的不同，可引起傷寒、敗血癥和慢性腸炎等疾病[9]。

1.3耐藥現狀

人類在治療由沙門氏菌引起的疾病時，最初由于抗生素的不合理使用，致使沙門氏菌的耐藥性逐漸增強、耐藥譜也越來越寬。BRIAN等[10]通過對DT104和DT193兩種類型鼠傷寒沙門氏菌的研究得出，它們對四環素都有耐藥性。AQSA等[11]證實，鼠傷寒沙門氏菌內部的特定轉運蛋白STY4874對環丙沙星、諾氟沙星以及卡那霉素等十種抗生素都有耐藥性。在印度北部的家禽養殖環境中分離出的沙門氏菌，對克林霉素、苯唑西林以及青霉素都表現出了較強的抗性[12]。由此可見，沙門氏菌的耐藥現狀不容樂觀，需要我們采取積極的措施對其進行控制，從而更好地確保人類健康。

2　食源性沙門氏菌的耐藥機制

2.1基因突變機制

該機制是由于編碼沙門氏菌某些成分的基因發生突變而使其產生耐藥性。主要包括3種類型：(1)由抗生素靶標基因突變而引起的耐藥性。原理是沙門氏菌由于基因突變而改變了抗生素的作用靶位，使抗菌藥物不能發揮其作用，從而使沙門氏菌產生耐藥性。(2)由基因修復系統突變而引起的耐藥性。原理是甲基錯配修復系統主要是由mutD、mutH、mutL和uvrS基因組成，它們聯合作用不僅可以阻止外源抗性DNA的插入，而且也可以控制自身基因的突變。當此修復系統發生基因突變時，它在DNA復制過程中的修復功能就會發生異常，致使外源抗性DNA的插入，從而使沙門氏菌產生耐藥性。(3)由操縱基因突變而引起的耐藥性。原理是當沙門氏菌的吸收和外排泵系統的操縱基因發生突變時，將導致沙門氏菌的外排泵基因超量表達，使其產生耐藥性[13-14]。

當沙門氏菌中編碼解旋酶的基因gyrA、gyrB或拓樸異構酶parC、parE亞基中的氨基酸發生突變時，它對氟喹諾酮類抗生素的耐藥性就會發生改變[15]。COPRA等[16]研究證明，當基因修復系統發生基因突變時，沙門氏菌對抗生素的敏感性就會發生變化。因此，沙門氏菌的基因突變對其耐藥性的產生有著重大影響。

2.2鈍化酶和滅活酶機制

食源性沙門氏菌對氨基糖苷類抗生素的主要耐藥機制就是產生了鈍化酶。其原理是經過酶修飾后，抗生素的結構發生改變，導致它的羥基和氨基不能與核糖體緊密結合，因此抗生素就不能繼續發揮它的抗菌作用,致使細菌產生耐藥性[17]。常見的鈍化酶有磷酸轉移酶[18]、核苷轉移酶[19]、乙酰轉移酶[20]。沙門氏菌也可以產生β-內酰胺酶，使β-內酰胺類抗生素發生水解，失去藥性。另外，現已發現，沙門氏菌也可以產生紅霉素酯化酶、氯霉素乙酰轉移酶等滅活酶，使自身產生耐藥性[13]。

2.3外排泵機制

外排泵是一種轉運蛋白，存在于細胞膜中，它可以降低菌體內抗生素的有效濃度，致使細菌的耐藥性增加。LUNN等[20]研究證實,當有外排泵抑制劑苯丙氨酸-精氨酸-β-萘酰胺存在時，細菌對萘啶酸的敏感度明顯提高。根據CHEN等[21]的研究結果表明，acrAB-tolC外排泵系統與沙門氏菌的耐藥性有關。當然，在沙門氏菌體內或許還存在其它新的外排泵系統沒有被發現[22]，需要我們繼續深入探討，解開最終的謎團。

