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简述细菌产生耐药的分子生物学机制细菌产生耐药性是一种严重的全球性问题，在医疗领域和公共卫生健康方面造成了巨大的挑战。
耐药细菌可以抵抗抗生素的作用，导致感染无法有效治疗。
这一现象的发生主要是由于细菌在适应环境压力下产生的突变和基因水平的水平转移。
细菌产生耐药性的分子生物学机制可以归纳为以下几点：1. 突变：细菌在繁殖和生存过程中经常发生突变，这些突变有时会导致细菌产生耐药性。
例如，在细菌的基因组中可能发生某些点突变，导致抗生素无法与细菌的特定靶标结合，从而失去了抗生素的作用。
2. 基因水平转移：细菌之间可以通过多种机制进行基因水平的转移，包括共轭转移、转化和噬菌体介导的转导。
这些机制允许细菌在不同个体之间交换基因，包括耐药基因。
当一个细菌耐药基因通过转移传递给另一个细菌时，接受者细菌也会获得相应的耐药性。
3. 耐药基因共同的存在：许多细菌都存在耐药基因的共同存在。
这些基因可以以编码抗生素靶标的蛋白质的形式存在，也可以以编码抗生素降解酶或泵的形式存在。
当细菌遇到抗生素时，这些耐药基因可以被激活，从而产生耐药性。
4. 适应性突变：细菌可以通过快速适应和进化来产生耐药性。
当细菌暴露在抗生素的选择压下时，那些具有耐药基因的细菌会有更高的存活率。
随着时间的推移，这些耐药基因会在细菌群体中逐渐增加，导致整体耐药性的提高。
细菌产生耐药的分子生物学机制是一个复杂的过程，与以上所述的因素密切相关。
了解这些机制对于制定和实施有效的抗生素使用策略以及开发新的抗生素至关重要。
此外，加强细菌感染的预防控制、提高公众对抗生素的正确使用和传染病防控知识的认识也是应对细菌耐药性的重要措施。
收稿日期：2016-04-20；修回日期：2016-06-20 基金项目：(973)(2015CB150600)(3133000231270170)[Supported by the National Basic Research Program of China (973 Program) (No. 2015CB150600) and the National Natural Science Foundation of China (Nos. 3127017031330002)]第一作者简介:E-mail: chenyufan@ 通讯作者简介:E-mail: lhzhang01@群体感应与微生物耐药性1 陈昱帆1,2，刘诗胤1,2，梁志彬1,2，吕明发1,2，周佳暖1,2，张炼辉1,22 1.华南农业大学群体微生物研究中心，广州 510642;3 2.广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室，广州 510642 4摘要：微生物耐药性已成为全球关注的严重问题，其演化机制和调控机理也已成为研究热点。
近年来的研究发现，5一些微生物耐药性机制受到群体感应系统的调控。
群体感应是一种在微生物界广泛存在并与菌体密度关联的细胞-6细胞间的通讯系统。
高密度的菌落群体能够产生足够数量的小分子信号，激活下游包括致病毒力和耐药性机制在内7的多种细胞进程，耐受抗生素并且危害寄主。
本文结合国内外最新的研究进展，对微生物群体感应系统的研究现状8进行了概括性介绍，重点阐述了群体感应系统对微生物耐药性机制的调控作用，如微生物生物被膜形成和药物外排9泵调控等方面的作用，并探讨了利用群体淬灭控制微生物耐药性的新策略。
10关键词：微生物耐药性；群体感应；生物被膜；群体淬灭；药物外排泵 1112 Quorum sensing and microbial drug resistance 13Yufan Chen 1,2, Shiyin Liu 1,2, Zhibin Liang 1,2, Mingfa Lv 1,2, Jianuan Zhou 1,2, Lianhui 14Zhang 1,2 151. Integrative Microbiology Research Centre, South China Agricultural University, Guangzhou 510642 ,China; 162. Guangdong Province Key Laboratory of Microbial Signals and Disease