副溶血弧菌耐药及其 机制的研究进展

张德福，安 慧，张 健，赵禹宗，张 明，郭佳佳，冯 娇，刘雪飞，李 春，白凤翎，李钰金，殷 喆，励建荣,*

(1.渤海大学食品科学与工程学院，辽宁省高等学校生鲜食品产业技术研究院，生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心，辽宁锦州 121013;2.军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所，病原微生物生物安全国家重点实验室，北京 100071;3.渤海大学数理学院，辽宁锦州 121013;4.荣成泰祥食品股份有限公司，山东荣成 264309)

副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)是一种革兰氏阴性嗜盐菌,常存在于河海交汇处及近海的海水、海底沉积物、海产品和盐渍食品中[1-2]。人们主要通过生食或食用了未充分煮熟的牡蛎等贝类导致急性胃肠炎,一般在食用污染的食物后24 h内即发病,典型症状是腹泻、腹痛、恶心、呕吐、发热,一般持续3 d即可自愈[1]。现在,副溶血弧菌已成为世界上多个沿海国家和地区急性胃肠炎的重要病原菌之一[3-4]。在我国,副溶血弧菌引起的食物中毒已高居微生物性食物中毒的第二位[4]。

近些年来,随着生活水平的提高和交通运输条件的改善,越来越多的人接触到海鲜食品,对海产品的消费需求不断增加。然而,细菌感染的快速传播给养殖业造成极大的威胁。因此,养殖业者经常以亚致死剂量预防细菌感染或作为促生长剂而使用大量的抗菌药物[5-6];但是,药物选择压力使敏感株死亡,耐药株生存下来,这是养殖业不断出现耐药性致病菌的主要推动因素[7]。其次,由于临床和养殖业中抗菌药物的不规范使用及畜禽粪便的不规范处理,不仅导致耐药菌的大量出现,药物残留造成的环境污染也加速了多药耐药(multi-drug resistance,MDR)细菌及其基因的传播和扩散,存在着其它细菌将耐药性转移给副溶血弧菌的风险[8]。耐药性副溶血弧菌可以通过食物链传播给人类,不仅给海水养殖业带来巨大经济损失,也严重威胁人民群众的食品安全和身体健康[6,9-10]。丹麦等国家已有多起因食源性耐药菌感染导致治疗失败而使患者死亡的事件[9],因此副溶血弧菌的耐药问题应引起重视。本文将对世界上多个国家副溶血弧菌耐药性的情况及其耐药机理的研究现状进行综述,并对发展前景进行分析。

1 世界上多个国家对副溶血弧菌耐药性的报道

世界上多个国家和地区都有关于副溶血弧菌耐药性的报道,主要集中于沿海国家和地区。因国家和地区地理位置的不同及菌株来源的差异等因素的影响,副溶血弧菌的耐药谱存在较大差别,甚至对多种不允许应用于水产养殖业的药物也出现了耐药,这应当引起相关人员的关注。

1.1 亚洲

1.1.1 东亚

1.1.1.1 中国 2017年,谭焕腾等[11]对2013～2015年的杭州地区腹泻患者副溶血弧菌耐药调查研究发现,副溶血弧菌对常见抗菌药物敏感性较高,但耐药率有所上升,120株菌中的65.8%对氨苄西林耐药,而90.0%以上的副溶血弧菌对喹诺酮类、第三代头孢菌素类、氨基糖苷类、四环素类和磺胺类等较敏感。

