细菌抵抗消毒剂及其对抗生素共耐药

消毒剂是一种可杀灭物体表面、器材设备、皮肤、空气和水源等传播媒介上携带的病原微生物的有机分子。它在体外能杀灭病原微生物,切断其传播途径,进而达到控制污染的目的,在生命安全防控中起着重要的作用。但是不合理地使用消毒剂导致细菌对消毒剂产生耐药。消毒剂耐药基因在不同种属间的水平转移加剧其传播风险,使消毒剂耐药情况进一步恶化。更令人担忧的是,细菌对消毒剂的耐药可能会导致对抗生素产生共耐药,给公共安全带来巨大的威胁。但目前为止,对消毒剂耐药以及共耐药的认识还不够全面。本文总结了关于细菌对消毒剂耐药的研究报道,对消毒剂的作用机制、细菌对消毒剂的耐药机制进行了论述,另外针对消毒剂耐药基因的传播以及细菌对消毒剂和抗生素的共耐药进行了综述,为减少消毒剂耐药性的产生和制定合理的消毒剂使用规范奠定基础。     

细菌对消毒剂抗性机理研究进展

消毒剂通过抑制膜的主动运输、抑制微生物的代谢、扰乱微生物的DNA复制、使微生物细胞裂解而导致胞内成分渗漏以及使胞内物质凝结等方面发挥灭菌作用.消毒剂在杀灭细菌和控制细菌污染方面具有重要作用,但细菌对消毒剂也会产生抗性.细菌对消毒剂的抗性机制主要通过形成生物被膜,阻挡或外排机制减少消毒剂分子进入细胞,使消毒剂分子失活,以及其他表型性耐药等4个途径来实现,其中通过形成生物被膜阻止消毒剂分子进入细菌细胞或在进入细胞前使消毒剂失去效用,在细菌对消毒剂的抗性机制中具有重要作用.以实际污染的主要菌株为对象,研究它们对常用消毒剂的抗性机制,对控制细菌污染具有极大的应用价值和现实意义.     

细菌的消毒剂耐药性

细菌的消毒剂耐药性指细菌与消毒剂多次接触后,使该类消毒剂的最小抑菌浓度或最小杀菌浓度升高的现象。细菌的消毒剂耐药性普遍存在,多种细菌可对一种消毒剂耐药,一种细菌可对多种消毒剂耐药。消毒剂选择件压力是耐药性产生的外在原因,产生的机制包括生化结构、遗传学途径和酶学途径。消毒剂耐药与抗生素耐药之间存在一定的关系。应加强研究,制定统一标准,加强监测,并制定合理应用消毒荆规范,以减少消毒剂耐药性的发生。     

基于功能宏基因组学挖掘抗生素耐药基因研究进展北大核心CSCD

随着各类抗生素被广泛用于治疗细菌感染以及抗生素在临床上的大量使用,驱动了各类抗生素耐药基因的不断进化,导致了耐药问题日趋严重。耐药基因与耐药细菌的广泛传播与普遍流行严重威胁公共卫生体系并引起了巨大的经济损失。值得注意的是,抗生素的广泛施用不仅造成了动物体内耐药细菌的产生,还提高了对环境中微生物的选择压力,间接推动了耐药基因的发展与进化,使环境微生物成为耐药基因新的储库。因此对耐药细菌的广泛监测与新型耐药基因的提前发掘具有重要的临床意义与研究价值。但是传统的耐药性调查手段过度依赖对耐药细菌的培养,难以全面的展现固定生态位中微生物耐药性的全貌。而功能宏基因组学技术利用其表型筛选和高通量测序相结合的优势,不依赖于对携带目标基因的特定细菌的培养,因此在发掘新型功能基因方面有着巨大的优势。本文综述了功能宏基因组在抗生素耐药方面的研究进展,讨论了功能宏基因组学方法在检测新型基因研究中的意义及存在的问题,为后续深入开展对抗生素耐药机制的探究提供了坚实的理论基础。     