Control, Guangzhou 510642,China 17Abstract: Microbial drug resistance has become a serious problem of global concern, and the evolution and regulatory 18mechanisms of microbial drug resistance has become a hotspot of research in recent years. Recent studies showed that 19certain microbial resistance mechanisms are regulated by quorum sensing system. Quorum sensing is a ubiquitous cell-cell 20communication system in the microbial world, which associates with cell density. High-density microbial cells produce2122sufficient amount of small signal molecules, activating a range of downstream cellular processes including virulence and23drug resistance mechanisms, which increases bacterial drug tolerance and causes infections on host organisms. In this24review, the general mechanisms of microbial drug resistance and quorum-sensing systems are summarized with a focus on25the association of quorum sensing and chemical signaling systems with microbial drug resistance mechanisms, including26biofilm formation and drug efflux pump. The potential use of quorum quenching as a new strategy to control microbial27resistance is also discussed.28Keywords:microbial drug resistance; quorum sensing; biofilm formation; quorum quenching; drug efflux pump29微生物病害，特别是耐药病原菌的感染，可导致巨大的生命和财产损失，已成为人类健康和动植物生30存的重大威胁之一。
细菌耐药性干预措施铁岭市中医医院细菌产生耐药性机制及干预措施细菌的耐药性又称抗药性，一般是指细菌与药物多次接触后，对药物的敏感性下降甚至消失，致使药物对耐药菌的疗效降低或无效。
一、耐药性产生机制1.产生灭活酶灭活酶有两种，一是水解酶，如β-内酰胺酶可水解青霉素或头孢菌素。
该酶可由染色体或质粒介导，某些酶的产生为体质性(组构酶);某些则可经诱导产生(诱导酶)。
二是钝化酶又称合成酶，可催化某些基团结合到抗生素的OH基或NH2基上，使抗生素失活。
多数对氨基甙类抗生素耐药的革兰阴性杆菌能产生质粒介导的钝化酶，如乙酰转移酶作用于NH2基上，磷酸转移酶及核苷转移酶作用于OH基上。
上述酶位于胞浆膜外间隙，氨基甙类被上述酶钝化后不易与细菌体内的核蛋白体结合，从而引起耐药性。
2.改变细菌胞浆膜通透性细菌可通过各种途径使抗菌药物不易进入菌体，如革兰阴性杆菌的细胞外膜对青霉素G等有天然屏障作用;绿脓杆菌和其他革兰阴性杆菌细胞壁水孔或外膜非特异性通道功能改变引起细菌对一些广谱青霉素类、头孢菌素类包括某些第三代头孢菌素的耐药;细菌对四环素耐药主要由于所带的耐药质粒可诱导产生三种新的蛋白，阻塞了细胞壁水孔，使药物无法进入。
革兰阴性杆菌对氨基甙类耐药除前述产生钝化酶外，也可由于细胞壁水孔改变，使药物不易渗透至细菌体内。