2016年,周方满等[12]对2307例急性腹泻病患者粪便标本中检出的180株副溶血弧菌使用VITEK2 Compact进行药敏分析发现,副溶血弧菌对青霉素类、第一代和第二代头孢菌素类的耐药率较高,如对氨苄西林、头孢唑啉和头孢西叮的耐药率分别为96.7%、88.9%和46.6%。He等[13]对分离自2013～2014年上海水产品市场虾中的400株副溶血弧菌的耐药谱进行分析发现其具有较高的耐药性——99%的菌株对氨苄西林耐药,对链霉素、利福平和大观霉素耐药的比较稍低,依次为45.25%、38.25%和25.50%。其中,斑节对虾中分离到的副溶血弧菌有24%表现出多药耐药性。脊尾白虾、凡纳滨对虾和罗氏沼虾中的这一比例分别是19%、12%和6%。Xu等[14]从2012年11～12月和2013年7～8月间在中国北方六省水产品零售市场采集的260份水产品样品中分离到145株副溶血弧菌,对8类、12种药物的药敏分析发现,大多数菌株对链霉素耐药(86.2%),对氨苄西林、头孢唑啉、头孢噻吩和卡那霉素的耐药率分别为49.6%、43.5%、35.9%和22.1%,所有菌株都对阿奇霉素和氯霉素敏感。雷露等[15]对2012～2013年辽宁省101株副溶血弧菌临床分离株用微量肉汤稀释法进行12类、16种抗菌药物的药敏实验表明,对氨苄西林、磺胺甲恶唑和链霉素耐药性较强,对其他药物具有较高敏感性。Hu等[3]检测了2014年从上海水产市场的10种甲壳类和贝类水产品中分离到208株副溶血弧菌的耐药谱和质粒及SXT/R391样整合接合元件(integrative and conjugative element,ICE)的流行情况等,发现约74.5%的菌株有多药耐药现象,其中耐药比例最高的三种药物是氨苄西林、利福平和链霉素,耐药率分别为94.2%、93.3%和77.9%。与较高比例的耐药不同的是,携带质粒DNA的较少,只有22.6%,而能检测到SXT/R391整合接合元件的比例只有4.8%。Xie等[16]对即食食品中分离的副溶血弧菌耐药性分析表明,89.7%对链霉素耐药,51.3%对头孢唑啉耐药,51.3%对氨苄西林耐药。

2015年,Xie等[17]自2013年5月至2014年1月从中国南方4省11个城市的水产品零售市场采集了224份样品,从其中的98份样品中分离到150株副溶血弧菌。药敏分析发现,分离到的大多数副溶血弧菌对链霉素(88.67%)、头孢唑啉(66.00%)和氨苄西林(62.67%)耐药,都对氯霉素敏感。

2011年,吴蓓蓓等[18]对分离自宁波地区的副溶血弧菌的研究表明,对青霉素类、磺胺类药物耐药率极高,超过95%,多个菌株有多药耐药情况。

综上情况来看,我国研究人员分离的大多数菌株对氨苄西林耐药最严重,其次为链霉素和头孢唑啉,还有部分菌株对利福平有耐药;大多数菌株对喹诺酮类、大环内酯类、酰胺醇类等敏感性较高。

1.1.1.2 韩国 2016年,Kang等[19]自2014年6～10月收集了韩国西海岸的牡蛎中的71株副溶血弧菌,通过对9类、16种抗菌药物的检测分析发现,所有株都对氨苄西林和万古霉素耐药,对头孢噻吩、利福平和链霉素的耐药率分别是52.2%、50.7%和50.7%。

2012年,Jun等[20]对韩国19株来自于市售海产品、3株来自于环境和2株来自于临床的副溶血弧菌对8类、22种抗菌药物的耐药谱分析发现,所有菌株至少对四类药物耐药,携带的耐药基因有tetA(介导对四环素耐药)和strB(介导对链霉素耐药)等,其比例为25%和4.16%。

2011年,Oh等[21]研究了2005～2007年间分离自养殖鱼类的180个样品中的218株副溶血弧菌对10类、15种抗菌药物的耐药谱,发现65.1%的副溶血弧菌对至少一类抗菌药物有耐药性,其中对氨苄西林的耐药率最高,达57.8%,其余的依次是利福平(11.9%)、链霉素(8.7%)和甲氧苄氨嘧啶(6.4%),对四类以上药物耐药的比例为5%。

1.1.2 东南亚 2016年,You等[22]分析了马来半岛西岸不同地方包括副溶血弧菌在内的138株、15种弧菌的耐药谱和质粒存在情况。耐药性较高的药物有红霉素、氨苄西林和美西林,而耐药性较低的有氨曲南、头孢吡肟、四环素、复方新诺明和磺胺类;所有菌都对亚胺培南、诺氟沙星、氧氟沙星、氯霉素、复方新诺明和土霉素敏感。95%的菌株对至少1类抗菌药物耐药,这些耐药株有32个不同的质粒类型,其分子量从2.2～24.8 kbp不等,这表明在马来半岛西岸的水生环境中,多药耐药弧菌是很普遍的。Tra等[23]调查了越南零售市场虾中弧菌的流行情况和耐药情况,202份样品中201份检出了弧菌,副溶血弧菌是最常见的,有96.5%的样品中检出。实验用的药物中,副溶血弧菌中耐药性由高到底居前三位的分别是氨苄西林(87.2%)、复方新诺明(18.5%)和四环素(24.6%),多药耐药的比例为16.9%。