2.4耐藥性基因水平轉移機制

與食源性沙門氏菌耐藥性有關的基因如表1[23-27]所示，當這些抗性基因嵌入到包括質粒、轉座子、整合子、基因島等基因元件中時，它們就可以伴隨著這些基因元件通過基因水平轉移的方式進行傳播擴散，從而導致細菌的耐藥性不斷增強[28-29]。當然，沙門氏菌也可以接受外來的抗性基因，提高自身的抗藥能力。ANTONIO等[23]研究證明了鼠傷寒沙門氏菌對磺胺甲惡唑的耐藥性與其含有sul2抗性基因有關。BENOIT等[26]也證實了沙門氏菌的多重耐藥性與其基因島中含有多種抗生素抗性基因相關。

表1　與食源性沙門氏菌耐藥性相關的基因

3　食源性沙門氏菌藥敏性的檢測方法

3.1肉湯稀釋法

肉湯稀釋法可以分為2種，即微量肉湯稀釋法和宏量肉湯稀釋法。它們的原理都是對一定濃度的抗菌藥物和含有待試菌的培養液進行一系列稀釋，在適宜條件下培養之后，肉眼判斷培養液的濁度，無細菌生長的培養器中所含的藥物的最低濃度就是最低抑菌濃度(其值越小，表明被試菌對此種抗菌藥物越敏感，反之，則表示受試菌對此種抗菌藥物的耐藥性越強)。再將所有無細菌生長的培養器中的培養液移接于適合被試菌生長并且不含有任何抗菌藥物的瓊脂平板上，培養1夜后，觀察菌落生長情況，其中，在沒有任何被試菌菌落生長的瓊脂平板中，所含的最低藥物濃度就是最低殺菌濃度[30]。JOY等[31]用肉湯稀釋法檢測了從小牛身上分離的沙門氏菌的藥敏性，結果有80%的菌株對四環素和卡那霉素具有耐藥性；WU等[32]也用肉湯稀釋法和瓊脂稀釋法測定了沙門氏菌對抗生素的藥敏性，并對這兩種方法作了簡單的比較。

3.2瓊脂稀釋法

瓊脂稀釋法是通過測量最低抑菌濃度來判定被試菌的耐藥性，它被稱為藥敏測定的“金標準”。該法的原理是將被試菌接種在含有不同濃度抗菌藥物的瓊脂平板物上，隨后在適宜條件下培養，觀察被試菌的生長情況，被試菌不能生長的最低藥物濃度即為最低抑菌濃度[33]。LURDES等[34]用瓊脂稀釋法測定了葡萄牙地區從肉雞和飼養員身上分離的沙門氏菌的藥敏性；GORDANA等[35]則用瓊脂稀釋法測定了塞爾維亞地區臨床分離的沙門氏菌的耐藥性，都取得了很好的效果。

3.3紙片擴散法

紙片擴散法是一種使用較為廣泛的測定方法，此法的原理是將浸有抗菌藥物的紙片敷貼在涂有被試菌的瓊脂平板上，由于抗菌藥物會在瓊脂平板上進行擴散，因此其在瓊脂平板上的濃度也會呈現梯度遞減之態，則在紙片周圍一定距離內的被試菌就會受到抑制，經過一定條件下的培養后，在瓊脂板上會形成一個抑菌圈，根據抑菌圈直徑的大小就可判斷被試菌對此種抗菌藥物的藥敏性[36-37]。抑菌圈直徑越大，表明被試菌對此種抗菌藥物越敏感，反之，則表示受試菌對此種抗菌藥物的耐藥性就越強。HAIR等[38]用K-B紙片擴散法測定了從尼泊爾地區傷寒患者身上分離的沙門氏菌的藥敏性;DIANA等[39]通過用紙片擴散法測定了沙門氏菌的多重耐藥性,研究了殺菌劑濃度對其耐藥性的影響，取得了理想的實驗結果。

