细菌耐药性及对策

动物养殖群体密度大、环境恶劣、各种应激反应强烈等，传染性或感染性疾病是猪场的主要疾病类型，特别是在发生圆环病毒和蓝耳病病毒感染的猪场，常常发生细菌的混合或继发感染，导致死亡、生长速度缓慢、饲料转化率降低等，严重影响了猪场的生产成绩和经济效益。

抗菌药物是预防、治疗细菌性疾病的重要工具，尤其在动物养殖中。自年本杰明·富兰克林发现青霉素以来，挽救了无数人的生命。之后在不同的年代陆续发现或发明了很多的抗生素或抗菌药物，极大地满足了人类治病以及动物养殖的需要。然而，由于抗菌药物的滥用，陆续出现了针对不同抗生素的耐药菌株，甚至出现了针对几乎所有抗菌药物耐药的“超级细菌”，这就严重威胁到了人类的健康以及动物养殖。因此，必须采取措施应对这一威胁。

1.细菌耐药性的概念

1.1细菌耐药性（ResistancetoDrug）又称抗药性，系指细菌对于抗菌药物作用的耐受性。耐药性一旦产生，药物的化疗作用就会明显下降。细菌耐药性是生物进化的必然，因为细菌为了生存，必须进化出能够适应环境的各种机制，其中包括耐药。

1.1.1假性耐药性在体外试验抗菌药无活性，而体内则有活性。如大肠杆菌对氨苄青霉素、舒巴坦等。

1.1.2交叉耐药性指致病微生物对某一种抗菌药产生耐药性后，对其它作用机制相似的抗菌药也产生耐药性。

1.1.3先天性耐药又称原发耐药性、遗传耐药性、内源耐药性等，由染色体决定，不会改变。如链球菌对氨基糖苷类抗生素具有天然耐药性；肠道革兰氏阴性杆菌对青霉素耐药也具有先天耐药性。这才有了药物的抗菌谱。

1.1.4获得性耐药又称为继发性耐药、非遗传耐药性、外源耐药。细菌与抗生素接触后，由质粒介导，改变自身的代谢途径，不被抗菌药杀灭（金黄色葡萄球菌产生β-内酰胺酶而耐药）。

1.2超级细菌超级细菌其实并不是一种细菌，而是一类细菌的总称，这类细菌的共性是对几乎所有的抗生素都有强劲的耐药性。随着时间的推移，超级细菌越来越多，包括产超广谱酶的大肠杆菌、多重耐药的铜绿假单胞菌、多重耐药的结核杆菌、泛耐药肺炎杆菌、泛耐药绿脓杆菌等。

2.细菌耐药性的现状

2.1世卫组织报告近些年来，医院获得性感染显著增加，在美国每年4万患者死于耐药菌感染，耐药性问题成为全球性问题。年4月30日，WHO发布报告称，抗生素耐药性细菌正蔓延至全球各地。在日本、法国和南非等地，在淋病治疗中发现了头孢菌素类抗生素无效的病例。报告忠告医疗工作者应将抗生素处方控制在必要的最小限度。同时呼吁普通患者仅在医师开具处方时才使用抗生素。报告显示，对强力抗菌药碳青霉烯耐药的克雷伯氏肺炎杆菌也呈全球性蔓延，在部分国家，碳青霉烯对半数以上感染患者无效。报告还估计，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染患者与非耐药性感染患者相比，死亡率可能要高出64%。

2.2细菌耐药性的特征

2.2.1可以使暂时的，也可以是永久的。

2.2.2可以是相对的、动态的。与菌株、地区、时间有关。

2.2.3可以单一耐药，也可以多重耐药（MDR）。

2.2.4耐药性与剂量和应用广泛程度相关，但不绝对。

2.2.5耐药性在使用2年内产生者，继续使用仍会继续存在、发展；反之，2年内不产生耐药者，以后产生耐药性的机会也少。

2.3近年来发现的耐药菌株

2.3.1国外的结果

表1近几十年来发现的耐药菌株

年代

耐药菌

缩写

耐抗生素

耐甲氧西林金葡菌

MRSA

β-内酰胺类抗生素

耐青霉素肺炎球菌

PRSP

β-内酰胺类抗生素

耐糖肽肠球菌

GRE

糖肽类抗生素

耐万古霉素肠球菌

VRE

糖肽类抗生素

β-内酰胺酶阴性耐氨苄西林流感嗜血杆菌

BLNAR

β-内酰胺类抗生素

产金属β-内酰胺酶的绿脓、沙雷菌

MBL

β-内酰胺类抗生素

耐多药结核球菌

MDRTr

全部抗结核药

耐糖肽金葡菌

G1SA

糖肽类抗生素

超广谱酶（40多种细菌）

ESBLs

三代头孢、单环类

耐万古霉素金葡菌

VRSA

万古霉素

美国大约50%的金葡菌为MRSA，医院ICU病房＞50%的致病菌；表皮葡萄球菌对β-内酰胺类抗生素明显耐药；约30%的肠球菌对万古霉素耐药；肺炎球菌约50%对青霉素耐药；金葡菌对万古霉素也明显耐药。