铁岭市中医医院3.细菌体内靶位结构的改变链霉素耐药株的细菌核蛋白体30S亚基上链霉素作用靶位P10蛋白质发生改变;利福平的耐药性是细菌RNA多聚酶的β’亚基发生改变，使其与药物的结合力降低而耐药。
由质粒介导的对林可霉素和红霉素的耐药性，系细菌核蛋白体23S亚基的腺嘌呤甲基化，使药物不能与细菌结合所致。
某些肺炎球菌、淋球菌对青霉素G 耐药，以及金葡菌对甲氧苯青霉素耐药，乃因经突变引起青霉素结合蛋白(PBPs)改变，使药物不易与之结合。
这种耐药株往往对其他青霉素(如苯唑或邻氯青霉素)和头孢菌素类也都耐药。
4.其他细菌对磺胺类的耐药，可由对药物具拮抗作用的底物PABA的产生增多所致;也可能通过改变对代谢物的需要等途径。
耐药菌传播机制及近年来监管对策整理近年来，耐药菌（抗生素耐药菌）的传播成为全球医疗领域的一个严峻问题。
耐药菌传播机制的研究和监管对策的制定对于预防和控制耐药菌的传播至关重要。
本文将就耐药菌传播机制及近年来监管对策进行综合整理。
一、耐药菌传播机制1. 基因传递：耐药菌可以通过水平基因转移的方式将耐药基因传递给其他细菌，从而使其也具备了相应的耐药性。
这种传递方式包括转化、转导和共轭。
这种基因传递的机制使得耐药基因能够快速传播并在细菌群落中广泛存在。
2. 跨物种传播：耐药菌不仅可以在同一物种内传播，还可以跨越物种传播。
这意味着耐药菌可以从动物传播给人类，也可以从人传播给动物。
这种跨物种传播极大地增加了耐药菌的传播范围和速度。
3. 院内传播：医疗机构是耐药菌传播的重要场所。
院内传播主要通过直接接触、空气传播和环境传播等途径进行。
医生、护士和患者之间的接触是最主要的传播途径。
此外，住院患者在医院内的长期病房停留也会增加耐药菌的传播风险。
4. 环境传播：耐药菌还可以通过环境进行传播。
例如，耐药菌可以通过食物、水源以及野生动物传播给人类。
这种环境传播是一个全球性的问题，给人类健康和生态环境带来了严重威胁。
二、近年来监管对策1. 强化感染控制措施：严格执行有效的感染预防和控制措施是防止耐药菌传播的重要手段。
这包括正确使用抗生素、加强手卫生以及开展有效的环境清洁消毒等措施。
医疗机构应建立和实施感染控制委员会，加强监测和报告感染情况，及时采取应对措施。
2. 加强监管和监测：建立健全的监管机制是预防和控制耐药菌传播的关键。
各国应建立和完善相关的法律法规，明确监管责任。
同时，加强对抗生素的使用和销售的监测，遏制滥用和过度使用抗生素的行为。
3. 促进多学科合作：耐药菌问题的解决需要各个领域的合作。
医生、护士、农民、环境科学家等各个领域的专家应加强交流与合作，共同研究和解决耐药菌的传播问题。
4. 推动研发新型抗生素：抗生素研发是解决耐药菌传播问题的重要手段。
最新：群体感应调控细菌耐药的机制（全文）细菌的抗菌素耐药已成为威胁人类健康的重大问题，亟需新策略阻控细菌耐药。
群体感应是微生物细胞间交流的一种机制，当环境中群体密度达到阈值后群体感应即被激活，调控下游基因转录。
群体感应已被证实可调控生物膜、外排泵、细菌分泌系统等抗菌素耐药机制，有望成为耐药调控靶点。
目前已有多种群体感应抑制剂通过降解信号分子、干扰信号分子与受体蛋白的识别和结合、阻断群体感应信号的合成等方式干扰群体感应。
群体感应抑制剂有望成为阻控微生物耐药的新方法。
近年来，随着抗菌素的广泛使用，细菌的抗菌素耐药已成为威胁人类健康的重大问题。
研究者们试图通过研究微生物耐药靶点、研发新型药物等方法攻克抗菌素耐药这一世纪难题，但细菌耐药率仍逐年攀升。
因此，迫切需要从新的角度研究抗菌素耐药问题。
最近，一些研究揭示了群体感应（quorumsensing）系统在细菌耐药中的作用，并深入探索了群体感应调控细菌耐药的机制，这些研究成果有望为阻控抗菌素耐药提供新的方法和靶点。
本文围绕群体感应对细菌抗菌素耐药的调控机制及干预手段进行综述。
一.细菌耐药机制目前，抗菌素的作用机制主要包括以下4个方面：（1）阻碍细胞膜合成；（2）增强细胞膜通透性；（3）影响蛋白质合成；（4）干扰DNA的复制和转录〔】】。
相应地，细菌发展出以下5种主要抗菌素耐药机制：（1）降低细胞膜对抗菌素的通透性；（2）利用外排泵排出抗菌素；（3）基因突变或修饰抗菌素靶向基因；（4）对抗菌素的直接修饰或降解；（5）形成生物膜1W。
为克服细菌耐药，新药研发、药物联用已成为常见手段，但罕有从细菌群体角度出发制定的策略。
基于此，深入研究细菌群体感应系统，从中寻找新的耐药阻控手段已刻不容缓。
