沙門氏菌耐藥性研究進展

張慶賀 張丹俊 李槿年 沈學懷 潘曉成 趙瑞宏

摘要 沙門氏菌是常見的引起腸道疾病的人畜共患病原菌。隨著抗菌藥物的大量使用，沙門氏菌的耐藥性逐漸增強，多重耐藥菌株的比例不斷上升，嚴重影響人類和動物的健康。綜述了對沙門氏菌的耐藥機制和國內部分地區所分離沙門氏菌的耐藥性現狀等。

關鍵詞 沙門氏菌；耐藥性；耐藥機制；耐藥性現狀

中圖分類號 S852.6 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）17-0027-03

Abstract Salmonella is a common zoonotic pathogen and cause intestinal diseases of animal and human. The resistance of Salmonella and the proportion of multidrugresistance strains have gradually increased with the largescale use of antibiotics， which has seriously affected human and animal health. In this review， the research on the resistance mechanism of Salmonella and the resistance status of Salmonella isolated in domestic area were introduced.

Key words Salmonella；Drug resistance；Resistance mechanism；Resistance status

沙門氏菌是革蘭氏陰性、兼性、胞內細菌，常引起人類和動物疾病的發生[1]。自1885年Salmon和Smith分離到豬霍亂沙門氏菌以來，已經發現了超過2 500種血清型，沙門氏菌屬被分為邦戈爾沙門氏菌和腸道沙門氏菌2種，其中絕大多數屬于腸道沙門氏菌[2-3]。研究表明，在全世界不同地區的食物中毒事件中，每年因沙門氏菌感染引發的傷寒病例約有1 600萬例，胃腸炎約13億例，其中約300萬例因沙門氏菌死亡[4]。近幾十年來，在動物飼料中大量使用抗生素作為生長促進劑和治療藥物，使沙門氏菌的耐藥性逐漸增強，增加了沙門氏菌對人類和動物健康的威脅[5]。研究發現，病原菌的耐藥性對食源性傳染病的發病率上升起著重要的作用[6]。細菌耐藥性是近年來臨床治療的棘手問題，越來越受到人們的重視。鑒于此，筆者對沙門氏菌的耐藥機制以及國內部分地區的沙門氏菌耐藥性現狀進行綜述。

1 沙門氏菌耐藥機制

細菌對抗生素產生耐藥性可分為固有耐藥性和獲得耐藥性。固有耐藥是由細菌染色體基因決定而代代相傳的耐藥性，而獲得耐藥性是由于細菌與藥物多次接觸后，通過改變自身的特性，使細菌對藥物的敏感性下降甚至消失[7]。沙門氏菌耐藥主要通過滅活酶及鈍化酶的產生、基因突變、細菌主動外排作用、可移動基因元件介導和生物膜的形成，這些機制相互作用共同決定細菌的耐藥水平。

1.1 滅活酶和鈍化酶引起沙門氏菌耐藥

近年來，隨著青霉素類、頭孢菌素類和碳青霉烯類抗生素的廣泛使用，超廣譜β-內酰胺酶（ESBLs）和頭孢菌素酶（AmpC）已成為介導沙門氏菌對β-內酰胺類抗生素耐藥的2種主要滅活酶。AmpC酶主要由染色體介導產生，作用于頭孢菌素類抗生素使其失效。ESBLs多為質粒介導，滅活青霉素類、頭孢菌素類和單環β-內酰胺類抗生素。而氨基糖苷類抗生素以產生鈍化酶為主。鈍化酶位于胞質膜間隙，其功能是把相應的化學基團結合到藥物分子上，鈍化后的藥物不能進入膜內與核糖體結合而喪失其蛋白質合成的抑制作用，從而導致耐藥。沙門氏菌能夠產生乙酰轉移酶（AAC）、腺苷酸轉移酶（AAD）、磷酸轉移酶（APA）。AAC作用于氨基糖苷類及酰氨醇類抗生素，使其乙?；В籄PA和AAD可作用于氨基糖苷類使其磷酸化和羥基腺化，而失去抗菌活性[8]。