2015年,Letchumanan等[7]研究了分离自马来西亚Selangor 州的200株副溶血弧菌对8类、14种常用药物的耐药谱发现,菌株表现出较高的耐药性,包括一些二线和三线药物,其中耐药比例较高的分别是氨苄西林(88%)、阿米卡星(81%)、卡那霉素(70.5%)、头孢噻肟(73%)和头孢他啶(51.5%)。多药耐药指数为0.00～0.79,大多数样品的为0.36(对5类抗菌药物耐药)。13株trh阳性菌株中,70%的菌株(9/13)对至少4类抗菌药物耐药,6株致病性副溶血弧菌含有质粒,一株是染色体介导对氨苄西林耐药,其他的是质粒介导。86.5%(173/200)的菌株有1～7个质粒。结果表明,虽然贝类中的副溶血弧菌处于安全的水平,但耐药的菌株仍然是需要关注的问题,需要持续的监控。

2014年,Sahilah等[24]筛查了马来西亚三个地区37株副溶血弧菌基因组的耐药基因,发现对不同抗菌物质的耐药比例不同,对杆菌肽的是92%(34/37),对青霉素的为89%(33/37),其次是氨苄西林68%(25/37)、头孢呋辛38%(14/37)、头孢他啶14%(5/37)和阿米卡星6%(2/37),都对氯霉素、环丙沙星、头孢曲松、恩诺沙星、诺氟沙星、链霉素和万古霉素敏感。

2012年,Banerjee等[25]调查了马来西亚两个地区养殖的凡纳滨对虾中副溶血弧菌等弧菌对磺胺类、四环素类等8类药物的耐药性,发现5种弧菌都对至少1类以上药物耐药,其中副溶血弧菌的耐药性比例为10%。

从以上几个研究人员从东南亚几个国家分离的副溶血弧菌耐药情况看,大多菌株对氨苄西林耐药较严重,其次是头孢他啶和阿米卡星,对其他药物有敏感性较好,但多药耐药菌株较严重,比例可达10%以上。

1.1.3 南亚 2000年,Bhattacharya等[26]对在印度采集的虾中分离出的副溶血弧菌进行了耐药谱分析发现,约63%的分离株对氨苄西林、头孢氨苄和卡那霉素耐药,都对呋喃妥因、萘啶酸、四环素和诺氟沙星敏感。

1.2 北美洲

2008年,Baker-Austin等[27]在不同的季节采集了美国乔治亚州和南卡罗来纳州附近大西洋海岸三个位置的海水和沉积物,分离到350株副溶血弧菌,并检测了对11类、24种抗菌药物的敏感性。结果,至少24%以上的菌株对10种以上药物表现出耐药,耐药率较高的有β-内酰胺类、氨基糖苷类等,但对毒力基因的分析发现,毒力株的耐药性略低。这说明,目前对非霍乱的弧菌的抗菌药物治疗需要重新进行评估。

1.3 拉丁美洲

2016年,Carvalho等[28]从巴西不同地区红树林中生长的野生蟹的肉中分离到副溶血弧菌等多种细菌,所有弧菌对氨苄西林等的耐药比例均达78%以上,给食用未正确烹饪蟹肉的消费者的健康带来一定风险。

2015年,Zavala-Norzagaray等[29]从墨西哥西北部的64只健康海龟中的17只中分离到副溶血弧菌,这些副溶血弧菌中的94.1%对至少1类常用药物耐药,尤其是氨苄西林。这对当地爱吃海龟肉和海龟蛋的人可能具有潜在的风险。Costa等[30]调查了巴西冷冻牡蛎中87株副溶血弧菌对9类抗菌药物的耐药谱,所有菌株对至少一类药物耐药,85株(97.7%)是多药耐药,耐药比例最多的是万古霉素、氨苄西林和青霉素以及同时耐药(46株),还检测到对青霉素、氨苄西林和红霉素耐药的菌株。因此,生食牡蛎等贝类时其中携带的耐药菌可能对消费者健康具有一定的风险。Sperling等[31]调查了厄瓜多尔零售和养殖的虾中弧菌的流行和耐药情况,229份样品中的219份(95.6%)检出弧菌,最多的是副溶血弧菌,比例达80.8%。养殖虾中的副溶血弧菌耐药性最高的是氨苄西林(92.2%),对四环素(51.3%)和阿米卡星(22.1%)中介耐药。所有副溶血弧菌中,68株对至少3类抗菌药物耐药,2株对7类抗菌药物同时耐药。