据中国生物技术网报道，美国最近出现了第一例超级细菌，甚至对硫酸粘菌素（被医生视为“最后一线药物”）耐药。该大肠杆菌携带MCR-1基因，人们担心，医院内传播。此外中国、马来西亚、欧洲、非洲、南美、加拿大都分离到携带MCR-1的细菌。

表2西班牙发现的细菌耐药性比例的演变

细菌及耐药抗菌药

~

~

幽门螺旋菌对喹诺酮类

1%

82%

幽门螺旋菌对四环素类

23%

70%

沙门氏菌对氨苄西林

8%

44%

沙门氏菌对氯霉素

17%

26%

沙门氏菌对四环素类

1%

42%

2.3.2国内的结果国内耐青霉素的肺炎链球菌（PRSP）占30%，耐大环内酯类的肺炎链球菌（MRSP）高达73%，并且由高耐药基因产生。

2.3.3在猪场近几年猪丹毒似乎死灰复燃，发病率死亡率很高，给猪场造成严重损失。原先对猪丹毒杆菌最为敏感的青霉素也有很高的耐药性了；同时发现，氧氟沙星等药物的敏感程度也显著下降。

图2不同细菌对抗生素的多重耐药示意图

3.细菌耐药性的原因和机理

耐药性产生的原因是复杂的。不同的细菌可以有相同，也可以有不同的耐药性形成机理；同一种细菌也可有不同的机制产生耐药性。

3.1抗生素滥用

随着抗生素的使用，引起细菌对其产生了耐药性。抗生医院是培养超级细菌的温床。细菌无声地在患者、医护人员、患者间播散，并可存在于人体达数月之久。医院越大，病人越多，耐药菌株传播的速度越快。

哈尔滨兽医研究所动物细菌病研究创新团队破解了细菌在抗生素长期使用下产生耐药性的分子机制。相关研究成果发表在近期美国微生物学会出版的英文杂志《抗菌药物和化疗》上。他们发现，当细菌含有一个敏感质粒或者携带少数耐药基因的质粒，长期与其他含有多重耐药质粒的细菌共存时，在临床反复大量使用抗生素的情况下，极易发生质粒间耐药基因的重组和交换现象，同一质粒在不同的抗生素反复作用下会发生不同的进化。

年11月18日，国际最权威的医学杂志《柳叶刀》子刊《柳叶刀·感染性疾病》上，首次报道质粒介导的黏菌素耐药基因MCR-1，确证了其功能，并发现携带该基因的质粒通过接合作用进行传播，从分子机制上解释了目前中国国内黏菌素耐药性迅速升高的原因。

~年疾病分类调查，中国感染性疾病占全部疾病总发病数的49%，其中细菌感染性占全部疾病的18~21%，也就是说80%以上属于滥用抗生素。

国内有个猪场，曾经在一种饲料中添加了十几种抗生素，其中有的是必要的，但大部分是没有必要的，这样不仅会增加成本，更重要的是加重耐药性的产生。

3.2细菌耐药性的生化机理

3.2.1细菌产生破坏药物结构的酶很多细菌常可产生一种或多种水解酶或钝化酶来水解或修饰进入菌体的药物，使其失去抗菌活性。这是引起细菌耐药性的最重要机制，目前发现的细菌钝化酶有以下4种：β-内酰胺酶、氨基糖苷类钝化酶、氯霉素乙酰转移酶和红霉素酯化酶等。

3.2.2作用靶位的改变由于抗菌药物的作用靶位（如核糖体和核蛋白）发生突变或被细菌产生的某种酶修饰而使抗菌药物无法发挥作用；或者抗菌药物的作用靶位（如青霉素结合蛋白和回旋酶）结构发生改变，而使之与抗生素的亲和力下降。这种耐药机制在细菌耐药机制中普遍存在。