细菌耐药专刊序言

抗生素是人类对抗病原微生物感染的重要"武器"。然而,抗生素的大规模使用导致细菌耐药性不断增强并广泛传播。细菌耐药不仅是医学问题,同时也是社会和经济问题,涉及公共卫生、环境污染、食品安全等诸多领域。本专刊从临床耐药与流行病学、动物及环境耐药、细菌耐药机制、抗菌药物研发和耐药防控策略等角度对细菌耐药性问题进行了较系统的综述和探讨,为全面认识细菌耐药现状、深入开展耐药机制研究并制定综合防控策略等提供参考。     

耐药基因数据库概述

抗生素是人类历史上的革命性发现,其临床应用挽救了无数患者的生命。但是随着抗生素的广泛使用和滥用,越来越多的病原菌产生了耐药性,甚至出现了具有多重耐药性的"超级细菌"。在人类与病原菌斗争的军备竞赛中,人类即将面临无药可用的境地。针对微生物的耐药性、耐药机制及耐药性传播的研究吸引了众多科研工作者的目光,各种耐药基因数据库以及耐药基因分析工具应运而生。文中对目前耐药领域的基因数据库进行收集整理,从数据库类型、数据特征、耐药基因预测模型以及可分析序列的类型等方面对这些数据库进行论述和介绍。此外,文中对抗金属离子和抗杀菌剂的基因数据库也有所涉及,将为如何选择及使用耐药基因数据库提供参考和帮助。     

综述与专论：微生物消毒剂抗性机理

在物体表面和传播介质中,消毒剂能有效抑制或杀死微生物,广泛用于食品、卫生、健康、防疫等领域。在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情期间,全球消毒剂的使用量激增,对有效防控病毒传播和防止疫情扩散起到重要作用。但消毒剂的不正确使用会降低其有效性,甚至会诱导微生物产生抗性,从而增加传染性疾病的传播风险。微生物的消毒剂抗性基因还会通过繁殖传代增殖或在不同种属间水平转移而加剧其污染和传播风险,严重威胁到公共卫生安全。目前,抗生素抗性基因(ARG)的广泛出现引起了全球对公共卫生的关注,但对消毒剂的抗性认识非常有限。本文综述了近年来微生物对消毒剂抗性的研究,着重就微生物通过形成生物膜、降低细胞膜通透性、过量表达外排泵、产生消除或减弱消毒剂的特异性酶、改变作用靶点等方式产生抗性的机理进行综述。另外针对微生物消毒剂抗性的获得和传播,对染色体和质粒介导的抗性基因、环境中微生物消毒剂抗性与抗生素抗性的关联进行了论述。消毒剂抗性基因能通过质粒、噬菌体等可移动遗传元件,以转化、转导或接合的方式转移传播,对科学消毒提出新要求。     

单增李斯特菌耐药外排泵研究进展

单增李斯特菌是一种重要的人兽共患食源性胞内致病菌,广泛存在于自然环境中且易污染动物性食品,人及动物感染后可引起严重的李斯特菌病,死亡率高达30%。单增李斯特菌通常对多种药物敏感,然而,因不合理使用抗菌药或消毒剂形成的选择压力导致李斯特菌多重耐药情况的报道日渐增多。外排泵蛋白是细菌中一类重要的蛋白,可参与机体多种生物学过程,包括影响细菌对抗生素敏感性、促进有毒化合物泵出、影响细菌毒力等。本文综述了近年来关于单增李斯特菌耐药外排泵的功能及调控机制的研究进展,为深入理解李斯特菌耐药等环境适应机制及有效控制该病原污染传播和筛选抗感染药物新靶点提供理论基础。     

