動物源細菌對β-內(nèi)酰胺類藥物耐藥性的研究進展

辛凌翔 ，王宏宇 ，徐磊 ，王楠 ＊

（1.中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所 北京 100081；2.中國農(nóng)業(yè)出版社 北京 100026）

1 β-內(nèi)酰胺類抗生素的應(yīng)用狀況

通常將分子結(jié)構(gòu)內(nèi)存在β-內(nèi)酰胺環(huán)的若干抗生素統(tǒng)稱為β-內(nèi)酰胺類抗生素，諸如β-內(nèi)酰胺酶抑制劑、青霉素類、單環(huán)β-內(nèi)酰胺類、頭孢菌素類以及碳青霉稀類等。對于β-內(nèi)酰胺類抗生素而言，其具備以下特點：抗菌范圍廣、抗菌活性高、

1.1 青霉素類

青霉素類是一類非常重要的β-內(nèi)酰胺類抗生素，其制備一般通過半合成途徑，也可從發(fā)酵液中提取。青霉素類主要包括以下藥物：①甲氧西林、青霉素V等在內(nèi)的具備抗革蘭氏陽性菌功能的窄譜青霉素。②美西林、替莫西林等在內(nèi)的具備抗革蘭氏陰性菌功能的窄譜青霉素。③氨芐西林、阿莫西林等在內(nèi)的具備抗一般革蘭氏陰性桿菌功能的廣譜青霉素。④磺芐西林、阿洛西林等在內(nèi)的具備抗銅綠假單胞菌功能的廣譜青霉素。在臨床領(lǐng)域應(yīng)用此類抗生素的幾率較高，主要對螺旋體、革蘭氏陰性球菌、革蘭氏陽性菌等起效，僅對極少數(shù)的革蘭氏陰性桿菌起效，能夠殺滅真菌、病毒、立克次體以及阿米巴等[2]。

1.2 頭孢菌素類

頭孢菌素類屬于半合成廣譜抗生素類，此抗生素的母核是7-氨基頭孢烷酸（7-ACA），分子結(jié)構(gòu)內(nèi)含β-內(nèi)酰胺環(huán)。就β-內(nèi)酰胺環(huán)張力而言，頭孢菌素不及青霉素，因此，其體現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性，同時具備較低的過敏反應(yīng)發(fā)生率和較強的殺菌性?，F(xiàn)今，有以下四代頭孢菌素類藥物應(yīng)用于臨床上：①Ⅰ代頭孢菌素，對革蘭氏陽性菌作用較強，對革蘭氏陰性菌作用弱或無效，通常用來治療耐青霉素的金黃色葡萄球菌及敏感菌引發(fā)的輕、中度感染。②Ⅱ代頭孢菌素，抗菌譜比Ⅰ代廣泛，對β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定。然而，抗革蘭氏陽性菌的效能不及Ⅰ代，抗革蘭氏陰性菌的效能強于Ⅰ代，無抗銅綠假單胞菌功能，通常用來治療由敏感菌與產(chǎn)酶耐藥陰性桿菌所引發(fā)的感染。③Ⅲ代頭孢菌素，抗革蘭氏陽性菌的效能不及Ⅰ代，抗革蘭氏陰性菌的效能強于Ⅱ代，具備更為廣泛的抗菌譜，有抗銅綠假單胞菌功能，通常用來治療由耐藥革蘭陰性桿菌引發(fā)的重度感染。④Ⅳ代頭孢菌素，抗葡萄球菌（對甲氧西林敏感）方面功效較強，抗革蘭氏陰性菌方面強于Ⅲ代，通常用來治療由耐藥革蘭陰性桿菌引發(fā)的重度感染，此外，在抗厭氧菌上也具備較好效果[3]。

1.3 碳青霉烯類

在非典型β-內(nèi)酰胺類抗生素中，抗菌活性最佳、抗菌譜最廣的是碳青霉烯類抗生素，由于其具備諸多突出優(yōu)勢，諸如對β-內(nèi)酰胺酶具超強穩(wěn)定性、具良好的細胞通透性等，成為用于治療產(chǎn)頭孢菌素酶以及超廣譜β-內(nèi)酰胺酶的多重耐藥菌的重要藥物[2]。然而，碳青霉烯類抗生素的普遍應(yīng)用使得產(chǎn)碳青霉烯酶的泛耐藥菌以及多重耐藥菌在世界范圍內(nèi)廣泛流行，其中涉及多種產(chǎn)碳青霉烯酶菌，諸如銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌以及肺炎克雷伯菌等[4]。

