摘要：随着抗菌类药物的广泛使用，越来越多的病原菌产生了对一种甚至多种抗菌素的耐药性。本文从获取功能基因、互补试验、功能基因参与的保护途径以及功能基因的表达量等四个方面探索细菌如何应对外界药物压力的反应机制。最后提出了针对大肠杆菌耐药性的对策。
关键词：功能基因；功能基因；耐药性
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）32-0171-02
长久以来抗菌素被认为是治疗传染性疾病的神奇药物，然而近年来抗菌药物正在逐步丧失其神奇疗效。随着抗菌类药物的广泛使用，越来越多的病原菌产生了对一种甚至多种抗菌素的耐药性。越来越多的耐药性菌株的产生导致抗菌素渐渐失去它本有的疗效，也因此大大减小了我们治疗感染性疾病的选择性范围。比如：治疗抗2，6-二甲氧基苯青霉素金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）只能使用万古霉素（vancomycin）。用于治疗耐药性致病菌所导致的传染病方面的支出是巨大的。据美国国家基金会统计，仅仅美国每年用于感染性疾病方面的投入达到40亿美元。此外，病原菌的抗性能够使感染性疾病变得越来越严重。病原菌对药物产生了抗性，对我们其中的一些人来说意味着更多的进医院、更长的治疗时间和使用副作用更大的药物，而对于另一些人来说，感染了耐药菌也即意味着死亡。病原菌产生抗药性只是早晚的问题，越来越多的研究报告了多重耐药菌的不断出现，而缺乏新型的有效的抗菌药物使我们渐渐的步入后抗生素时代。因此，控制细菌抗药性的产生是当前世界公共卫生健康领域所要面对的最为严峻的问题。
一、研究思路
1.获取功能基因。利用Tn5插入突变，构建大肠杆菌的突变文库，从中筛选功能基因的插入突变株。在不影响药物与DNA拓扑异构酶与DNA形成复合物的情况下，检测此突变株是否对喹诺酮类药物具有超敏感性。如果在低到中等药物浓度时候，突变株都极容易被药物杀灭，而且把插入突变转导入大肠杆菌另一背景菌株后，菌株对药物仍然具有超敏感表型，说明该基因突变直接导致了细菌对药物具有超敏感性，即改基因为细菌抵抗喹诺酮类药物的功能基因。
2.通过互补实验验证功能基因。用含有野生型突变基因的质粒pBR322转化突变株进行互补实验，验证质粒上的突变基因是否互补了突变株的超敏感性，以及两株细菌中质粒上突变基因的过量表达是否都在喹诺酮处理下对细菌起到了保护性的作用。
3.探寻功能基因参与的保护途径。氯霉素在喹诺酮类原型药物（萘定酸）杀菌中对细菌细胞具有完全的保护作用，如果它对突变株起了部分的保护作用，说明该功能基因的保护作用与喹诺酮类原型药物杀菌的氯霉素敏感途径有关；如果它不对突变株起保护作用，说明该功能基因的保护作用与喹诺酮类原型药物杀菌的氯霉素敏感途径无关。在不同条件下，我们测定了功能基因突变株对氟化喹诺酮类药物环丙沙星的敏感性。如果结果显示，在氯霉素存在条件下突变株较野生型菌株细胞存活率仍然较低，表明功能基因的保护作用与氯霉素不敏感途径有关。
4.测定不同环境条件下，功能基因的表达量。采用RT-PCR对野生型和突变株中功能基因在不同的条件下的转录表达测定，在不同的萘定酸浓度处理下，功能基因的表达是否有很大的差异。而且，在对数中期和稳定期功能基因的表达是否也有很大的不同。
二、对策
1.开发新型抗生素。面对细菌抗药性加速出现的严重问题，我们的首先应该把精力集中在怎么样控制和减缓抗药性的产生上面。控制抗药性的一般策略是开发新型的抗菌药物。抗药性以极快的速度在全球范围内的产生严重阻碍了对某些感染性疾病的治疗，这使得国内外把更多的人力和物力放在开发新药上面。然而，新药开发的速度远远赶不上病原菌产生耐药性的速度。从前，每当一种药物失去了它的药效，我们总可以找到另外一种药物来代替治疗。然而，现在我们可以使用的药物几乎已经丧失殆尽。今天我们所用的所有抗菌药物除了恶唑烷酮类（oxazolidinones）以外都是40多年前研发的，那些所谓的“新”药也只是某些天然抗感染药物通过化学修饰的方法加强它们的功效或者减弱它们的副作用后的衍生物。到目前为止恶唑烷酮类仅有的一种新型抗菌药物—利奈唑酮于2000年4月17号为美国食品药品管理局批准上市。然而，仅仅一年之后，2001年4月13号，医药杂志Lancet上就报道三位携带抗万古霉素的尿肠球菌的病人在经过长时间的使用这种新型抗菌药物治疗后细菌产生了对这种新型抗菌药物的抗性。包括这个案例在内的许多案例证明抗药性的产生速度远快于新药的研发速度。因此，与其全力开发新的抗菌素去治疗各种抗药性菌株导致的感染性疾病，不如从另外的角度设法提高现有药物的药效。
2.了解细菌应对外界药物压力的反应机制，探寻增强药效的物质。因为耐药性产生的速度远远大于新药的研发速度，所以我们迫切需要提高现有药物的疗效。除了对诊疗以及农业应用上面作到精确的宏观管理之外，我们的策略是通过深入了解细菌应对外界药物压力的反应机制，更有效、合理地利用现有药物。
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作者简介：崔道林（1979-），男，山东成武人，研究生，助教，研究方向：细菌耐药性。