1.2 基因突變引起沙門氏菌耐藥

沙門氏菌可通過基因突變改變靶位結構使藥物不能識別產生耐藥性。喹諾酮類和氟喹諾酮類抗菌素通過對DNA旋轉酶和拓撲異構酶Ⅳ的結合和抑制作用發揮其抗菌作用[9]。這2種酶對于細菌細胞的復制是必不可少的。DNA旋轉酶催化雙鏈DNA的負超螺旋，在DNA復制和轉錄的起始階段起重要作用[10]。拓撲異構酶IV參與細胞分裂時將細菌基因組分離成2個子細胞。DNA旋轉酶和拓撲異構酶Ⅳ都是由A和B亞基組成的四聚體蛋白，分別由基因gyrA、gyrB和parC、parE編碼[11]。其中任何一個基因突變都會導致氟喹諾酮對靶點的結合減少，這些突變多在肽鏈的氨基酸氨基端上67～106位置聚集，這個域稱為喹諾酮耐藥性決定區域（QRDR）[12-13]。沙門氏菌gyrA亞基第83位的Ser常突變為Phe、Ala或Tyr，第87位的Asp常突變為Gly、Tyr或Asn[14]。gyrB亞基第464位的Ser常突變為Phe或Tyr[15]。parC亞基突變點通常是第80位的Ser突變成Arg，第57位的Thr突變成Ser。parE亞基突變點通常是第453位的Glu突變成Gly，第461位His突變為Tyr。其中又以gyrA、parC基因突變最為頻繁重要。另外青霉素結合蛋白（PBPs）和核糖體30S亞基的改變使藥物親和力與結合量降低，在沙門氏菌對β-內酰胺類與氨基糖苷類抗生素產生耐藥性也發揮著重要作用。四環素耐藥性可能是由一種干擾四環素與核糖體結合能力的機制介導的，四環素耐藥基因及其相關的四環素抗性決定劑保護了四環素作用的核糖體。

1.3 細菌外排作用引起沙門氏菌耐藥

細菌的主動外排機制于1980年分別由Ball和McMurry在研究大腸埃希菌耐藥性時發現[16]。在革蘭氏陰性細菌中，許多轉運蛋白形成多個“泵”，它們跨越內膜和外膜，并被初級或次級轉運元件驅動[17]。AcrAB-Tolc屬于RND轉運蛋白家族，在MDR表型起主要作用[18]。沙門氏菌的胞內轉運AcrB、膜融合蛋白AcrA和外膜通道蛋白Tolc一起組成AcrAB-Tolc系統[19]。AcrAB TolC外排泵的活性依賴于底物的濃度和跨膜內的電化學梯度的程度[20]。染色體的acrAB主要受marRAB調控，AcrR為次級調節子，起抑制作用，但是AcrR 基因突變可以使acrAB 表達增強，從而使耐藥性增強[21]。MarA為正調控蛋白，可以增強acrAB 和TolC 表達，使更多的胞內物排出菌體，細菌的耐藥性增強。該系統在沙門氏菌對氟奎諾酮類藥物抗性中發揮重要的作用。

1.4 可移動基因元件介導作用引起沙門氏菌耐藥

1.4.1 質粒介導的沙門氏菌耐藥。

質粒是獨立于染色體外能夠自我復制的DNA，能夠賦予宿主細胞某些特殊的生物學性狀。質粒上常有抗生素的抗性基因，例如四環素抗性基因或卡那霉素抗性基因等?？顾幮再|粒因其攜帶抗性基因在抵抗藥物的作用中發揮重要的作用，其中R質粒最為常見。耐藥質?？梢酝ㄟ^接合、轉化或轉導的方式在細菌間傳遞其攜帶的耐藥基因[22]。

1.4.2 轉座子介導的沙門氏菌耐藥。

轉座子是能夠隨意地在質?；蛉旧w上的DNA分子中插入或躍出的基因片段[23]。轉座子能夠攜帶耐藥基因在細菌染色體、質?；蚴删w間進行轉移，因而可造成不同菌株甚至不同種屬間傳播耐藥基因，是細菌產生多重耐藥機制之一。

