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一株磺胺二甲嘧啶抗性菌的筛选及抗性机制研究

2021-10-27王继华

环境科学研究 2021年10期

车 琦, 王继华, 崔 红, 黄 涵

哈尔滨师范大学, 黑龙江 哈尔滨 150025

抗生素的不合理与大量使用,在全球范围内引起广泛关注,已被视为对生物体和人类健康的新威胁[1]. 磺胺类药物(sulfonamides, SAs)价廉、广谱,广泛用于畜牧、医药临床等领域,且可以通过甲氧苄啶(trimethoprim, TMP)提高其抗菌活性,增强普遍适用性,扩大抗菌治疗范围[2-4]. SAs因在体内不能完全代谢,30%~90%的母体大分子会随代谢废物进入环境[5-6],且难以被自然降解[7],已在各类水环境中检测出其残留浓度在ng/L~mg/L级别[8-9]. 磺胺二甲嘧啶(sulfadimidine, SMZ)作为典型的SAs,广泛用于动物疾病的防御与治疗[10]. 在自然水体中的残存浓度最高可达104ng/L,风险较高[11-14],且极易诱发和传播抗性菌(antibiotics resistance bacteria, ARB)及抗性基因(antibiotics resistance genes, ARGs)[15-17]. 同时,ARB消亡后,其携带ARGs的裸露DNA可在微生物之间再次传播[18-20].

抗生素抗性数据库(comprehensive antibiotic resistance database, CARD)已列示的19个磺胺类ARB属中,不动杆菌属(Acinetobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)具备多重抗性[21-23]. 研究[24-25]发现,ARB携带的磺胺类ARGs主要有sul1、sul2和sul3,sul1基因组成Int1基因的3′保守区段,sul2、sul3基因在菌株质粒中被发现[26]. TMP的ARGs主要包括dfrA与dfrB两大类,载体为整盒子,与磺胺类ARGs共存[27]. Wang等[21]在不动杆菌属、芽孢杆菌属和无色杆菌属中均检测到磺胺类ARGssul1、sul2、sul3以及甲氧苄啶ARGsdfrA. Smiline等[22]对鲍曼不动杆菌编码ARGs质粒的研究发现,编码dfrA1基因的ARB有17.8%同时编码sul1、sul2基因,均可由质粒、整合子、转座子等可移动元件介导传播,且SAs的抗性机制与dfrA1、sul1和sul2基因的遗传有关[28]. 进一步研究发现,ARB可通过改变药物作用靶位、主动外排药物、改变孔蛋白阻止抗生素渗透等机制对抗生素产生抗性[29]. 而SAs导致细菌抗性的机制主要是……

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