1.4 單環(huán)β-內(nèi)酰胺類

就單環(huán)β-內(nèi)酰胺類抗生素而言，其分子結(jié)構(gòu)中存在吖丁啶-2-酮，它構(gòu)成此類抗生素的關(guān)鍵成分。此類抗生素對單環(huán)β-內(nèi)酰胺酶具高度穩(wěn)定性，同時不會誘導(dǎo)細菌產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶，在抗革蘭氏陰性需氧菌方面表現(xiàn)出非常好的功效。在抗細菌感染方面，此類抗生素存在一定局限性，僅對由革蘭氏陰性需氧菌（包括銅綠色假單胞菌）引發(fā)的感染有效，對由厭氧菌以及革蘭氏陽性菌引發(fā)的感染則無效[5]。

1.5 β-內(nèi)酰胺酶抑制劑

β-內(nèi)酰胺酶抑制劑能夠?qū)τ赡退幘纬傻摩?內(nèi)酰胺酶活性加以抑制，此抑制劑主要聯(lián)同β-內(nèi)酰胺類抗生素一起應(yīng)用，由此可避免β-內(nèi)酰胺酶水解β-內(nèi)酰胺類抗生素，進而實現(xiàn)對產(chǎn)酶耐藥菌的抑制作用?，F(xiàn)今應(yīng)用較為廣泛的此類抑制劑有克拉維酸、舒巴坦以及三唑巴坦。首個應(yīng)用在臨床上的為克拉維酸，其屬于含β-內(nèi)酰胺環(huán)類，該雙環(huán)結(jié)構(gòu)化合物分離自鏈霉菌[6]。這三種抑制劑中，就結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而言，舒巴坦更為突出，然而在抑酶作用上，其不及克拉維酸。在對產(chǎn)酶菌抑酶功效上，三唑巴坦表現(xiàn)良好，同時它還具有抑酶活性強、毒性低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，為現(xiàn)今應(yīng)用的β-內(nèi)酰胺酶抑制劑中的發(fā)展前景最好的一種[7]。

2 β-內(nèi)酰胺類抗生素的抗菌機制

在過去的幾年中，圍繞β-內(nèi)酰胺類抗生素抗菌機制的探討力度逐步加深，通過研究發(fā)現(xiàn)，此類抗生素的主要作用機制有：①可以穿透細菌外膜微孔，進而滲入菌體中；②可以對胞質(zhì)所含β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定，同時表現(xiàn)出較低親和性；③能夠有效結(jié)合位于細胞內(nèi)膜的靶位蛋白，從而起到抑制細菌細胞壁合成的效應(yīng)，由此導(dǎo)致細菌無法保持正常形態(tài)，且無法開展正常的分裂增生。β-內(nèi)酰胺類抗生素的殺菌效果主要體現(xiàn)在以下方面：結(jié)合存在于細菌細胞內(nèi)膜的靶位蛋白，不同β-內(nèi)酰類抗生素與靶位蛋白進行結(jié)合時的作用強弱以及結(jié)合數(shù)目均會受到結(jié)合部位的影響，由此發(fā)揮出不同的抗菌功效[8]。

