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人类与病原菌的军备竞赛:NDM-1耐药基因与超级细菌

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-04-22 编辑:人生

作者:孙魏明、郑北文、高福、朱鲍莉资料来源:《生物工程学报》发布日期:2010

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人与病原菌的军备竞赛:NDM-1耐药基因和超级细菌

耐药基因的来源

自古以来,人与病原菌就一直争斗不休 抗生素的诞生结束了人类数千年来对致病菌的无助,创造了医学的辉煌历史。 结果,细菌和抗生素之间的“军备竞赛”开始了 在抗生素时代,人们一方面扞卫文明,另一方面不知不觉地滋生了更多危险的敌人。 今天,拥有多重耐药基因的“超级细菌”盖茨之敌向我们发出了又一个挑战,也敲响了人类滥用抗生素的警钟。

1,2010年另一则新闻

在世界卫生组织(世卫组织)宣布甲型H1N1流感大流行结束的第二天,发表在权威医学杂志《柳叶刀-传染病》上的一份报告戏剧性地让人们陷入另一场恐慌:研究人员在印度、巴基斯坦和英国的许多地区分离出了能够产生新的金属β-内酰胺酶NDM-1的超级耐药细菌。 由于NDM-1和其他耐药基因,这些细菌对几乎所有种类的抗生素都有耐药性

1.1超级细菌和NDM-1

通常,如果一种细菌携带多种耐药基因,我们称之为多重耐药细菌或超级细菌。 事实上,“超级细菌”这个词由来已久。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐青霉素肺炎链球菌(PRSP)和耐万古霉素肠球菌(VRE)都被称为“超级细菌”。然而,我们现在面临的超级细菌甚至比过去的耐药细菌还要多。

2008年1月,英国卡迪夫大学医学微生物学教授蒂莫西沃尔什(Timothy R. Walsh)等人从一名在瑞典患有尿路感染的印度患者身上分离出能表达金属β-内酰胺酶(MBL)的肺炎克雷伯菌。出人意料的是,这种细菌中编码MBL的基因不同于几个已知的MBL基因。 酶的总长度为269个氨基酸,分子大小约为27.5 kDa。与目前发现的其他MBL相比,MBL的氨基酸序列不到33%,在酶活性位点附近有独特的氨基酸残基和插入序列,可以与碳青霉烯类抗生素结合得更紧密。 由于患者在印度首都新德里接受治疗时被细菌感染,研究人员将新德里金属β-内酰胺酶1命名为NDM-1,并以布兰克姆-1命名编码NDM-1的基因

β-内酰胺抗生素(包括普通青霉素和头孢菌素)被认为是治疗严重感染的主要手段。碳青霉烯类抗生素因其抗菌谱广、抗菌活性强、对常见β-内酰胺酶稳定性高而成为抗超广谱β-内酰胺酶(ESBL)的主要抗菌药物之一。碳青霉烯类通常用于治疗产ESBL肠杆菌科细菌,尤其是大肠杆菌和肺炎克雷伯菌感染。 然而,近年来出现的一些革兰氏阴性菌能够产生金属β-内酰胺酶,其特征在于能够水解碳青霉烯类抗生素,其活性不受克拉维酸等β-内酰胺酶抑制剂的影响。 因此,产生金属β-内酰胺酶的细菌对所有β-内酰胺类抗生素都有一定的耐药性 因为酶的活性中心需要金属锌离子的参与,所以被称为金属β-内酰胺酶

Walsh等人对产生NDM-1的肺炎克雷伯菌进行了遗传分析,发现编码NDM-1的blaNDM-1基因位于180 kb质粒上,在BLANDM-1基因片段上游的两个区域还存在多个能够抵抗利福平、红霉素、链霉素、氯霉素等抗生素以及消毒剂和磺胺类药物的耐药基因 此外,进一步的实验证明,质粒可以容易地转移到其他细菌,使得具有这种耐药性质粒的细菌可以耐受除氟喹诺酮类和粘杆菌素以外的所有抗生素 类似地,研究人员后来在患者粪便中的大肠杆菌中发现了一个含有blaNDM-1基因的140 kb质粒,这可能是患者体内耐药质粒间接细菌组合的结果。 因此,研究人员推测,由于许多耐药基因位于质粒上,含有blaNDM-1基因的质粒可以在不同菌株之间穿梭,也可以在转移过程中重组,从而拥有广泛的细菌宿主。如果这种质粒能在致病菌中迅速传播,对医学界来说将是一场噩梦。

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