3.2.3渗透屏障由于细菌细胞壁的障碍或细胞膜通透性的改变，形成一道有效屏障，药物无法进入菌体内部发挥抗菌作用，这是细菌在进化过程中形成的一种防卫机制。这类耐药机制是非特异性的，主要见于革兰氏阴性菌。因为革兰氏阴性菌细胞壁的黏肽层外面存在双层类脂组成的外膜，外层为脂多糖，由紧密排列的碳氮分子组成，阻碍了疏水抗菌药物进入菌体。外膜上存在多种孔蛋白，形成特异性和非特异性通道，作为营养和亲水性抗菌药物的通道。抗菌药物的分子越大，所带负电荷越多，疏水性越强，越不容易通过细菌外膜。细菌发生突变失去某种特异孔后即可导致细菌耐药性。革兰氏阴性菌细胞膜被一层厚厚的肽聚糖细胞壁包裹。尽管细胞壁具有很强的机械强度，但由于结构比较粗糙，几乎不影响抗菌药物等小分子物质进入。

3.2.4药物的主动外排系统药物的主要外排系统被认为是细菌对多种抗生素广泛耐药性的重要原因。有两种外排系统，即特异性（单一）外排系统和多种药物耐药性外排系统。前者作用于单一的药物，常常是某一类抗生素，如四环素、氯霉素、链霉素等；而后者可以作用于多种抗菌药物甚至一些结构和功能不相关的复合物。

3.2.5细菌生物被膜的形成细菌粘附于固体或有机腔道表面，形成微菌落，并分泌细胞外糖蛋白复合物将自身包裹其中而形成的膜状物。当细菌以生物被膜形式存在时，耐药性明显增强，抗生素不能有效清除生物被膜，还可诱导耐药性产生。渗透限制：生物被膜中的大量胞外多糖形成分子和电荷屏障，可阻止和延缓抗生素渗透，而高浓度的水解酶又可灭活抗生素。营养限制：生物被膜流行性低，被膜深处氧气和营养物质浓度低，细菌生长代谢缓慢，绝大多数抗生素对这一状态的细菌不敏感，而且抗生素只能杀死表层的细菌，不能彻底清除感染，停药后迅速复发。

3.3耐药性的基因机理

3.3.1自身基因突变该类耐药性来源于细菌固有的特征，即本身就有耐药基因存在于染色体上，也称为染色体介导的耐药性。一般是由于DNA自发变化的结果，具有典型的种属特异性，能够代代相传。细菌的这类耐药性，一般对一种或两种类似的药物耐药，且比较稳定。耐药性的产生与消失与药物接触无关。在自然界中这类耐药菌占次要地位，常见的革兰氏阴性菌产生的头孢菌素酶、肺炎球菌对青霉素的耐药性等都属此类。

3.3.2获得外源性基因这类耐药性是由于细菌获得外源性新基因而产生的。细菌外源性耐药基因即可通过染色体垂直传播而获得，又可通过质粒或转座子水平传播而获得。因此，细菌耐药性的传播方式主要有转化（transformation）、转导（transduction）、接合（conjunction）和转座（transposion）。其中转化是指耐药菌溶解后释放的DNA进入敏感菌内，其耐药基因与敏感菌的同种基因重新组合，使敏感菌获得耐药性，常限于革兰氏阴性菌。转导是指借助于噬菌体将耐药基因转移给敏感菌。由于噬菌体有特异性，且通过噬菌体传递的DNA量很少，因此耐药性的转导现象只能发生于同种细菌间，而且通常只能传递对一种抗菌药的耐药性。这是金黄色葡萄球菌传递耐药性的唯一方式。接合又称为感染性耐药，主要是通过耐药菌与敏感菌的直接接触，由耐药菌将耐药因子转移给敏感菌。接合转移不仅可在同种菌之间进行，而且也可在属间不同种细菌之间进行，通过接合方式，一次可完成对多种抗菌药耐药性的转移。这种方式主要出现在革兰氏阴性菌中，特别是肠道菌中，如携带MCR-1基因的细菌质粒，可以通过接合的方式转移给敏感细菌。转座子是一种比质粒更小的DNA片段，它能够随意插入或跃出其它DNA分子中，将耐药性的遗传信息进行传递。转座子不能进行自我复制，必须依赖细菌的染色体、噬菌体或质粒而得以复制。转座子的宿主范围很广，它可以在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌之间转移，从而使耐药基因的宿主范围扩大，是耐药性传播的一个重要原因。

4.耐药性预测

4.1普遍性耐药性会越来越普遍，不管抗生素的使用是不是合理。如年上市的利奈唑烷已有2~3%的肠球菌对其耐药。

4.2损失

4.2.1英国政府公布最新报告年超级细菌感染致死率将高于癌症，每3秒将有1人丧命（目前每年70万人死亡（已经被低估））；耐药微生物将每年从全球经济中榨取万亿美元；由于难以控制感染，现在的一些常规治疗/手术可能会被放弃。

