第24卷第2期内蒙古民族大学学报（自然科学版）
Journal of Inner Mongolia University for Nationalities Vol.24No.2Mar.20092009年3月
大肠杆菌耐药机制和消除耐药性方法概述
张凤珍
(内蒙古民族大学动物科技学院，内蒙古通辽028000)
〔摘要〕由于广谱抗菌药的滥用以及细菌间耐药基因的转导等因素，导致耐药菌增多，尤其是大肠杆菌对常
用抗菌药物耐药的发展越来越令人担忧.本文从大肠杆菌耐药的遗传学机制、生物化学机制和开发新抗菌药
物及抑制剂方面的研究进行了综述，提供了大肠杆菌耐药特点及其规律的最新研究进展，从而为防治大肠杆
菌耐药的产生及合理用药提供理论依据.
〔关键词〕大肠杆菌；耐药；抗菌药；抑制剂
〔中图分类号〕S855.1+2〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1671-0185(2009)02-0184-04
Progression on the Mechanism of Resistance
of Escherichia.coli and the Elimination of Resistance
ZHANG Feng-zhen
(Collegeof Animal Science and Technology, Inner Mongolia University for Nationalities, Tongliao 028000, China)
Abstract:Drug-resistance bacteria, especially the resistance Escherichia.coli, are increasing
because of abuse of broad-spectrum antibiotics and transduction of drug resistance gene in bacteria,
the drug resistance in Escherichia.coli has been caused people much anxiety. In this paper, we
reviewed the mechanism of resistance of Escherichia. coli from seveal aspects, such as genetics
mechanism, biochemical mechanism, exploitation of antibacterials and inhibitor of Escherichia.coli.
It provided the latest studies for the trend of the resistance on the Escherichia. coli and the basis for
preventing the production of the resistant stains and using drugs reasonablely.
Key words:Escherichia.coli; Resistance; Antibacterial;Inhibitor
致病性大肠杆菌是一种重要的人兽共患的病原菌，在临床上最常见.由于大肠杆菌的血清型复杂，对其所引起的疾病无理想的疫苗来预防，多采用抗生素进行治疗，在治疗过程中未经药敏试验乱用抗菌药，使大肠杆菌对多种药物产生了抗性.在畜牧业生产中,抗生素作为饲料添加剂来预防疾病和促进动物生长，这样长期大量的使用,导致动物养殖环境中致病性大肠杆菌耐药菌株大量产生,这些耐药菌通过多种途径进行传播，或将其耐药基因通过畜禽产品直接传递给人类致病菌,引起交叉耐药，对人类的健康造成了严重威胁〔1〕.近年来，细菌耐药性问题引起医学界和社会的极大关注，人们除致力于研究细菌耐药的机制、筛选对耐药菌有效且具有新抗菌谱、新作用机制的抗生素之外，同时也开始寻找能提高抗生素效能、拮抗细菌耐药性的物质.
1
1.1大肠杆菌耐药性产生机制遗传学机制
收稿日期：2008-12-10
作者简介：张凤珍（1983-），女，辽宁省辽阳市人，高级兽医师.
第2期
1.1.1基因突变张凤珍：大肠杆菌耐药机制和消除耐药性方法概述185
细菌在正常的遗传进化的过程中，普遍存在基因自发突变的现象，如果编码抗菌药物作用靶位的核苷酸发生点突变并达到一定程度时，可以导致靶位的空间结构发生改变，使药物与细菌作用的靶位丧失，从而产生了耐药性〔2〕；临床上频繁使用抗生素后，药物杀死或抑制敏感菌的生长，而一部分未被杀死的或被抑制的细菌为了适应其生存环境，产生了在药物选择性压力下的基因突变，这种基因突变发生在药物的作用靶位基因中，当发生突变后，靶位基因的表达产物的空间构型与理化性质发生变化，导致药物的结合作用下降或消失，产生耐药性〔3〕.这种耐药性产生的过程比较迅速，一般在数小时内即可发生，且有限的点突变即可产生高度耐药性.
1.1.2细胞间耐药性的基因转移
大肠杆菌耐药性的遗传信息主要存在于质粒上，质粒的基因功能并不是宿主细胞生长所必须的，但它却可以影响细菌对药物的抗性.质粒可以通过结合或转导作用在不同的细菌之间以较高的频率转移，从而使耐药性能够以更快的速度传播，人们对细菌耐药性机制的最早研究就是从细菌质粒开始的.质粒所携带的基因还可以通过整合或剪切在染色体和质粒之间进行转移〔2〕，当耐药基因转移到染色体中时，细菌的耐药作用体现得更为明显.