2011年,de Melo等[32]在巴西某地零售的50份鲜虾和冻虾中分离到10株副溶血弧菌,对7类抗菌药物的分析发现,5株同时对氨苄西林和阿米卡星耐药,2株对阿米卡星中度耐药,所有分离株都对氯霉素敏感。

从有限的数据中可以看出,拉丁美洲国家分离的副溶血弧菌耐药性也对氨苄西林耐药性最高,其次是阿米卡星和四环素等,有的菌株甚至对常用于治疗革兰氏阳性菌感染的万古霉素也表现出耐药,还有的部分细菌中检测到耐药质粒,这更加剧了耐药性播散的风险。

1.4 欧洲

近些年来,对氨苄西林和氨基糖苷类耐药的副溶血弧菌时有报道,但一些非限制使用的一线抗菌药物,如四环素和氟喹诺酮类仍然对副溶血弧菌具有较高的敏感性[33]。Lopatek等[33]对波兰市场上活的双壳类水产品中的副溶血弧菌进行了调查。自2009～2012年共采集了400份样品,在70份中鉴定出副溶血弧菌,其中56株对氨苄西林耐药,45株对链霉素耐药,都对四环素和氯霉素敏感,41株对至少2类以上抗菌药物耐药,只有1株对3类抗菌药物耐药。

2013年,Ottaviani等[34]分析了意大利的107株副溶血弧菌(87株于2009～2011年分离自贝类,8株分离自2007～2010年的胃肠炎病人粪便样本,12株分离自1979～1996年怀疑因食用污染的海鲜而患腹泻的日本病人)对20种药物的耐药性。所有菌株都对氨苄西林和阿莫西林耐药,都对氯霉素和强力霉素敏感。62株(57.9%)对4类药物耐药,30株(28.0%)对5类药物耐药,而仅对3类和2类药物耐药的分别是11株(10.3%)和4株(3.7%)。

2009年,Daramola等[1]研究了2007年9月至2008年9月在英国林肯郡克利索普斯城亨伯河口附近采集的贻贝、水和沉积物中分离的76株副溶血弧菌的耐药性。耐药比例较高的有卡那霉素(87.8%)、庆大霉素(73.7%)、头孢唑啉(48.7%)和四环素(20.0%),比例较低的有氨苄西林(1.3%)、环丙沙星(9.2%)和万古霉素(3.9%)。对所有药物敏感和只对1类药物耐药的菌株比例均为10.5%(8/76),剩下的78.9%对两类或两类以上的药物耐药。

2001年,Ottaviani等[35]检测了意大利的新鲜的和冷冻的海产品来源的嗜盐弧菌对18类、27种抗菌药物的耐药谱和其是否产β-内酰胺酶。所有菌株都对氯霉素、亚胺培南、美罗培南敏感,但都对林可霉素耐药。一些副溶血弧菌等菌株对β-内酰胺类耐药但不产生β-内酰胺酶。69株产生青霉素酶,但β-内酰胺酶活性和对β-内酰胺类耐药间具有较低的相关性。Zanetti等[36]对意大利撒丁岛北部海水环境分离株的副溶血弧菌等弧菌进行体外药物敏感性实验表明,这些细菌对头孢噻肟、四环素和氯霉素等具有不同的耐药性。80%的弧菌对氨苄西林耐药。都对奥索利酸、复方新诺明、强力霉素、氟甲喹头孢噻肟、萘啶酸和环丙沙星高度敏感。

从上述数据可以看出,欧洲国家副溶血弧菌分离株的耐药谱表现出较高的差异,但大多数对氨苄西林耐药性较高,这与其他国家和地区的一致;此外,还有较高比例的菌株表现出多药耐药性。