二、群体感应简介20世纪70年代，Nea1son和Eberhard等【2,3］发现费氏弧菌（Vibiofischeri）和哈维弧菌（Vibioharveyi）的发光现象可由菌群密度所调控,这是最早关于群体感应现象的文献报道。
1994年，Greenberg教授在总结费氏弧菌、根癌农杆菌、胡萝卜软腐欧文菌、铜绿假单胞菌等细菌的群体行为基础上，率先提出〃群体感应〃这一概念［4］。
群体感应是指微生物通过监测种群密度调控群体行为的生物现象。
微生物分泌可扩散的信号分子并在环境中累积。
在低细胞密度时，外部环境中的信号分子浓度较低，不发生群体感应调控；在高细胞密度时，外部环境中的信号分子累积至一定浓度，与受体蛋白结合，启动下游基因转录，调控种群性状［4］。
不同细菌有不同的群体感应系统。
大部分革兰阴性菌的群体感应系统为1u×I∕R型系统。
1UX1/R型系统的原型为费氏弧菌群体感应系统，其中编码酰基高丝氨酸内酯（acy1homoserine1actone,AH1）N-（3-氧代己酰基）-1［/V-(3-oxo-hexanoy1)-1-homoserine1actone,OHH1］的合成,IuxR编码AH1依赖性转录因子S］。
其他革兰阴性菌群体感应系统与其相似，/〃/同源基因编码AH1信号分子合成，信号分子自由扩散并与1uxR同源性受体蛋白结合，调控下游基因转录。
如铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa,PA)中的IaS1与AyM■具有同源性JasI编码合成N-3一氧十二烷酰-高丝氨酸内酯［N-(3-oxododecanoy1)-homoserine1actone,30C12-HS1］信号分子，而与∕ox∕?同源的IaSR是PA毒力基因的全局调节剂［5］。
PA中的另一套重要群体感应系统RhII/R也包含了同源的M〃及同源的rh/R'51。
大肠杆菌与沙门菌含1uxR同源蛋白SdiA,但无1uxI同源蛋白，故SdiA起到感应环境中信号分子浓度变化的作用［6］。
与革兰阴性菌不同，革兰阳性菌群体感应系统的信号分子主要为自诱导肽(autoinducerpeptide,AIP),需要通过ABC转运系统(ATP-bindingcassette)或膜通道蛋白实现胞内外转运。
自诱导肽长度为5~17个氨基酸U］,通过磷酸化级联反应进行信号转导。
当环境中的自诱导肽浓度达到一定阈值后，与细胞膜上的双组分信号转导系统自诱导肽受体结合，组氨酸蛋白激酶被激活，激酶中的组氨酸残基磷酸化，磷酸基团进一步通过天冬氨酸残基被传递给受体蛋白，磷酸化后的受体蛋白与DNA结合调控下游基因表达181。
止匕外，革兰阳性菌还存在一种AI-2信号系统，其信号分子是一类吠喃酰硼酸二酯，该信号分子合成基因∕oxS在革兰阴性、革兰阳性菌中均较保守，故该系统被认为是物种间交流的调控途径。
研究较多的革兰阳性菌群体感应系统为金黄色葡萄球菌(Staphy1ococcusaureus,SA)的Agr系统。
在SA中，agr∕?编码自诱导肽前体肽AgrD,AgrB对AgrD进行处理，将自诱导肽分泌至胞外。
即/＜编码组氨酸蛋白激酶AgrC,与agrA编码的AgrA组成双组分信号转导系统。
AgrA能结合启动子P2、P3进行转录调控群体感应可调控细菌的多种生命活动，如生物发光、细菌运动、致病基因表达、毒力因子合成等。
研究发现，群体感应通过调控生物膜形成、外排泵表达、细菌分泌系统等机制调控细菌的抗菌素耐药。
下文将以革兰阴性菌PA、革兰阳性菌SA为例，详细阐述群体感应调控细菌抗菌素耐药的机制研究进展。
三.群体感应调控微生物耐药的机制研究进展1.群体感应调控PA耐药的机制研究进展：多种结构性肺病患者呼吸道内均可见PA定植，如慢性阻塞性肺疾病［1。
］、支气管扩张症【I】】、囊性肺纤维化等112］,且PA定植与急性加重有关［10，13,14］o感染是结构性肺病患者急性加重的主要诱因反复使用抗菌素引起的PA耐药已成为临床治疗的重要难题。
同时，PA作为经典革兰阴性菌，其群体感应系统已被深入研究，群体感应与抗菌素耐药的关系及机制被部分揭示。
PA主要有以下几个群体感应系统：1as1/R系统、RhI1/R系统、B诺酮信号(Pseudomonasquino1onesigna1z PQS)系统、集成群体感应信号(integratedquorumsensing,IQS)系统⑸(图1)。