1.1.3主动外排活跃
主动外排系统是在细菌进化过程中形成的一种细胞自身解毒系统，在细菌基因组中，一般都存在外输系统的调节基因.其作用机理是当细菌体内的药物浓度聚集达到一定数值时，药物外排泵系统相关mRNA 的表达增加，表达的蛋白通过主动外排作用将药物从菌体排出，使达到作用靶位的药量明显减少，不足以发挥杀菌或抑菌作用.在大肠杆菌中最早发现的是四环素主动外排系统.细菌对于不同的抗生素产生不同的外排系统，通常情况下将它们分为5大家族，分别为：主要易化子超家族、ATP-连接盒家族、耐药-结节化细胞分化超家族、小多重耐药性家族和多重抗菌药排出家族；根据能量来源的不同，主动外排系统可分为质子依赖型多药耐药泵和ATP 依赖型多药耐药泵2种类型，大肠杆菌以前者为主.
1.1.4DNA 的转化
在实验室中，由于质粒上具有耐药基因，通过人为转化，可以引起大肠杆菌耐药性的产生，这被广泛地应用到了分子生物学研究中进行特定克隆的筛选.虽然质粒DNA 的转化在自然界中还未得到证实〔4〕，但至少也是一种传递耐药基因的方式.
1.2生物化学机制
一些耐药菌产生能使抗菌药物活性降低或完全失活的酶类，即灭活酶或钝化酶.如β-内酰胺类抗生素由于耐药菌产生β-内酰胺酶类，这些酶类包括作用于青霉素类的青霉素酶和作用于头孢菌素类的头孢菌素酶，以及作用于两者的中间类型，使抗生素水解，β-内酰胺环打开，形成无活性的物质；大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药性主要是由于产生氨基糖苷类钝化酶现已分离的有乙酰转移酶（AAC ）、磷酸转移酶（APH ）、核苷转移酶（AAD ）3类.分别通过乙酰化作用、磷酸化作用、核苷化作用灭活氨基糖苷类抗菌药，从而使细菌产生对此类抗菌药的耐药；大肠杆菌对氯霉素耐药性是由于产生氯
〔4〕霉素乙酰转移酶，此酶以乙酰辅酶A为辅助因子，使氯霉素3位上的羟基乙酰化，并转位到1位上，再使新的3-OH乙酰化；此1.2.1灭活酶和钝化酶的产生
外，从大肠杆菌中也分离到了红霉素酯酶，水解红霉素使之失活.
1.2.2抗菌药物作用靶位的改变
许多抗生素通过使细菌的作用靶位失活而发挥作用.由于基因突变，一些细菌形成抗生素不能与之结合的作用靶位，或者即使能与之结合形成复合体，但靶位仍能保持其功能，使细菌出现耐药性.如对链霉素耐药的突变株，就是由于耐药菌染色体上的str 基因发生突变，使得核糖体30S 亚基上的S12蛋白的构型发生改变，而核糖体上的S12蛋白与链霉素和核糖体RNA 复合体的形成有关，因而致使链霉素不能与核糖体结合，因此不能抑制蛋白质合成而产生耐药性.
1.2.3细胞膜通透性的改变
近年来的研究表明，大肠杆菌的外膜在耐药过程中起着重要的作用，大肠杆菌的外膜对许多抗菌药物的通透性较低，形成一道天然的屏障，阻碍抗菌药物进入菌体细胞内发挥抗菌作用.然而大肠杆菌外膜上存在的多种外膜蛋白质，却对大多数疏水性药物具有良好的通透性.大肠杆菌外膜的孔蛋白主要有OmpA 、OmpF、OmpC，据报导OmpF 数量减少可以使细胞膜对抗生素的通透性下降,造成细菌对多种抗生素的敏感性下降，OmpF 在保持细菌外膜正常通透性中起着重要作用；OmpC 的增多(有时下降)致使某些药物失去抗菌作用.显然这些膜孔蛋白的表达水平的变化可对细菌的耐药性产生影响.例如，许多抗菌药物如β-内酰胺类、四环素类、氯霉素、氨基糖苷类、亲水的氟喹诺酮类药物均主要通过大肠杆菌外膜孔蛋白(OmpF和OmpC,主要是OmpF)进入细胞内发挥抗菌作用.然而，膜通透性的改变可以引起大肠杆菌不同程度的耐药.
1.2.4代谢途径或代谢状态改变
生长中需加入胸腺嘧啶的营养缺陷型突变株，可通过得到的底物及改变代谢途径对甲氧嘧啶和磺胺耐药.例如在肠球
186内蒙古民族大学学报2009年菌培养基中加入亚叶酸，肠球菌利用亚叶酸后可对磺胺甲氧嘧啶由敏感转为耐药〔5〕.大肠杆菌也有类似耐药机制.
1.2.5形成细菌生物被膜，为细菌躲避抗菌药物作用提供场所.
细菌生物被膜是细菌吸附于生物材料或机体腔道表面，分泌出多糖基质、纤维蛋白、脂蛋白等物质将自身包绕其中形成的膜样物，是其为适应自然环境而形成的一种保护性的被膜.细菌形成生物被膜后，往往对抗菌药物产生耐药性，其原因有：①细菌生物被膜可减少抗菌药物渗透；②吸附抗菌药物钝化酶，促进抗菌药物水解；③细菌生物被膜下细菌代谢低下，对抗菌药物不敏感；④生物被膜的存在阻止了机体对细菌的免疫力，产生免疫逃逸现象，减弱机体免疫力与抗菌药物的协同杀菌作用〔6〕.