4.2.2美国的估计年后每年因细菌耐药性死亡的人数显著增加，其中亚洲以万居首，非洲则有万，欧洲和北美分别有39万和31.7万。

4.2.3后抗生素时代瑞典传染病控制研究所的安德里亚斯·赫迪尼（AndreasHeddini）警告说，如果滥用抗生素的势头不能得到有效遏制，人类很可能重返前抗生素时代（一夜回到解放前），也可以称为后抗生素时代（二者没有本质区别，因为都是无药可用）。没有抗生素的时代，纸张划破手指、走路跌破皮都可发生要命的感染；普通的外科手术（不涉及器官移植）也会造成死亡。年前中国的新生儿死亡率为20%，如今的新生儿和产妇死亡率不超过1.5%；年后的状况则不好预测。

5.我们的对策

5.1英国政府提出的纲领组织全球性宣传活动；改善卫生条件，防止感染；削减农（兽）用抗生素用量；改善耐药抗生素的全球监测体系；推动新型快速诊断流程，以确保正确使用抗生素；开发抗生素的替代疗法，如疫苗等；支持传染病专业人员；建立一个针对微生物抗药性研究的全球基金；鼓励研发新药等。

5.2猪场用药猪场应遵纪守法，使用合格的抗生素，少用复配药物；减少或不使用促生长抗生素；准确诊断、及时用药；掌握好剂量（严禁低剂量长期使用）；按规定的疗程用药，并遵守停药期；改善管理、加强生物安全，降低感染率；控制好病毒性疾病，减少继发感染等。黄、白痢是大肠杆菌引起的哺乳仔猪疾病，可以通过非抗生素途径加以预防：如改善饲养管理，加强后备母猪的适应（驯化）；保持环境卫生和消毒，降低产房细菌密度；保温、降低产床湿度；合格的大肠杆菌疫苗免疫好母猪；改善母猪管理，保证足够的初乳；减少饲料霉菌毒素的污染等措施，均可显著降低发病率。

5.3使用抗生素替代品

5.3.1生物制品疫苗（菌苗）、干扰素、转移因子、抗体等均具有一定的替代作用，但存在很多缺陷，如免疫保护率低、覆盖面窄等。

5.3.2溶菌酶、抗菌肽暂时产量不足，也很难纯化，而且也具有一定的抗菌谱，因而不能完全替代。

5.3.3精油、酸化剂可以抑制细菌生长，而且精油可以调节机体的免疫系统，提高抵抗力，但其抗菌效力比较弱，特别是全身细菌感染时。

5.3.4中药或植物提取物任何一味中药在体外均不具有明显的抗菌作用，其机理可能与调节机体抵抗力有关。用西医的理论指导使用中药，往往难以达到良好的抗菌效果。即使有效果，中药的质量标准难以制定，市场上一定会充斥着大量假冒伪劣产品，从而影响其真实的效果。

5.3.5益生素益生素也称为益生菌或活菌制剂，主要作用是维持或调节肠道的菌群平衡，并能改善肠道的免疫状况，改善肠道免疫。但益生素对全身感染的细菌作用不大，因而尚不能完全替代抗生素。

5.3.6关于无抗猪这是一个炒作的概念。因为在环境中有大量的病原菌，在猪体内也有很多的条件性致病菌，因此在恶劣的饲养条件下发生细菌性疾病是不可避免的。在欧盟，如果病猪不治疗，可违犯动物福利法；在美国，猪场也在大量使用抗生素，只不过比中国更规范。当然，抗生素不是万能的，不可能代替猪场的环境控制、饲养管理和营养补充；反过来讲，目前养猪还离不开抗生素。只要合理使用，策略性使用，是可以获得良好效益的，而且也不会为耐药性贡献很多。无抗饲料是完全可以做到的，只不过是饲料厂将抗生素转移到猪场罢了。

6.结语

抗生素的耐药性越来越普遍，也越来越强，甚至不断出现抵抗大多数抗生素的“超级细菌”。耐药性的产生原因和机理是复杂的，但只要有抗生素存在，就会出现耐药细菌，这是生物学的规律。

抗生素可以降低体内细菌的数量，但依靠特异性和非特异性免疫力清除细菌。机体免疫系统只针对病原体，可以通过体液免疫和细胞免疫对抗各种感染，但免疫系统不能克服细菌耐药。我们无法完全阻止细菌耐药性的出现，但可采取措施延缓其产生。

有很多类产品可以部分替代抗生素，减少抗生素的用量，但到目前为止还没有任何一种产品可以完美地替代抗生素。所以克服细菌耐药性，任重而道远！

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