多药耐药大肠杆菌对不同消毒剂的抗性探究

目的：研究多药耐药大肠杆菌对不同消毒剂的抗力水平,为临床上合理选择消毒剂提供依据。方法：采用营养肉汤稀释法及悬液定量杀菌实验分别测定临床分离出的具有多重耐药性的大肠杆菌对临床常用消毒剂的最低抑茵浓度（minimum inhibitory concentration,MIC）及不同作用时间消毒剂对菌株的杀灭率,并与大肠杆菌标准株的测定结果进行比较。结果：不同消毒剂对多药耐药大肠杆菌的MIC值不同,洁芙柔消毒凝胶的MIC值为2．8±1．9,绿莎新爱尔施牌消毒片的MIC值为2583．4±1107．2,爱护佳免洗手消毒液的MIC值为144．63：86．9,安尔碘II型皮肤消毒剂的MIC值为16．1±7．7。4种常用消毒剂对多要耐药大肠杆菌的MIC值均高于标准菌,绿莎新爱尔施牌消毒片及爱护佳免洗手消毒液的MIC值与标准大肠杆菌较为接近。另外,4种常用消毒剂在常用浓度下对标准大肠杆菌和多药耐药大肠杆菌作用5min的杀灭率均能打到100％,标准大肠杆菌的被杀灭率略高于多药耐药大肠杆菌。结论：多药耐药菌株对消毒剂的抗性日益受到关注,使用时调整浓度、加强消毒剂科学管理对控制医院感染具有重要意义。     

多重耐药菌在人类、动物和环境的耐药和传播机制

抗生素等抗菌药物的滥用在全球范围内造成了多重耐药菌的传播。多重耐药菌(Multidrug resistant organisms,MDRO)以及耐药基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)可在人类、动物和环境之间进行传播,尤其是ARGs可以通过水平转移的方式在同种属或者不同种属的菌群之间进行传播,使得细菌耐药问题日益严重,耐药机制趋于复杂,疾病治疗更加困难,对人类公众健康造成严重的威胁。因此抗生素等抗菌药物的使用应加以规范。     

微生物消毒剂抗性机理

在物体表面和传播介质中,消毒剂能有效抑制或杀死微生物,广泛用于食品、卫生、健康、防疫等领域.在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情期间,全球消毒剂的使用量激增,对有效防控病毒传播和防止疫情扩散起到重要作用.但消毒剂的不正确使用会降低其有效性,甚至会诱导微生物产生抗性,从而增加传染性疾病的传播风险.微生物的消毒剂抗性...     

大熊猫源细菌耐药性研究进展

耐药菌和耐药基因已成为一种新型环境污染物,引发世界公共卫生问题。细菌耐药性尤其是多重耐药菌在人医临床、畜禽养殖以及环境传播等多个方面得到越来越多的关注,而关于大熊猫等野生动物的耐药性研究相对较少。大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是世界公认的珍稀野生动物,其种群数量易受到各种疾病的威胁,尤其是肠道细菌性疾病。随着抗菌药物在疾病预防和控制中的普遍使用,由此带来的耐药性危害日益明显。本文总结了关于大熊猫源细菌耐药的国内外研究报道,对其耐药表型、耐药基因型、耐药机制及水平传播机制等方面内容进行了综述,旨在为大熊猫源细菌耐药性的研究和防控提供依据,为临床科学用药提供理论参考,从而助力大熊猫迁地保护。     

Prevalence of co-resistance to disinfectants and clinically relevant antibiotics in bacterial isolates from three hospital laboratory wastewaters in Southwestern Nigeria

The prevalence of co-resistance to four disinfectants and seven antibiotics was investigated among 57 bacterial strains isolated from the effluents of three hospital laboratories in Ogbomoso, Southwestern Nigeria. The organisms belonging to seven genera of public health importance such as Pseudomonas, Streptococcus, Serratia, Staphylococcus, Klebsiella, Proteus and Bacillus showed varying degrees of resistance to the test antimicrobial agents ranging from 0% to 77.8%. From among 25 organisms isolated from hospital A were recognized 16 phenotypic patterns of co-resistance to the test disinfectants and antibiotics; while from hospitals B and C were recognized 13 and 9 patterns, respectively, from among 18 and 14 isolates. The observed co-resistance to antimicrobial agents among the organisms reported in the present study is an indication of the risks posed by the untreated effluents to public health. It also adds to the increasing evidence about the role of hospital wastewaters as environmental reservoir of multi-drug-resistant bacteria.     