2
2.1消除大肠杆菌耐药性的方法针对耐药机制合理选择抗菌药物
抗菌药物的滥用是耐药菌产生耐药的主要原因.不当的抗菌药物的使用对细菌产生筛选作用，使耐药菌株有更好的生存环境，导致耐药菌株的流行.因此应针对致病源，合理选择抗菌药物.
β-内酰胺类药物是临床应用最广泛抗菌药物，其耐药机制主要为细菌产生β-内酰胺酶或青霉素结合蛋白(PBPs)改变，针对产生β-内酰胺酶的细菌，可应用相对能抵抗β-内酰胺酶水解作用的抗菌药物；对于由于产生灭活酶或钝化酶而出现耐药的细菌，可应用对酶有一定稳定作用的药物、联合应用酶抑制剂或换用其他敏感的抗菌药物.
另外，在选择药物方面，以回复突变为理论依据的循环使用抗菌药物的方法值得推荐.回复突变即一种抗菌药物在某一区域内应用一段时间后，一些细菌针对这类抗菌药物发生了以突变为机制的耐药，使其活性降低甚至完全失效，这时应更换用另一类作用机制不同的抗菌药物，则细菌的突变对这类抗菌药物无耐药，不能传递下去，以至于逐渐消退.对细菌生物被膜相关感染的治疗目前仍没有十分有效的方法，主要是在细菌生物被膜形成初期应用渗透性较强的抗菌药物，如喹诺酮类、碳青霉烯类等；十四、十五元环大环内酯类药物与敏感抗菌药物联合应用治疗已经形成的细菌生物被膜有一定的疗效.
2.2耐药性质粒的消除
目前认为，抑制耐药质粒体内转移的最好办法是改善肠道环境，恢复正常菌群，同时加强耐药性质粒的监测工作，以指导临床治疗，防止感染的蔓延；另外一方面就是进行耐药质粒的消除〔7〕.实践证明各种理化因素如高温、溴化乙锭（EB ）、十二烷基硫酸钠（SDS ）、丫啶橙（AO ）、结晶紫、苯甲酸酯、麻醉剂、紫外线、电穿空法等可消除质粒.但由于这些方法的安全性和可靠性低、毒副作用大，使得其在细菌耐药质粒消除上受到极大的限制，这些方法目前在细菌的质粒体外消除试验中作为参考对照有一定的意义.有人研究表明，一些抗生素在高浓度时起抗菌作用，可是在亚抑菌浓度时有质粒消除得作用，但抗生素又容易引起新的耐药性的出现.此外报道的有其他药物如β-肾上腺素受体拮抗剂、利尿药、非甾体抗炎药、精神药物、抗组织胺药物以及质子泵抑制剂等也可消除质粒，其机理一般为导致细菌的通透性改变.研究最多的是三环类精神药物〔8〕，它可以消除溶血素转运蛋白的编码质粒.近年来人们寻求新的质粒消除剂——中草药.王兴旺等人用SDS 和苍术提取液对鸡致病性大肠杆菌耐药质粒进行消除试验，其结果苍术提取液体外消除效果不如SDS 效果好，但体内消除效果明显优于SDS，苍术提取液体内外消除结果显示体内优于体外，消除率分别为4.5%和1.2%〔9〕.
2.3开发新的抗菌药物和耐药性抑制剂
随着耐药机制的不断变迁，新药的应用周期被缩短，需要不断的研制开发新的药物.克服细菌耐药性的新药开发主要包括4个方面：（1）改造现有药物以保留其原有的对细菌靶位的作用，但避免其耐药的机制；（2）开发辅助药物以钝化其耐药机制；（3）应用细菌基因功能学以发现作用于新靶位的新的抗生素；在化学改造四环素类、糖肽类、β-内酰胺类、大环内酯类抗生素和喹诺酮类药物方面均取得一些进展，如对四环素类的改造可抑制泵出蛋白的活性，甘氨酰四环素类化合物是化学改造的一类新四环素，有广谱的抗菌活性；（4）开发膜通透性较好的抗菌药物，使得药物内流速度大于药物被外排
〔9〕的速度，保证菌株对该抗生素敏感性；针对主动外排泵系统主要蛋白抑制剂；针对主动外排系统能量来源制剂；中药抑制剂.目
前国外研究认为细菌多重耐药的机制主要是细菌外膜蛋白缺失及药物主动外排系统造成的，多重耐药性抑制剂恰好能够作用于细胞膜，阻断耐药菌或癌细胞的外膜蛋白缺失或药物主动外排系统，是消除、克服细菌和癌细胞多重耐药的一条可行的用药物学方法解决耐药的新途径.最近又有报道筛选到了一系列结构不同的化学物质，如INF392、INF55、INF271等，是很好的耐药性抑制剂，有潜力用于临床.这种抑制剂与广泛使用的氟喹诺酮类药物环丙沙星有协同作用，合并使用，不但显著提高了药物对耐药性S. aureus 的抑杀效果，而且还能阻止敏感菌株产生诱导耐药〔10〕.
