2011微生物与寄生虫检验知识辅导：细菌的耐药性是怎样产生的

会计考友

由于细菌有了耐药性，许多抗生素用起来已经不那么灵了，这几乎已经是普遍都知道的事实了。可是，细菌是怎么会产生耐药性的呢?
　　四十年代青霉素刚发明的时候，可以说是药到病除。几年后，大部分葡萄球菌便对青霉素产生了耐药性，以后对半合成青霉素也产生了耐药性，接着又对另外一些抗生素——链霉素、四环素、氯霉素、红霉素产生了耐药性。更糟糕的是被称之为“传染”的现象：使用了某一种抗生素，病菌会同时对其他五、六种抗生素也产生耐药性。有些细菌甚至可以在含有抗生素的环境中继续生长。这种现象是怎么产生的呢?
　　人们按自然选择原理解释说：抗生素对某些细菌是没有杀伤力的。其他细菌被抗生素杀灭了，这些细菌却可以继续生长。于是产生了一种只有用新型抗生素才能杀灭的菌株。
　　这并非是一种不合逻辑的推测，但不是问题的关键。细菌对抗生素产生耐药性是由于抗药基因(转换因子)的存在。这种基因的存在甚至打破了经典遗传学的说法，即：后天获得的性状特点是不能遗传的。耐药性的产生是由于“群体现象”，细菌相互交换有利因子，使所有的菌落都产生了耐药性。
　　微生物学家内奥米·达塔和维多利亚．M·休斯研究了已故英国学者默里博士于1917—1954年间在欧洲和亚洲大陆收集后封存的一批菌株样品。这些样品大多数来自人体的感染灶内部，而且大部分从未接受过抗菌素治疗。然而，如今这些样品中的大部分病原菌却对一种或几种抗生素有了抵抗力。这一对比促使人们要去研究：细菌究竟是如何学会“抵抗”的?细菌是单细胞原核生物，没有细胞核，细菌的遗传物质大部分存在于染色体中，小部分存在于质粒中。质粒是染色体外的另一种遗传因子。质粒并不是细菌生存和繁殖所必需的，但它们可以在菌株间、菌种间传递基因。这样一种“穿过种与种之间屏障的通道”使基因的稳定性发生了变化：抗药基因(转换因子)通过质粒进行传递。
　　巴斯德学院的细菌学家解释说：抗药基因可以由一个质粒转移到另一个质粒，由染色体转移到质粒，由质粒转移到染色体。可以说这是基因的传染病。这就是微生物发生变异产生耐药性的原因所在。
　　为了更好地了解细菌是如何学会防卫自己的，就应该知道抗生素是如何将它们杀死的。我们以青霉素为例。
　　青霉素杀死细菌主要是通过破坏它的细胞膜结构。这是由多糖、氨基酸组成的一种网状结构。这些氨基酸通过酶紧密地连在一起。在这里，酶的作用如同织鱼网时用的线和针，它的任务就是把氨基酸一个个地连起来。青霉素则具有与细菌合成细胞膜时需要的氨基酸类似的结构。
　　假如在细菌繁殖时有青霉素存在，酶会把育霉索误认为氨基酸，这样细胞膜的结构就有了缺损。由于细菌内的渗透压通常比外界环境中的渗透压高，于是细胞外的液体就会由这些缺损渗入细胞内，使细菌体发生膨胀，破裂，内含物逸出，直至死亡。
          
　　但细菌可以通过产生另一种酶来进行防卫。它可以识别青霉素分子，并与青霉素结合，使之失效，让结构酶得以继续工作。这种新的防卫性酶就叫青霉素酶。
　　为了杀死这些已具有抵抗力的细菌就必须寻找另一种新的青霉素或者另一种青霉索酶所不认识的抗生素。于是人们发现了先锋霉素。它与青霉素相似，但不象青霉索那样有一条易被青霉素酶破坏的副链。
　　当然，各种抗生素杀灭细菌的机制和细菌的防卫机制是不同的。链霉素杀死细菌是依*抑制核糖体功能。核糖体是细菌内的细胞工厂，它参与制造与代谢有关的必需氨基酸。对链霉素有耐药性的细菌，则具有不同的核糖体。
　　通过对这些具有耐药性的细菌的研究，将发生变异的有耐药性的细菌质粒与正常细菌的质粒加以比较，使我们了解了细菌到底发生了什么样的变化。达塔和休斯通过三年多的工作得出了第一个结论：在默里博士收集的细菌中，24%有“传递质粒”。它们可以将基因传结实验性大肠杆菌。他们认为：细菌后天获得的对抗生素的抵抗力是由于有新的因子嵌入质粒而产生的，更确切地说是由于异常质粒的增生。他们发现默里博士收集的细菌中有84种质粒可以将它们的信息因子传给实验用大肠杆菌，而36形的大肠杆菌菌株有合成大肠杆菌素的基因。这种大肠杆菌素是由大肠内细菌产生的能杀死大肠杆菌的抗菌素物质。其他一些质粒则是隐性的，不能传递任何信息。接着，研究人员试图将这种因子移入细茵染色体中，使它们具有对某种抗生素的耐药性。这种因子对卡那霉素、链霉素、氯霉素和TMP都有耐药性。实验结果是阳性的，47例中有46例的质粒至少具有一个抗药因子。
　　由此看来，遗传学中关于后天获得的东西不能遗传的理论，可以改变一下了，生物可以将由于环境变化而发生的自身改变传给下一代。就象长颈鹿，它也不是一开始就有这么个长头颈的，只是由于偶尔有个长颈鹿的头颈特别长，吃起树叶来很方便，于是这个特点就传给了它的后代，这样短颈鹿就被淘汰了。
　　我们可以看到过份使用抗生素是很危险的。有学者推测，如果医生继续滥用抗生素，而新抗生素尚未发现，这将会导致细菌质粒对抗生意的抵抗作用，从而引起全球的健康危机。
　　医院中对抗生素的长期大量使用，促进了许多耐药菌株的产生。正因为此，如今大部分专家都反对在外科手术和鼻咽炎时长期使用抗生素。
　　这种预防措施不仅针对抗生素，目前世界卫生组织还正力图制定一项合理计划，以防止新型抗疟药、农业用杀虫剂等出现同样的危险。