1.5 非洲

2016年,Igbinosa[37]研究了尼日利亚Benin城4个不同的鱼池养殖设施中弧菌的耐药谱及对公众健康的影响。所有位点都检出弧菌,其浓度103～106CFU/100 mL不等。550个分离株中69个是副溶血弧菌。对8类、20种抗菌药物耐药性较高的有氨苄西林、红霉素、萘啶酸、磺胺类、三甲氧苄氨嘧啶、复方新诺明、四环素、氧氟沙星和氯霉素。多药耐药的比例为67.6%,它们都可以通过食物链传播给人类,对公众健康构成风险。

2010年,Okoh等[38]分析了南非东开普省农村社区处理废水的植物中弧菌的耐药谱。包括12株副溶血弧菌在内的多种弧菌表现出典型的多药耐药现象,它们对磺胺甲恶唑、甲氧苄氨嘧啶、复方磺胺甲恶唑、氯霉素、链霉素、氨苄青霉素、四环素、萘啶酸和庆大霉素表现出耐药。部分菌株携带有临床菌株才能检出的耐药基因,这表明弧菌临床株和环境株间具有耐药基因的水平转移。废水处理植物可能成为多种耐药基因的潜在“贮藏库”,耐药基因可能是污水处理厂下游的栖息地进一步播散,对饮用这些水的社区居民健康构成严重威胁。Igbinosa等[39]的研究结果也确认了这一潜在风险。

非洲地区对副溶血弧菌耐药情况的相关报道较少,但情况也不容忽视。从现有的报道来看,副溶血弧菌的耐药性较其他地区严重,耐药谱较广,多药耐药比例高,潜在的食品安全隐患及对公众健康可以造成的影响需要引起关注。

1.6 小结

对上述报道综合分析可见,不同国家和地区分离的副溶血弧菌耐药谱存在较大差异,多个地区都分离到同时对三类或三类以上抗菌药物耐药的多药耐药菌株,且这些药物大多都是应用于临床疾病治疗的,因此对消费者的健康和食品安全都存在巨大的隐患。此外,由于没有统一的标准,不同研究人员所检测的药物种类存在较大差异,不便于横向比较不同国家和地区、不同来源的菌株间的耐药性差异。

2 副溶血弧菌耐药机制及耐药性的播散

细菌产生耐药性一般是染色体上基因发生突变、插入或缺失导致编码蛋白改变,或者通过移动元件或质粒等获得外源耐药基因;前者一般是不可传播的,但大多数细菌耐药是后者引起的。近几十年来,细菌耐药性的研究一直是微生物学研究的热点之一,先后导致了耐药质粒、整合子、整合接合元件等可移动遗传元件的发现,它们是细菌耐药基因等水平转移的主要载体[40]。一般,细菌耐药机制主要有四种:一是产生分解或修饰药物的酶类;二是细菌外膜蛋白缺失或突变,降低细胞膜通透性,使抗菌药物不易进入或无法进入细胞；三是外排泵过度表达,将摄入的抗菌药物排出体外,使抗菌药物在细菌体内不能达到有效浓度;四是药物靶点发生改变,使药物不能结合或亲合力降低。

2.1 副溶血弧菌耐药机制

基因突变产生药物水解酶或通过移动元件、质粒等获得外源耐药基因编码的药物水解酶是副溶血弧菌产生耐药的重要机制。副溶血弧菌染色体基因VPA0095与喹诺酮耐药基因qnrA相关,这已在肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌和奇异变形杆菌等肠杆菌科的多个细菌中发现[6]。Aedo等[6]对智利某医院2004年的11个副溶血弧菌流行株基因组进行PCR筛查发现,VPA0095存在于受试的所有菌株基因组DNA上;将VPA0095克隆后连接至载体上,然后转化入受体菌中进行药敏分析发现,VPA0095能够降低受体菌对喹诺酮的敏感性。2015年,Chiou等[41]发现了一个新的β-内酰胺酶基因——A类羧苄青霉素水解β-内酰胺酶家族(CARB)blaCARB-17,介导副溶血弧菌对青霉素的固有耐药;而且,该基因的类似物也存在于GenBank中的293株副溶血弧菌基因组序列和91株食源性副溶血弧菌中,进一步表明了这个基因介导固有耐药。Hasegawa等[42]研究发现,副溶血弧菌临床分离株ST550对氯霉素、氨基糖苷类和β-内酰胺类抗菌药物耐药的机理是其产生了氯霉素乙酰转移酶、氨基糖苷腺苷酰转移酶和氨基糖苷磷酸转移酶和TEM型青霉素酶。Joseph等[43]研究了副溶血弧菌和溶藻弧菌人体分离株和环境分离株对氯霉素、四环素、氨苄西林、庆大霉素和β-内酰胺类抗菌药物的耐药谱,所有菌株都对氯霉素和四环素敏感,大多数菌株因产生了β-内酰胺酶而对氨苄西林耐药。