3小结
细菌耐药现象在全球范围内不可遏制地蔓延着，细菌耐药性机制是错综复杂的，一个菌株耐药性的产生往往是几种机制错综作用的结果，单一机制的分析尚不能完全解释和解决实践中的耐药问题.从目前情况看，如果单纯依靠开发新的
第2期张凤珍：大肠杆菌耐药机制和消除耐药性方法概述187抗生素，或在原有药物基础上进行结构改造等手段来抑制细菌耐药性的产生，似乎可能性很小.为了防止耐药菌的出现或减少耐药菌的数量，应注意下列问题：(1)减少抗生素的滥用，在预防性用药时，应从较低等的抗菌药物开始用.(2)加强环境消毒，防止耐药菌株的传播和交叉感染.(3)治疗用量应达到药物有效量，疗程以3～5d为宜.(4)根据药敏实验结果用药.(5)联合用药不仅可增加药物的命中率，而且可以增加药物的抑菌或杀菌作用.(6)新抗菌药物和耐药菌的出现和增加，驱使我们应不断的研制开发新型抗生素和耐药性抑制剂，并提高抗生素的效能.
参考文献
〔1〕Wierup M. The control ofmicrobial diseases in animals:alternatives to the use of antibiotics 〔J 〕. Int J Antimicrob Agents,
2000, 14(4):315-319.
〔2〕Yu TingTan, Darren J Tillett, Lan A McKay. Molecular strategies for overcoming antibiotic resistance in bacteria 〔J 〕. Molecular
Medicine Today,2000, 6:309.
〔3〕Ball P R,Shales S W,Chopra I. Plasmid-mediated tetracycline resistance in Escherichia coli involves increased efflux of the
antibiotic 〔J 〕. Biochem Biophs Res Commun,1980, 93:74.
〔4〕张致平. 微生物药物学〔M 〕. 北京:化学工业出版社，2003，(1):583
〔5〕张永信. 远东地区细菌耐药状况与对策〔J 〕. 中国抗菌药杂志. 1994,19(5):391.
〔6〕王睿，柴栋. 细菌耐药机制与临床治疗对策〔J 〕. 国外医药抗生素分册，2003，24(3)：97-102.
〔7〕娄恺，班睿，赵学明. 细菌质粒的消除〔J 〕. 微生物学通报，2002,29(5):99-103.
〔8〕Kristiansen JE, AmaraL. The potential of resistant infection swithnon-antibiotics 〔J 〕. Antimicrobio Chemother, 1997, 40(3):
319-327.
〔9〕王兴旺, 胡勇, 宋伟舟, 等. 苍术对鸡大肠杆菌耐药质粒消除作用的研究〔J 〕. 重庆工学院学报,2006,20(2):123-125. 〔10〕雷连成，韩文瑜，段艳. 大肠杆菌耐药性抑制剂作用机制的初步研究〔J 〕. 中国兽药杂志，2004，38(2):18-21.
〔责任编辑齐广〕
（上接第179页）
〔25〕马男, 蔡蕾, 陆旺金等. 外源乙烯对月季(Rosahybrida ) 切花花朵开放的影响与乙烯生物合成相关基因表达的关联
〔J 〕. 中国科学C 辑生命科学, 2005,35(2):104-114.
〔26〕Rottmann W H. 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthetase in tomato is encoded by a multi-family whose
tanscription is induced during fruit f1oralsenescence 〔J 〕.J Molecular Biology,1991,222:37-961.
〔27〕Kiss E, Veres A, Gall I,et al. Production of transgentic Carnation with antisense ACS gene 〔J 〕.International Journal
Horticultural Science,2000,6(4):103-107.
〔28〕李涵, 张婷, 张灏，等. 香石竹ACC 氧化酶基因的克隆及其正义反义表达载体的构建〔J 〕. 北方园艺, 2007,11:177-179.〔29〕张树珍, 汤火龙, 杨木鹏，等. 康乃馨ACC 氧化酶反义基因遗传转化康乃馨的研究〔J 〕. 园艺学报, 2003,30(6):699-702.〔30〕Savin K W, Baudinette S C,Graham M W,et al. Delayed petal senescence in transgenic carnation using antisense
ACC-oxidase 〔J 〕.Hortscience, 1994,29(5):574.
〔31〕Michael M Z. Cloning of ethylene biosynthetic genes involved in petal senescence of carnationand petunia,and their
antisense expression in transgenic plants 〔M 〕. Kluwer:Academic Publishers,1993.298.