3 動物源細菌對β-內(nèi)酰胺類抗生素的耐藥狀況

現(xiàn)今，動物源細菌針對β-內(nèi)酰胺類抗生素所表現(xiàn)出的耐藥性問題日益嚴(yán)重。由于日漸增多的病原菌可產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶，導(dǎo)致β-內(nèi)酰胺類抗生素功效有所降低，病原菌出現(xiàn)了耐藥性，此現(xiàn)象已然成為現(xiàn)今難治性感染類疾患的突出問題。通過對具亞胺培南耐藥性的銅綠假單胞菌（IMPRPa）相應(yīng)耐藥基因展開研究發(fā)現(xiàn)，100%敏感于阿米卡星的IMPRPa有34株，三挫巴坦+哌拉西林以及哌拉西林則對IMPRPa表現(xiàn)出良好抗菌活性，敏感率分別為54.84%、48.39%，在抗菌活性上，Ⅲ代與Ⅳ代頭孢菌素、喹諾酮類與氨曲南等表現(xiàn)較差，僅為3%～30%的敏感率，IMPRPa中29.03%敏感于美羅培南。通過分析2010至2012年期間某地區(qū)革蘭陽性球菌耐藥和變遷狀況，陳蓉等共分離出的革蘭陽性球菌、葡萄球菌、腸球菌、鏈球菌和其它菌屬，依次為886株、567株、187株、76株、56株；三年金黃色葡萄球菌以及凝固酶陰性葡萄球菌在環(huán)丙沙星、苯唑西林以及青霉素G藥物上所表現(xiàn)出的耐藥率都在60.0%以上，屎腸球菌在左氧氟沙星、氨芐西林以及青霉素G藥物上的耐藥率全部在35.0%以上[9]。通過對2002至2007年期間我國雞白痢沙門氏菌耐藥性展開分析，代娟娟等提出，這一時間段內(nèi)存在嚴(yán)重的沙門氏菌耐藥性表現(xiàn)，且呈現(xiàn)出逐年升高走勢，其中耐藥率最高的藥物為磺胺、氨芐西林鈉[10]。另外，對我國2003至2012年期間自五個省份由動物體內(nèi)采集到的316株沙門氏菌的耐藥特性展開分析發(fā)現(xiàn)，具最高耐藥率的藥物為萘啶酸與磺胺異唑（85.4%），其次是多西環(huán)素（72.2%），最低的是洛美沙星（10.4%）[11]。通過研究β-內(nèi)酰胺類抗生素在豬源鏈球菌體外抗菌活性發(fā)現(xiàn)，36株豬源鏈球菌表現(xiàn)出對頭孢拉定耐藥率最高（86.1%）；最低的為對阿莫西林耐藥率（14%）；對苯唑西、頭孢噻肟鈉、氨芐西林鈉、頭孢曲松鈉、青霉素G以及頭孢唑林的耐藥率范圍是16.7%～72.2%[12]。通過研究黃芩提取物注射液治療奶牛乳房炎引發(fā)的病菌在β-內(nèi)酰胺類方面所表現(xiàn)的耐藥性，葉剛等發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用五類常見β-內(nèi)酰胺類抗生素時，奶牛乳房炎幾大致病菌都表現(xiàn)出程度不等的耐藥性，其中，金黃色葡萄球菌最少的為2耐7株（38.9%），其次為3耐6株（33.3%），4耐 2株(11.1%)；無乳鏈球菌方面，最少的為兩2耐2株(22.2%)，還有3耐1株(11.1%)；大腸桿菌方面，最少的為2耐8株(66.7%)，還有4耐1株(8.3%)[13]。通過檢測集約化豬場大腸桿菌耐β-內(nèi)酰胺類狀況以及調(diào)查超廣譜β-內(nèi)酰胺酶，田國寶等發(fā)現(xiàn)，對氨節(jié)西林存在耐藥表現(xiàn)的大腸桿菌分離株有602株，耐藥率達88.37%，對先鋒霉素的耐藥率達33.39%，在Ⅱ代、Ⅲ代頭孢類藥物（頭孢他啶、頭孢三嗪等）應(yīng)用時的耐藥率達3.49%～10.63%，然而，對動物專用的Ⅲ代頭孢類藥物表現(xiàn)明顯不同的耐藥率，頭孢噻呋為11.63%，氨曲南則只有1.99%[14]。通過檢測產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶與分析藥敏，郭健蓮等發(fā)現(xiàn)，菌株具備多藥耐藥性，對青霉素類以及頭孢菌素類的耐藥率超過了80.0%，然而，對亞胺培南、哌拉西林以及他唑巴坦則都在12.0%以下[15]。通過檢測分析某省禽源大腸桿菌中超廣譜β-內(nèi)酰胺酶基因型，郭翠平等發(fā)現(xiàn)，該省致病性禽源大腸桿菌在頭孢類抗生素的應(yīng)用上所表現(xiàn)出廣泛耐藥性。118株大腸桿菌對Ⅰ代頭孢頭孢拉定的耐藥率高達81.36%，耐藥的菌株有96株，對Ⅲ代頭孢頭孢噻吩、頭孢噻肟、頭孢曲松以及頭孢哌酮的耐藥率分別達54.24%、66.10%、70.34%以及71.19%[16]。通過檢測分析某地區(qū)動物源大腸桿菌的超廣譜β-內(nèi)酰胺酶基因并進行藥敏試驗，方光遠等發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌中有6株對苯唑西林、氨芐西林這兩種青霉素類藥物都不具備敏感性，表現(xiàn)出非常高的耐藥性；大多數(shù)菌株對頭孢呋辛、頭孢哌酮以及頭孢唑啉不具備敏感性，存在耐藥性[17]?！?/p>

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