如前文所述，1as1/R、RhII/R系统属1ux1/R型系统，其信号分子分别为3OC12-HS1和C4-HS1o1as1/R系统激活后促进下游大量基因的转录，如taskrh∣k「MR、pqsR、pgs∕8C。
〃等，调控碱性蛋白酶、弹性蛋白酶、外毒素A等毒力因子表达［15］。
RhI1/R系统调控弹性蛋白酶合成、鼠李糖脂合成、吩嗪代谢等生化进程151。
PQS系统信号分子为2-庚基-3-羟基-4・Dt诺酮(2-hepty1-3-hydroxy-4-quino1one),其前体为2庚基-4-瞳诺酮(2-hepty1-4-quino1ones,HHQ)。
HHQ和PQS与PqsR结合,PqSR与pgs∕8COE操纵子的启动区域结合调控下游绿脓素合成等15］。
IQS系统信号分子为2-(2-羟苯基)■睡嘤4甲醛［2・(2-hydroxypheny1)-thiazo1e-4-carba1dehyde]o在环境中磷酸盐耗竭的情况下JQS能替代1as1/R系统进行群体感应的全局调控16ζPA群体感应可从多方面调控耐药。
1998年，Greenberg教授课题组率先发现PA1as1/R群体感应系统调控生物膜形成正常形态E171SakUragi和KOIter［通］在此基础上提出，1as1/R系统可能通过控制胞外多糖产生的夕H基因调控生物膜形成。
Ueda和Wood进一步研究了其中的机制发现1as1/R群体感应系统正向调控/6/的表达,TpbA具有酪氨酸磷酸酶活性，能使TpbB去磷酸化，引起c-di-GMP减少。
c-di-GMP通过与PeID蛋白结合增强胞外多糖的产生，因此c-di-GMP减少导致胞外多糖的产生受抑从而减少生物膜的形成I，细胞外DNA是生物膜的主要成分，群体感应能通过调控细胞外DNA水平调控生物膜形成。
AiIeSen-H。
Im等［2。
】发现，PQS群体感应系统介导噬菌体诱导、菌毛/鞭毛依赖的细胞裂解,调控细菌DNA释放，从而影响生物膜的形态和结构。
外排泵是细菌的一种重要耐药方式，而群体感应与外排泵的调控是相互的。
一方面，PA群体感应系统调控外排泵基因的表达。
例如，外源性添加RhII/R群体感应系统信号分子C4-HS1能引起由mex厂介导的外排泵MexAB-OprM基因表达上调"I】。
另一方面，外排泵能泵出群体感应信号分子。
例如，外排泵MexCD-OprJ的过表达会增加PQS前体HHQ的泵出从而抑制PQS群体感应系统"2］。
细菌分泌系统(secretionsystem,SS)可从细胞内排出蛋白质、DNA,在细菌间遗传信息传递过程中发挥作用。
目前在细菌中已发现以下8个分泌系统：T1SS、T2SS、T3SS、T4SS、T5SS、T6SS、T7SS和T9SS-31°T1SS与鲍曼不动杆菌、肠杆菌、肺炎克雷伯杆菌、PA等多种病原体的耐药密切相关［24］,在PA中，T1SS的效应器碱性蛋白酶AprA的表达依赖于群体感应［25］。
PA的T2SS受群体感应调控，例如：1aSR蛋白与3OC12-HS1结合能激活X。
P和x°∕?转录"6］；在产生C4-HS1缺陷的突变株中，T2SS的xcp x°∕?表达水平下降［26］。
T3SS则受RhII/RhIR系统负向调控C4-HS1与RhIR 结合后引起T3SS下调而△「/?〃中可观察到exoS过表达［27］。
2.群体感应调控SA耐药的机制研究进展:SA主要含2种群体感应系统：Agr系统和1UXS/AI-2系统。
在Agr系统中，启动子P2、P3分别启动RNAn、RNAIn的转录。
RNAn编码agrB.agrD、agrC agH四个开放阅读框。
吆小产生自诱导肽前体，经过AgrB加工和分泌形成自诱导肽。
自诱导肽与跨膜受体AgrC结合，触发双组分系统磷酸化,引起AgrA磷酸化。
AgrA与RNAI1和RNAnI的启动子位点结合,其中RNAn1诱导毒力基因表达,RNAn进一步促进自诱导肽合成，形成正反馈环路［28］。
Agr系统能调控多种毒力因子基因：RNA1n刺激毒力因子α-毒素的产生，同时通过抑制。
1基因抑制蛋白酶、脂肪酶、蛋白A、肠毒素等表面毒力因子［29］。
除Agr系统外，SA的群体感应系统还包括1uxS/AI-2系统。
AI-2是一种重要的种间信号分子，需要指出的是，在SA的群体感应系统中,∕uxS调控AI-2的合成，但SA无AI-2受体。
Agr系统和1uxS/AI-2系统主要通过调控生物膜影响SA 耐药。