〔责任编辑徐寿军〕
第24卷第2期内蒙古民族大学学报（自然科学版）
Journal of Inner Mongolia University for Nationalities Vol.24No.2Mar.20092009年3月
大肠杆菌耐药机制和消除耐药性方法概述
张凤珍
(内蒙古民族大学动物科技学院，内蒙古通辽028000)
〔摘要〕由于广谱抗菌药的滥用以及细菌间耐药基因的转导等因素，导致耐药菌增多，尤其是大肠杆菌对常
用抗菌药物耐药的发展越来越令人担忧.本文从大肠杆菌耐药的遗传学机制、生物化学机制和开发新抗菌药
物及抑制剂方面的研究进行了综述，提供了大肠杆菌耐药特点及其规律的最新研究进展，从而为防治大肠杆
菌耐药的产生及合理用药提供理论依据.
〔关键词〕大肠杆菌；耐药；抗菌药；抑制剂
〔中图分类号〕S855.1+2〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1671-0185(2009)02-0184-04
Progression on the Mechanism of Resistance
of Escherichia.coli and the Elimination of Resistance
ZHANG Feng-zhen
(Collegeof Animal Science and Technology, Inner Mongolia University for Nationalities, Tongliao 028000, China)
Abstract:Drug-resistance bacteria, especially the resistance Escherichia.coli, are increasing
because of abuse of broad-spectrum antibiotics and transduction of drug resistance gene in bacteria,
the drug resistance in Escherichia.coli has been caused people much anxiety. In this paper, we
reviewed the mechanism of resistance of Escherichia. coli from seveal aspects, such as genetics
mechanism, biochemical mechanism, exploitation of antibacterials and inhibitor of Escherichia.coli.
It provided the latest studies for the trend of the resistance on the Escherichia. coli and the basis for
preventing the production of the resistant stains and using drugs reasonablely.
Key words:Escherichia.coli; Resistance; Antibacterial;Inhibitor
致病性大肠杆菌是一种重要的人兽共患的病原菌，在临床上最常见.由于大肠杆菌的血清型复杂，对其所引起的疾病无理想的疫苗来预防，多采用抗生素进行治疗，在治疗过程中未经药敏试验乱用抗菌药，使大肠杆菌对多种药物产生了抗性.在畜牧业生产中,抗生素作为饲料添加剂来预防疾病和促进动物生长，这样长期大量的使用,导致动物养殖环境中致病性大肠杆菌耐药菌株大量产生,这些耐药菌通过多种途径进行传播，或将其耐药基因通过畜禽产品直接传递给人类致病菌,引起交叉耐药，对人类的健康造成了严重威胁〔1〕.近年来，细菌耐药性问题引起医学界和社会的极大关注，人们除致力于研究细菌耐药的机制、筛选对耐药菌有效且具有新抗菌谱、新作用机制的抗生素之外，同时也开始寻找能提高抗生素效能、拮抗细菌耐药性的物质.
1
1.1大肠杆菌耐药性产生机制遗传学机制
收稿日期：2008-12-10
作者简介：张凤珍（1983-），女，辽宁省辽阳市人，高级兽医师.
第2期
1.1.1基因突变张凤珍：大肠杆菌耐药机制和消除耐药性方法概述185
细菌在正常的遗传进化的过程中，普遍存在基因自发突变的现象，如果编码抗菌药物作用靶位的核苷酸发生点突变并达到一定程度时，可以导致靶位的空间结构发生改变，使药物与细菌作用的靶位丧失，从而产生了耐药性〔2〕；临床上频繁使用抗生素后，药物杀死或抑制敏感菌的生长，而一部分未被杀死的或被抑制的细菌为了适应其生存环境，产生了在药物选择性压力下的基因突变，这种基因突变发生在药物的作用靶位基因中，当发生突变后，靶位基因的表达产物的空间构型与理化性质发生变化，导致药物的结合作用下降或消失，产生耐药性〔3〕.这种耐药性产生的过程比较迅速，一般在数小时内即可发生，且有限的点突变即可产生高度耐药性.
1.1.2细胞间耐药性的基因转移
大肠杆菌耐药性的遗传信息主要存在于质粒上，质粒的基因功能并不是宿主细胞生长所必须的，但它却可以影响细菌对药物的抗性.质粒可以通过结合或转导作用在不同的细菌之间以较高的频率转移，从而使耐药性能够以更快的速度传播，人们对细菌耐药性机制的最早研究就是从细菌质粒开始的.质粒所携带的基因还可以通过整合或剪切在染色体和质粒之间进行转移〔2〕，当耐药基因转移到染色体中时，细菌的耐药作用体现得更为明显.