副溶血弧菌耐药机制研究较多的是外排泵过度表达,如耐药结节细胞分化家族(Resistance nodulation cell division,RND)型外排泵。RND型外排泵底物非常广泛,在革兰氏阴性菌耐药中起着重要的作用,它是由RND蛋白、膜融合蛋白和外膜蛋白形成三联复合体,将底物通过细胞膜直接排出。Matsuo等[44]鉴定了副溶血弧菌的11种RND型外排泵发现,表达外排泵VmeCD、VmeEF、VmeYZ的菌株对多种抗菌药物的最小抑菌浓度提高了,其他四种RND型外排泵只有与外膜蛋白VpoC共表达时才发挥作用。而且,它们的共表达使酶的底物特异性降低,耐药性更强。vmeAB和vmeCD缺失突变株的副溶血弧菌显著降低了对多种抗菌药物的最小抑菌浓度,也使兔回肠积液减少,毒力下降,说明RND型外排泵不仅介导副溶血弧菌的固有耐药,而且也发挥毒力作用。Morita等[45]发现,副溶血弧菌对诺氟沙星耐药可能是通过norM基因编码的外排泵系统。这个系统不仅介导对诺氟沙星、环丙沙星的耐药,而且对结构不相关的复合物,如乙啡啶、卡那霉素、链霉素等也有作用。NorM与大肠杆菌膜蛋白YdhE相似,转化了ydhE基因的大肠杆菌对诺氟沙星、环丙沙星、吖啶黄和四苯膦耐药,对乙啡啶无效果,说明NorM和YdhE的底物特异性不同。

相比以上两种机制,对副溶血弧菌通过外膜蛋白变化和药物靶点改变而产生耐药的研究较少。Koga等[46]分离到两株多粘菌素B耐药的副溶血弧菌,V2PXR和P1R4PXR,比较了耐药株与敏感株间细胞被膜的化学组成和外膜蛋白的构成。结果表明,无论培养基中是否有多粘菌素B,两个耐药株的细胞被膜蛋白成分都比敏感株高,都产生主要外膜蛋白b′。当培养基中有多粘菌素时,耐药株产生一个新的26 K外膜蛋白,当细菌生长在较低的氯化钠浓度时这个蛋白也会产生。

2.2 副溶血弧菌耐药基因的传播

除基因突变外,耐药基因水平转移已成为细菌产生耐药性并将耐药性传播开来的主要因素——携带有抗性基因的可移动元件,如整合子、质粒、噬菌体等在细菌间传播已成为耐药基因水平转移的主要载体。

2.2.1 质粒介导副溶血弧菌耐药基因传播 质粒是独立于染色体外的可遗传DNA,携带的各种决定簇给予了宿主相应的耐药表型;各种抗生素抗性基因大多通过质粒的接合、转化和转导等方式获得,这就使细菌新耐药性的出现更频繁且耐药性更强[47]。2015年,Li等[10]从318份肉和水产品中分离到54株副溶血弧菌,这些菌对氨苄西林表现出高度耐药性;在其中一株副溶血弧菌V43中检测到β-内酰胺酶基因blaPER-1,这株菌对三代和四代头孢菌素都表现出耐药性。与其他的blaPER-1阳性副溶血弧菌不同的是,V43携带有一个大约200 kbp的可接合质粒,而另一株副溶血弧菌V4则携带有blaCMY-2基因,介导对三代头孢菌素的耐药,这个基因位于大约150 kbp的IncA/C型可接合质粒上,形成traB-traV-traA-ISEcp1-blaCMY-2-blc-sugE-encR-orf1-orf2-orf3-orf4-dsbC-traC的遗传结构,介导耐药基因的传播。这表明,超广谱β-内酰胺酶和AmpC型β-内酰胺酶通过可接合质粒介导了副溶血弧菌对广谱头孢菌素的耐药,结公众健康造成潜在的威胁。