3.4E-test實驗法

E-test實驗法是在稀釋法與擴散法這兩種實驗方法的基礎山建立的一種新型的細菌藥敏性檢測方法。E-test實驗法所用的試紙條的長為50mm、寬為5mm，它的內部含有一系列預先制備好的抗菌藥物，并且抗菌藥物的濃度呈現連續指數遞增狀態。將E-test試紙條敷貼在接種有被試菌的瓊脂平板上，在適宜條件下培養一整夜之后，瓊脂平板上會出現呈橢圓形的抑菌圈，其抑菌圈的邊緣就會與試紙條交于一點，此點的刻度所標示的濃度就是被試菌對此類抗菌藥物的最低抑菌濃度[40]。VINCENT等[41]用E-test方法研究了科威特地區沙門氏菌對環丙沙星的藥敏性；NOBTHAI等[42]用此種方法測定了沙門氏菌對頭孢曲松鈉、環丙沙星和氧氟沙星的藥敏性，確定了沙門氏菌的多重耐藥性。

3.5全自動微生物分析儀測定法

全自動微生物分析儀測定法是一種快速有效的藥敏性檢測方法，常用的藥敏性檢測儀器有VITEK、Sensititre ARIS、MicroScan、ATB等。以VITEK 2 Compact 為例，它的工作原理是采用比濁法，每隔15 min以660 nm的波長檢測藥敏測定版反應孔的透光度，通過對被試菌在含和不含抗菌藥物培養基中的生長動力學進行分析，最終得到藥敏試驗結果[43]。它還可以通過在藥敏檢測及綜合分析中篩選紅霉素誘導克林霉耐藥 、MRSA、ESBLs等多種耐藥表型，并對多種耐藥表型機制進行進一步的評估與推斷，提示其耐藥模式[44]。ERIKA等[45]用MicroScan方法測定了柬埔寨人血液中沙門氏菌對環丙沙星和阿奇霉素的耐藥性。ABRO等[46]用VITEK 2微生物全自動分析系統測定了沙門氏菌的藥敏性，分析了迪拜地區沙門氏菌的耐藥情況。

食源性沙門氏菌耐藥性的常規檢測方法的優缺點如表2[47-49]所示。當然，還有一些效果較好的檢測方法，如試卡法、mPCR[50]法等，其中mPCR法是一種基于微生物菌樣中抗性基因的分子檢測方法，具有快速、高效等特點[51]。正是因為這些先進檢測方法的存在，才為控制食源性沙門氏菌的耐藥性、評價抗生素的使用現狀以及研究抗性基因在種屬之間的轉移等科研領域提供了技術保障。

表2　食源性沙門氏菌耐藥性的常規檢測方法的優缺點

4　展望

食品安全問題將會隨著社會的發展越來越被人類所關注，食源性沙門氏菌作為主要危害因素之一，其耐藥性必須得到有效的控制才能更好的確保人類的健康。因此，我們不僅需要嚴格的控制抗生素的使用，從源頭上控制其耐藥性的產生，更需要深入研究消除其耐藥性的方法。這就要求我們更加深入地了解其耐藥機制和探索更加科學有效的檢測方法，確保人類安全。

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Research progress on the mechanism of drug resistance of foodborneSalmonellaand test methods for its susceptibility

LI Shao-bo,HE Zhi-fei,LI Hong-jun*,REN Can

(College of Food Science,Southwest University, Chongqing 400715, China)

As one of the most common foodborne pathogens,Salmonellaposed a threat to human’s health badly. In recent years, the drug resistance ofSalmonellagradually increased due to the abuse of drugs. In this paper, the mechanisms of drug resistance ofSalmonellawere summarized and methods for detection of drug susceptibility were analyzed. It would provide a theoretical basis for control of drug resistance of foodborneSalmonella, evaluation of the use of antibiotics, transfer of resistance genes between species.

Salmonella；mechanism;methods of drug resistance detection

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201609043

碩士研究生(李洪軍教授為通訊作者,E-mail:983362225@qq.com)。

國家現代農業(兔)產業技術體系建設專項(CARS-44-D-1)；公益性行業(農業)科研專項(201303144)

2016-03-02, 改回日期：2016-04-01