1.1.3主动外排活跃
主动外排系统是在细菌进化过程中形成的一种细胞自身解毒系统，在细菌基因组中，一般都存在外输系统的调节基因.其作用机理是当细菌体内的药物浓度聚集达到一定数值时，药物外排泵系统相关mRNA 的表达增加，表达的蛋白通过主动外排作用将药物从菌体排出，使达到作用靶位的药量明显减少，不足以发挥杀菌或抑菌作用.在大肠杆菌中最早发现的是四环素主动外排系统.细菌对于不同的抗生素产生不同的外排系统，通常情况下将它们分为5大家族，分别为：主要易化子超家族、ATP-连接盒家族、耐药-结节化细胞分化超家族、小多重耐药性家族和多重抗菌药排出家族；根据能量来源的不同，主动外排系统可分为质子依赖型多药耐药泵和ATP 依赖型多药耐药泵2种类型，大肠杆菌以前者为主.
1.1.4DNA 的转化
在实验室中，由于质粒上具有耐药基因，通过人为转化，可以引起大肠杆菌耐药性的产生，这被广泛地应用到了分子生物学研究中进行特定克隆的筛选.虽然质粒DNA 的转化在自然界中还未得到证实〔4〕，但至少也是一种传递耐药基因的方式.
1.2生物化学机制
一些耐药菌产生能使抗菌药物活性降低或完全失活的酶类，即灭活酶或钝化酶.如β-内酰胺类抗生素由于耐药菌产生β-内酰胺酶类，这些酶类包括作用于青霉素类的青霉素酶和作用于头孢菌素类的头孢菌素酶，以及作用于两者的中间类型，使抗生素水解，β-内酰胺环打开，形成无活性的物质；大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药性主要是由于产生氨基糖苷类钝化酶现已分离的有乙酰转移酶（AAC ）、磷酸转移酶（APH ）、核苷转移酶（AAD ）3类.分别通过乙酰化作用、磷酸化作用、核苷化作用灭活氨基糖苷类抗菌药，从而使细菌产生对此类抗菌药的耐药；大肠杆菌对氯霉素耐药性是由于产生氯
〔4〕霉素乙酰转移酶，此酶以乙酰辅酶A为辅助因子，使氯霉素3位上的羟基乙酰化，并转位到1位上，再使新的3-OH乙酰化；此1.2.1灭活酶和钝化酶的产生
外，从大肠杆菌中也分离到了红霉素酯酶，水解红霉素使之失活.
1.2.2抗菌药物作用靶位的改变
许多抗生素通过使细菌的作用靶位失活而发挥作用.由于基因突变，一些细菌形成抗生素不能与之结合的作用靶位，或者即使能与之结合形成复合体，但靶位仍能保持其功能，使细菌出现耐药性.如对链霉素耐药的突变株，就是由于耐药菌染色体上的str 基因发生突变，使得核糖体30S 亚基上的S12蛋白的构型发生改变，而核糖体上的S12蛋白与链霉素和核糖体RNA 复合体的形成有关，因而致使链霉素不能与核糖体结合，因此不能抑制蛋白质合成而产生耐药性.
1.2.3细胞膜通透性的改变
近年来的研究表明，大肠杆菌的外膜在耐药过程中起着重要的作用，大肠杆菌的外膜对许多抗菌药物的通透性较低，形成一道天然的屏障，阻碍抗菌药物进入菌体细胞内发挥抗菌作用.然而大肠杆菌外膜上存在的多种外膜蛋白质，却对大多数疏水性药物具有良好的通透性.大肠杆菌外膜的孔蛋白主要有OmpA 、OmpF、OmpC，据报导OmpF 数量减少可以使细胞膜对抗生素的通透性下降,造成细菌对多种抗生素的敏感性下降，OmpF 在保持细菌外膜正常通透性中起着重要作用；OmpC 的增多(有时下降)致使某些药物失去抗菌作用.显然这些膜孔蛋白的表达水平的变化可对细菌的耐药性产生影响.例如，许多抗菌药物如β-内酰胺类、四环素类、氯霉素、氨基糖苷类、亲水的氟喹诺酮类药物均主要通过大肠杆菌外膜孔蛋白(OmpF和OmpC,主要是OmpF)进入细胞内发挥抗菌作用.然而，膜通透性的改变可以引起大肠杆菌不同程度的耐药.
1.2.4代谢途径或代谢状态改变
生长中需加入胸腺嘧啶的营养缺陷型突变株，可通过得到的底物及改变代谢途径对甲氧嘧啶和磺胺耐药.例如在肠球
186内蒙古民族大学学报2009年菌培养基中加入亚叶酸，肠球菌利用亚叶酸后可对磺胺甲氧嘧啶由敏感转为耐药〔5〕.大肠杆菌也有类似耐药机制.
1.2.5形成细菌生物被膜，为细菌躲避抗菌药物作用提供场所.
细菌生物被膜是细菌吸附于生物材料或机体腔道表面，分泌出多糖基质、纤维蛋白、脂蛋白等物质将自身包绕其中形成的膜样物，是其为适应自然环境而形成的一种保护性的被膜.细菌形成生物被膜后，往往对抗菌药物产生耐药性，其原因有：①细菌生物被膜可减少抗菌药物渗透；②吸附抗菌药物钝化酶，促进抗菌药物水解；③细菌生物被膜下细菌代谢低下，对抗菌药物不敏感；④生物被膜的存在阻止了机体对细菌的免疫力，产生免疫逃逸现象，减弱机体免疫力与抗菌药物的协同杀菌作用〔6〕.