2.2.2 整合子介导副溶血弧菌耐药基因传播 整合子是细菌基因组中一种常见的基因捕获系统,也是一种古老的移动元件,在耐药基因的获得、表达和传播中具有重要作用。整合子的结构由5′保守区(5′-conserved segment,5′-CS)、3′保守区(3′-conserved segment,3′-CS)和中间的可变区(virable region,VR)3部分组成。5′-CS的整合酶(integrase,IntI)通过识别5′-CS的特异性重组位点attI和基因盒(gene cassette)重组位点attC将捕获的耐药基因盒按5′-3′的方向插入至attI和attC之间或两个attC之间,形成基因盒阵列(gene cassette array,GCA),并通过自身携带的启动子(Pc)使耐药基因表达[48-49]。整合子的3′-CS通常为长度可变的sul1基因(编码抗磺胺类药物的二氢叶酸合成酶)和qacED1(编码季铵盐类消毒剂外排蛋白)。整合子既可以整合到质粒或染色体上,亦可以作为转座子的组成部分参与转移,使耐药基因在同种属和跨种属细菌间广泛传播。2015年,Jiang等[50]研究了日本刺参中分离的87株副溶血弧菌的耐药谱和分子耐药机制。发现所有菌株都对氨苄西林和头孢唑林耐药,对其他几类药物的耐药比例分别为链霉素43.7%、头孢呋辛钠18.4%、四环素4.6%、复方新诺明2.3%和四种喹诺酮类药物2.3%,56.2%的菌株表现出对至少3类药物耐药的多药耐药性。除了两株四环素耐药株外其他耐药菌内都检测到耐药基因;主要耐药基因有blaTEM、sul2、strA和strB,没有检测到blaSHV、blaCTX-M、blaOXA、sul1、sul3、tetA、tetM和tetQ。gyrA的喹诺酮耐药决定区和parC基因有点突变。所有分析株都携带有1型整合子,而无2型、3型整合子等。

2.2.3 整合接合元件介导副溶血弧菌耐药基因传播 研究表明,携带抗性基因簇的SXT/R391家族的整合接合元件与耐药性的播散高度相关[51-52]。整合接合元件最早发现于一株1992年印度爆发霍乱的流行菌株O139群霍乱弧菌MO10,携带多种抗生素耐药基因,且其耐药性是由其染色体上一种可自我转移的遗传元件SXT介导的;后来发现1972年分离自南非的雷氏普罗威登斯菌所携带的“F因子”实质上是一种与STX密切相关的遗传元件,命名为R391;R391赋予宿主卡那霉素耐药性及重金属离子Hg2+抗性[40,53-54]。SXT、R391以及后来发现的多个相关的元件具有高度类似的保守骨架结构,以及固定的染色体插入/重组位点,因此被划分为同一个SXT/R391家族。SXT/R391有5个外源DNA高频插入位点(称为热点区域HS1-HS5)和4个可变外源DNA插入区(VRI-VRIV)[40,53-54]。

2008年,Taviani等[55]对2002～2003年在莫桑比克某地环境中分离的一些弧菌进行接合整合元件和1型整合子的调查时发现,1型整合子对霍乱弧菌、溶藻弧菌等的耐药基因表达有作用,而另外一部分霍乱弧菌和副溶血弧菌等携带的整合接合元件则没有耐药基因。

2012年,Rodríguezblanco等[8]研究了伊比利亚半岛海水养殖鱼类的细菌中SXT/R391相关的整合接合元件,在12株细菌中发现了ICEs的存在。其中一个ICEs的可变区III有编码四环素耐药的位点,而HS4有编码利福平和季铵类化合物抗性的基因,可变区IV包含汞抗性操纵子;实验表明,这些遗传元件能够介导耐药性、重金属抗性等在养殖环境中的细菌中传播。

3 展望

目前,对副溶血弧菌的防治仍然依赖于化学药物的使用,这已致使对多类药物耐药的副溶血弧菌的产生,给副溶血弧菌的防治带来困难,最终将可能造成无药可用的境况。因此,可以通过研发噬菌体等不易产生选择性压力的其他抗菌产品减少药物的使用。另一方面,需要加强对副溶血弧菌耐药机制的研究,为耐药性副溶血弧菌的防治和其他新产品的开发提供理论基础。

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