抗生素耐药性的研究进展与控制策略

抗生素是治疗细菌感染的有效药物,然而抗生素在人类医学及农业生产中的大规模使用催生了细菌耐药性在环境中的快速扩散和传播,特别是多种抗生素的联合使用更是促进了多重耐药性的产生,严重威胁着人类和动物健康及食品与环境安全,相关问题已经引起人们的警觉。因此新研究主要集中在以下几方面:利用组学及合成生物学等方法挖掘并合成新型抗生素;利用高通量技术等系统分析环境中耐药菌及耐药基因新的传播途径及产生的新耐药机制;减抗、替抗及控制耐药基因的策略及其相关工艺。因此,在全面认识耐药基因在环境中传播规律的基础上,如何绿色高效地切断传播途径仍是目前研究的热点。基于此,本文在细菌水平上阐述了抗生素的研发历程、耐药性的发展及控制策略,从而为有效遏制细菌耐药性的发展提供思路。     

鸡蛋生产链中沙门氏菌对抗生素及消毒剂的耐药性研究

为研究鸡蛋生产链中沙门氏菌的污染情况及抗生素、消毒剂耐药情况,本文鉴定了鸡蛋生产链中分离得到的111株沙门氏菌(Salmonella)血清型,并测定了抗生素和消毒剂对沙门氏菌的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentrations, MICs),检测了其对抗生素和消毒剂的耐药基因的表达情况。研究结果表明,沙门氏菌对甲氧苄啶(Trimethoprim, TMP)耐药率最高(N=100,P=90.09%),对阿莫西林/克拉维酸(Amoxicillin and clavulanate, AMC)、头孢噻呋钠(Sodium ceftiofur, CFS)、庆大霉素(Gentamicin, CN)敏感。沙门氏菌共产生6种不同的耐药谱型,TMP是最主要的耐药谱型(N=36,P=32.43%),52.25%的菌株(N=58)具有多重耐药性。苯扎氯铵(Benzalkonium chloride, BC)与氯化十六烷基吡啶(Cetylpyridinium chloride, CPC)对沙门氏菌的MIC的范围分别为：8~128 μg/mL、8~256 μg/mL。相对于质控菌株Escherichia coli ATCC10536,101株沙门氏菌对BC和CPC同时具有较高的耐药性(P=90.99%),109株沙门氏菌对抗生素和消毒剂具有共同耐药性(P=98.20%)。抗生素耐药基因检出率最高为blaTEM(N=49, P=44.14%),未检测出qnrA、qnrB、qepA基因,仅检测出qacEΔ1消毒剂耐药基因(N=63, P=56.76%)。抗生素耐药基因sul1和消毒剂耐药基因qacEΔ1具有显著相关性(P<0.01)。S. Derby对TMP、土霉素(Oxytetracycline, OTC)、阿莫西林(Amoxicillin, AML)、环丙沙星(Ciprofloxacin, CIP)同时表现较高的耐药性,S. Derby检出了11种抗生素耐药基因,消毒剂耐药基因qacEΔ1的检出率为81.25%(N=52)。鸡场中养殖内环境沙门氏菌对抗生素和消毒剂的耐药率以及耐药基因检出率均高于养殖外环境,鸡蛋包装、储存及销售等环节中沙门氏菌耐药率及耐药基因检出率均较高。由此可见,鸡蛋生产链中沙门氏菌对抗生素、消毒剂耐药性较严重,且存在共同耐药的现象。因此,需要进一步规范防控鸡场中沙门氏菌,规范抗生素和消毒剂的使用以及加强鸡蛋生产链条中卫生安全的监管。     