2
2.1消除大肠杆菌耐药性的方法针对耐药机制合理选择抗菌药物
抗菌药物的滥用是耐药菌产生耐药的主要原因.不当的抗菌药物的使用对细菌产生筛选作用，使耐药菌株有更好的生存环境，导致耐药菌株的流行.因此应针对致病源，合理选择抗菌药物.
β-内酰胺类药物是临床应用最广泛抗菌药物，其耐药机制主要为细菌产生β-内酰胺酶或青霉素结合蛋白(PBPs)改变，针对产生β-内酰胺酶的细菌，可应用相对能抵抗β-内酰胺酶水解作用的抗菌药物；对于由于产生灭活酶或钝化酶而出现耐药的细菌，可应用对酶有一定稳定作用的药物、联合应用酶抑制剂或换用其他敏感的抗菌药物.
另外，在选择药物方面，以回复突变为理论依据的循环使用抗菌药物的方法值得推荐.回复突变即一种抗菌药物在某一区域内应用一段时间后，一些细菌针对这类抗菌药物发生了以突变为机制的耐药，使其活性降低甚至完全失效，这时应更换用另一类作用机制不同的抗菌药物，则细菌的突变对这类抗菌药物无耐药，不能传递下去，以至于逐渐消退.对细菌生物被膜相关感染的治疗目前仍没有十分有效的方法，主要是在细菌生物被膜形成初期应用渗透性较强的抗菌药物，如喹诺酮类、碳青霉烯类等；十四、十五元环大环内酯类药物与敏感抗菌药物联合应用治疗已经形成的细菌生物被膜有一定的疗效.
2.2耐药性质粒的消除
目前认为，抑制耐药质粒体内转移的最好办法是改善肠道环境，恢复正常菌群，同时加强耐药性质粒的监测工作，以指导临床治疗，防止感染的蔓延；另外一方面就是进行耐药质粒的消除〔7〕.实践证明各种理化因素如高温、溴化乙锭（EB ）、十二烷基硫酸钠（SDS ）、丫啶橙（AO ）、结晶紫、苯甲酸酯、麻醉剂、紫外线、电穿空法等可消除质粒.但由于这些方法的安全性和可靠性低、毒副作用大，使得其在细菌耐药质粒消除上受到极大的限制，这些方法目前在细菌的质粒体外消除试验中作为参考对照有一定的意义.有人研究表明，一些抗生素在高浓度时起抗菌作用，可是在亚抑菌浓度时有质粒消除得作用，但抗生素又容易引起新的耐药性的出现.此外报道的有其他药物如β-肾上腺素受体拮抗剂、利尿药、非甾体抗炎药、精神药物、抗组织胺药物以及质子泵抑制剂等也可消除质粒，其机理一般为导致细菌的通透性改变.研究最多的是三环类精神药物〔8〕，它可以消除溶血素转运蛋白的编码质粒.近年来人们寻求新的质粒消除剂——中草药.王兴旺等人用SDS 和苍术提取液对鸡致病性大肠杆菌耐药质粒进行消除试验，其结果苍术提取液体外消除效果不如SDS 效果好，但体内消除效果明显优于SDS，苍术提取液体内外消除结果显示体内优于体外，消除率分别为4.5%和1.2%〔9〕.
2.3开发新的抗菌药物和耐药性抑制剂
随着耐药机制的不断变迁，新药的应用周期被缩短，需要不断的研制开发新的药物.克服细菌耐药性的新药开发主要包括4个方面：（1）改造现有药物以保留其原有的对细菌靶位的作用，但避免其耐药的机制；（2）开发辅助药物以钝化其耐药机制；（3）应用细菌基因功能学以发现作用于新靶位的新的抗生素；在化学改造四环素类、糖肽类、β-内酰胺类、大环内酯类抗生素和喹诺酮类药物方面均取得一些进展，如对四环素类的改造可抑制泵出蛋白的活性，甘氨酰四环素类化合物是化学改造的一类新四环素，有广谱的抗菌活性；（4）开发膜通透性较好的抗菌药物，使得药物内流速度大于药物被外排
〔9〕的速度，保证菌株对该抗生素敏感性；针对主动外排泵系统主要蛋白抑制剂；针对主动外排系统能量来源制剂；中药抑制剂.目
前国外研究认为细菌多重耐药的机制主要是细菌外膜蛋白缺失及药物主动外排系统造成的，多重耐药性抑制剂恰好能够作用于细胞膜，阻断耐药菌或癌细胞的外膜蛋白缺失或药物主动外排系统，是消除、克服细菌和癌细胞多重耐药的一条可行的用药物学方法解决耐药的新途径.最近又有报道筛选到了一系列结构不同的化学物质，如INF392、INF55、INF271等，是很好的耐药性抑制剂，有潜力用于临床.这种抑制剂与广泛使用的氟喹诺酮类药物环丙沙星有协同作用，合并使用，不但显著提高了药物对耐药性S. aureus 的抑杀效果，而且还能阻止敏感菌株产生诱导耐药〔10〕.