1.4.3 整合子介導的沙門氏菌耐藥。

整合子是一個可以移動的基因元件，具有捕獲和整合外源性基因使之轉變成功能性基因的獨特結構，位于細菌染色體、質?；蜣D座子上。整合子的基本結構由3部分構成，兩端為保守序列（conserved segament，CS），分別稱作5/CS和3/CS，中間為可變區（variable region）[24]?？勺儏^由1個或多個外來插入的基因盒（gene cassette）組成。基因盒含有基因編碼區和3/端59堿基單元（base element，59be）的重組位點。5/CS是整合子的基本結構，包括編碼整合酶的int Ⅰ基因，基因重組位點att Ⅰ和負責基因轉錄的啟動子（P）構成[25]。Int Ⅰ屬于絡氨酸整合酶家族，催化基因盒在整合子重組位點att Ⅰ和基因盒重組位點aatC之間的整合和剪切。Aat Ⅰ整合酶基因的上游，是外源基因盒整合到整合子上的位點。啟動子P指導下游可變區中自身不帶有啟動子的基因盒中基因的表達。可變區帶有不同數量和功能的基因盒，但有的整合子在保守序列間沒有基因盒的插入。Ⅰ類整合子3/CS有3個開放讀碼框（ORF）磺胺耐藥基因（sul1），季銨鹽化合物及溴乙錠的耐藥基因（qacE1）及功能不明的ORF5[26]。

1.5 生物膜的改變引起沙門氏菌耐藥

細菌生物膜是指細菌在不利于其生長的環境下，通過自身產生的胞外多糖被膜多聚物相互粘連形成的細菌群落，黏附于無生命體或活體表面，可由單一菌種形成，也可由多菌種形成[27]。大多數微生物在結構生物膜中生長，而不是在懸浮液中單獨生長，而在這種環境中，可能會改變基因的表型[28]。滲透限制學說認為，生物膜內細菌分泌的多糖物質所形成天然屏障，能阻礙或延緩抗生素傳入；另外組成生物膜的多聚糖物質是帶負電荷，可與帶正電荷的一些抗生素結合，減小了抗生素的濃度，因此不能起到抑制或殺滅細菌的作用[29]。營養限制學說認為，在生物膜包裹下的部分細菌會由于營養物質缺乏處于緩慢生長或饑餓狀態，這種狀態下的細菌對抗生素不敏感[30]。所以在抗生素只殺死一些表層細菌的情況下，如果停止使用藥物，內部營養缺乏的細菌就會利用死亡菌作為營養進行生長繁殖，很快又恢復原有狀態[31]。

2 我國部分地區的沙門氏菌耐藥性現狀及分析

通過調查不同地區臨床分離的沙門氏菌對常用抗菌藥物的耐藥率差異，有助于了解國內沙門氏菌耐藥性的現狀，為制定遏制沙門氏菌耐藥性蔓延的措施提供參考依據。長期以來，我國各地學者對食源性和動物源性沙門氏菌的耐藥性進行了密切監測和研究。杜雄偉等[32]采用紙片瓊脂擴散法檢測了大連市豬肉中沙門氏菌對12種抗生素的耐藥性，結果表明，分離的15株沙門氏菌對硫酸慶大霉素的耐藥率最高為73.3%，對鹽酸諾氟沙星（60.0%）、氟苯尼考（53.3%）等藥物耐藥率也很高，共產生10種耐藥譜。張莒等[33]對藏雞和彭縣黃雞中沙門氏菌耐藥性分析，結果顯示所有菌株均呈多重耐藥，其中最少的耐藥4種，最多的耐藥6種；分離株對青霉素、吉他霉素和林可霉素的耐藥率最高，高達100%，對新霉素和鏈霉素的耐藥率次之，均在70%以上。陸彥等[34]對山東省不同來源分離的雞源沙門氏菌進行19種藥物敏感性測定，發現178株分離株中，對氨芐西林耐藥率為68.54%、對四環素耐藥率為66.85%、對磺胺甲惡唑和萘啶酸耐藥率達到100%。鄒明等[35]對從北京和陜西地區分離的110株雞源沙門氏菌進行13種抗菌藥物的耐藥性檢測，結果顯示對多粘菌素E的耐藥性最強，耐藥率為41.82%，其次為磺胺異噁唑、氨芐西林和大觀霉素，耐藥率分別為31.82%、29.09%和18.18%。從以上研究報道發現，不同來源沙門氏菌的多重耐藥現象呈現越來越嚴重的趨勢，尤其對氨芐西林等常用抗生素抗性明顯，但不同地區所分離的沙門氏菌的耐藥率存在差別，也從側面反應了不同地區抗菌藥物的使用情況存在一定差異[36]。

3 小結

細菌的耐藥性已成為威脅人類健康一大難題。近年來，抗生素的不合理使用導致耐藥現象日益嚴重，耐藥機制也趨于復雜。盡管抗生素耐藥性的產生可能無法避免，但合理使用抗生素可以降低其產生和發展的速度。了解沙門氏菌的耐藥機制有利于合理使用抗生素，為開發新的抗菌藥物和抗菌佐劑提供借鑒。

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