大肠埃希菌产氨基糖苷类修饰酶的研究进展论文

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1、大肠埃希菌产氨基糖苷类修饰酶的研究进展论文【摘要】大肠埃希菌对氨基糖苷类抗生素的耐药机制相当复杂,其中以产生修饰酶为主,近年来对其研究较多,尤其是分子水平的研究取得了一些进展。本文对三种主要修饰酶即氨基糖苷磷酸转移酶、氨基糖苷乙酰转移酶、氨基糖苷类核苷转移酶的作用底物、作用位点、常见耐药细菌、编码基因等进行了综述。【关键词】大肠埃希菌；氨基糖苷类修饰酶；耐药机制大肠埃希菌对氨基糖苷类抗生素产生耐药的分子机制主要有以下五种［1-5］：（1）细菌产生一种或多种修饰酶，使进入细菌胞内的抗生素失去生物活性；（2）抗生素作用靶位的改变、核糖体碱基发生变化或与核糖体结合的核蛋白氨基酸发生突变，使抗菌药

2、物无法发挥作用；（3）细菌细胞膜通透性改变，使进入胞内的抗菌药物减少；（4）细菌通过主动外排(activeefflux)机制将已进入胞内的药物泵至胞外；（5）细菌产生16SrRNA甲基化酶［6,7］。大肠埃希菌对氨基糖苷类抗生素耐药主要是由于产生了一种或多种氨基糖苷类修饰酶（aminoglycosidemodifyingenzymes，AMEs）。根据AMEs的修饰活性可分3类,即乙酰转移酶(aac基因编码)、磷酸转移酶(aph基因编码)和核苷转移酶(ant基因编码)。此类酶作用于氨基糖苷类抗生素特定的氨基或羟基，使抗生素发生钝化，降低或丧失对靶位核糖体的亲和力，使细菌在抗生素存在的情况下

3、仍能存活［8］。1氨基糖苷乙酰转移酶（aminoglycosideacetyltransferases.freelg/L,.freelg/L［11］。AAC(3)-Ⅲ，AAC(3)-Ⅳ和AAC(3)-Ⅵ不常见。AAC(3)-Ⅲa，AAC(3)-Ⅲb和AAC(3)-Ⅲc引起对庆大霉素、妥布霉素、西索米星、卡那霉素、新霉素、利维霉素、巴龙霉素、地贝卡星耐药。MagalhaesML等学者的研究显示，大肠埃希菌产生的AAC(3)-Ⅳ具有对酰基高度的特异性和对氨基糖苷类药物广泛的特异性，是迄今为止发现的所有AAC(3)中底物特异性最广泛的一种，介导了对庆大霉素、妥布霉素、奈替米星、安普霉素、地贝卡星

4、、西索米星以及兽用阿布拉霉素的耐药［12］。AAC(6’)为广谱酶,它能修饰临床上多数氨基糖苷类抗生素。AAC(6′)-Ⅰ对阿米卡星、妥布霉素、奈替米星、卡那霉素、异帕米星、地贝卡星和西索米星的耐药,已在细菌中发现该酶的24种亚型。已知的AAC(6′)中AAC(6′)-Ⅰb是革兰阴性细菌菌中最常见的，临床上约70%的革兰阴性细菌菌有此活性。编码AAC(6′)-Ⅰb的基因已在细菌染色体的转座子和整合子中发现,据推测许多微生物的选择性抗生素抵抗是由编码该酶的基因位点变化所致。用DNA杂交已在革兰阴性菌染色体中发现了一些编码基因，如aac(6′)-Ⅰk，aac(6′)-Ⅰf，aac(6′)-Ⅰc

5、，aac(6′)-Ⅰz.。AAC(6′)-Im在粪链球菌和大肠埃希菌中见到,其基因的DNA序列与aac(6′)-Ⅰe有65%同源性,位于aph(2″)-Ⅰb附近。99位天冬氨酸作为活性位点在AAC(6′)-Ⅰe的功能中发挥重要作用［13,14］。实验证明aac(6′)-Ⅰm见于肠球菌和大肠埃希菌中,还见于假单胞菌、克雷伯杆菌、柠檬酸杆菌、沙雷菌和气单胞菌等革兰阴性菌,其耐药基因可以在革兰阳性菌和革兰阴性菌中转移。2006年初，美国学者Robicsek等发现了不仅对氨基糖苷类药物有修饰作用，而且对喹诺酮类药物也有修饰作用的新氨基糖苷类修饰酶aac(6’)-Ib-Cr型［15］。2008年4月

6、，FihmanV等报道在产ESBLs肠杆菌中发现了aac(6’)-Ib-Cr基因［16］。2氨基糖苷磷酸转移酶(aminoglycosidephosphotransferases，APH)抗生素的磷酸化明显影响了其与核糖体A位点结合能力。编码这种酶的基因常见于多药耐药细菌的R质粒、转座子和整合子,因而尽管氨基糖苷类抗生素并没有广泛应用,但其耐药性基因也经常在细菌家族中出现。APH是一种利用ATP作为第二底物,且能磷酸化所有氨基糖苷类抗生素的羟基酶。目前,临床上分离到7种APH，即APH(3′)、APH(2″)、APH(3″)、APH(4)、APH(7″)、APH(6)和APH(9)［9］

7、。多数APH(3’)在3′位修饰羟基,现已经发现7种不同的APH(3′)，即APH(3′)-Ⅰ～Ⅶ。APH(3′)-Ⅰ产生对卡那霉素、新霉素、核糖霉素等的抗药性。首先在大肠埃希菌的Tn903转座子上发现其编码基因aph(3′)-Ⅰ,后来又在肺炎克雷伯菌、肠炎沙门菌、霍乱弧菌和空肠弯曲杆菌等革兰阴性细菌菌中发现。近来又在革兰阳性菌条件致病菌棒状杆菌中发现［17］。APH(3″)和APH(6)分别修饰链霉素的3″-和6-羟基