3小结
细菌耐药现象在全球范围内不可遏制地蔓延着，细菌耐药性机制是错综复杂的，一个菌株耐药性的产生往往是几种机制错综作用的结果，单一机制的分析尚不能完全解释和解决实践中的耐药问题.从目前情况看，如果单纯依靠开发新的
第2期张凤珍：大肠杆菌耐药机制和消除耐药性方法概述187抗生素，或在原有药物基础上进行结构改造等手段来抑制细菌耐药性的产生，似乎可能性很小.为了防止耐药菌的出现或减少耐药菌的数量，应注意下列问题：(1)减少抗生素的滥用，在预防性用药时，应从较低等的抗菌药物开始用.(2)加强环境消毒，防止耐药菌株的传播和交叉感染.(3)治疗用量应达到药物有效量，疗程以3～5d为宜.(4)根据药敏实验结果用药.(5)联合用药不仅可增加药物的命中率，而且可以增加药物的抑菌或杀菌作用.(6)新抗菌药物和耐药菌的出现和增加，驱使我们应不断的研制开发新型抗生素和耐药性抑制剂，并提高抗生素的效能.
参考文献
〔1〕Wierup M. The control ofmicrobial diseases in animals:alternatives to the use of antibiotics 〔J 〕. Int J Antimicrob Agents,
2000, 14(4):315-319.
〔2〕Yu TingTan, Darren J Tillett, Lan A McKay. Molecular strategies for overcoming antibiotic resistance in bacteria 〔J 〕. Molecular
Medicine Today,2000, 6:309.
〔3〕Ball P R,Shales S W,Chopra I. Plasmid-mediated tetracycline resistance in Escherichia coli involves increased efflux of the
antibiotic 〔J 〕. Biochem Biophs Res Commun,1980, 93:74.
〔4〕张致平. 微生物药物学〔M 〕. 北京:化学工业出版社，2003，(1):583
〔5〕张永信. 远东地区细菌耐药状况与对策〔J 〕. 中国抗菌药杂志. 1994,19(5):391.
〔6〕王睿，柴栋. 细菌耐药机制与临床治疗对策〔J 〕. 国外医药抗生素分册，2003，24(3)：97-102.
〔7〕娄恺，班睿，赵学明. 细菌质粒的消除〔J 〕. 微生物学通报，2002,29(5):99-103.
〔8〕Kristiansen JE, AmaraL. The potential of resistant infection swithnon-antibiotics 〔J 〕. Antimicrobio Chemother, 1997, 40(3):
319-327.
〔9〕王兴旺, 胡勇, 宋伟舟, 等. 苍术对鸡大肠杆菌耐药质粒消除作用的研究〔J 〕. 重庆工学院学报,2006,20(2):123-125. 〔10〕雷连成，韩文瑜，段艳. 大肠杆菌耐药性抑制剂作用机制的初步研究〔J 〕. 中国兽药杂志，2004，38(2):18-21.
〔责任编辑齐广〕
（上接第179页）
〔25〕马男, 蔡蕾, 陆旺金等. 外源乙烯对月季(Rosahybrida ) 切花花朵开放的影响与乙烯生物合成相关基因表达的关联
〔J 〕. 中国科学C 辑生命科学, 2005,35(2):104-114.
〔26〕Rottmann W H. 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthetase in tomato is encoded by a multi-family whose
tanscription is induced during fruit f1oralsenescence 〔J 〕.J Molecular Biology,1991,222:37-961.
〔27〕Kiss E, Veres A, Gall I,et al. Production of transgentic Carnation with antisense ACS gene 〔J 〕.International Journal
Horticultural Science,2000,6(4):103-107.
〔28〕李涵, 张婷, 张灏，等. 香石竹ACC 氧化酶基因的克隆及其正义反义表达载体的构建〔J 〕. 北方园艺, 2007,11:177-179.〔29〕张树珍, 汤火龙, 杨木鹏，等. 康乃馨ACC 氧化酶反义基因遗传转化康乃馨的研究〔J 〕. 园艺学报, 2003,30(6):699-702.〔30〕Savin K W, Baudinette S C,Graham M W,et al. Delayed petal senescence in transgenic carnation using antisense
ACC-oxidase 〔J 〕.Hortscience, 1994,29(5):574.
〔31〕Michael M Z. Cloning of ethylene biosynthetic genes involved in petal senescence of carnationand petunia,and their
antisense expression in transgenic plants 〔M 〕. Kluwer:Academic Publishers,1993.298.
〔责任编辑徐寿军〕