细菌中介导多重耐药的Tn7转座子研究进展

转座子是介导细菌耐药性传播的重要可移动遗传元件。Tn7转座子与细菌耐药密切相关,其携带转座模块和Ⅱ类整合子系统。Tn7编码转座相关蛋白TnsABCDE进行“剪切-粘贴”机制转座,转座核心TnsABC也可与三链DNA或Cas-RNA复合物结合实现转座。近年来新发现了多种介导多重耐药的Tn7转座子,其在介导细菌抗生素、消毒剂和重金属抗性基因的获得、传播扩散等方面发挥了重要作用。本文综述了细菌中Tn7转座子的遗传结构、转座机制、流行以及新发现的介导多重耐药的Tn7转座子,以期为细菌中Tn7转座子的深入研究提供参考。     

Genome analysis of probiotic bacteria for antibiotic resistance genes

To date, probiotic bacteria are used in the diet and have various clinical applications. There are reports of antibiotic resistance genes in these bacteria that can transfer to other commensal and pathogenic bacteria. The aim of this study was to use whole-genome sequence analysis to identify antibiotic resistance genes in a group of bacterial with probiotic properties. Also, this study followed existing issues about the importance and presence of antibiotic resistance genes in these bacteria and the dangers that may affect human health in the future. In the current study, a collection of 126 complete probiotic bacterial genomes was analyzed for antibiotic resistance genes. The results of the current study showed that there are various resistance genes in these bacteria that some of them are transferable to other bacteria. The tet(W) tetracycline resistance gene was more than other antibiotic resistance genes in these bacteria and this gene was found in Bifidobacterium and Lactobacillus. In our study, the most numbers of antibiotic resistance genes were transferred with mobile genetic elements. We propose that probiotic companies before the use of a micro-organism as a probiotic, perform an antibiotic susceptibility testing for a large number of antibiotics. Also, they perform analysis of complete genome sequence for prediction of antibiotic resistance genes.

     

Resistance mechanisms of bacteria to antimicrobial compounds

A range of antimicrobial compounds (bactericides) commonly termed biocides, microbicides, sanitizers, antiseptics and disinfectants are available, all of which are claimed by their producers to kill bacteria. Resistance has been defined as the temporary or permanent ability of an organism and its progeny to remain viable and/or multiply under conditions that would destroy or inhibit other members of the strain. Bacteria may be defined as resistant when they are not susceptible to a concentration of antibacterial agent used in practice. Traditionally, resistance refers to instances where the basis of increased tolerance is a genetic change, and where the biochemical basis is known. Antimicrobial substances target a range of cellular loci, from the cytoplasmic membrane to respiratory functions, enzymes and the genetic material. However, different bacteria react differently to bactericides, either due to inherent differences such as unique cell envelope composition and non-susceptible proteins, or to the development of resistance, either by adaptation or by genetic exchange. At low concentrations bactericides often act bacteriostatically, and are only bacteriocidal at higher concentrations. For bactericides to be effective, they must attain a sufficiently high concentration at the target site in order to exert their antibacterial action. In order to reach their target site(s), they must traverse the outer membrane of the gram negative bacteria. Bacteria with effective penetration barriers to biocides generally display a higher inherent resistance than those bacteria which are readily penetrated. The rate of penetration is linked to concentration, so that a sufficiently high bactericide concentration will kill bacteria with enhanced penetration barriers. It has been indicated that susceptible bacterial isolates acquire increased tolerance to bactericides following serial transfer in sub-inhibitory concentrations. Whereas the basis of bacterial resistance to antibiotics is well know, that of resistance to antiseptics, disinfectants and food preservatives is less well understood.Three mechanisms of resistance that have been reported include:

• limited diffusion of antimicrobial agents through the biofilm matrix,

• interaction of the antimicrobial agents with the biofilm matrix (cells and polymer),

• enzyme mediated resistance,

• level of metabolic activity within the biofilm

• genetic adaptation

• efflux pumps and

• outer membrane structure.