抗微生物药物耐药性及其现有检测方法

抗微生物药物耐药性及其现有检测方法

【导读】随着抗生素的广泛使用，抗微生物药物耐药性（AMR）已成为全球性公共卫生问题。本文综述了AMR的现状、主要耐药途径以及现有的检测方法，特别关注了由生物膜引起的耐药性及快速评估AMR的方法发展。文章指出，开发快速、准确的AMR检测方法对于遏制耐药性传播具有重要意义。

一、抗生素和主要耐药途径

抗生素是一大类天然、合成或半合成来源的药物，对细菌或其他单细胞微生物有选择性毒性。主要的抗生素类别包括β-内酰胺类（青霉素和头孢菌素类）、氯霉素类、四环素类、大环内酯类等。抗生素进入环境的主要途径包括处理过的废水、粪肥、污泥和废水等。图1显示了抗生素进入环境的主要途径。

图1. 抗生素进入环境的途径

二、抗微生物药物耐药性

环境中抗生素浓度的增加可能导致耐药细菌的产生，并可能导致新的耐药决定因素的产生。主要的多重耐药（MDR）机制包括：靶向抗微生物药物的修饰、抗微生物药物从细胞中主动消除（外排）和细胞壁通透性受损等。2017年，世界卫生组织（WHO）公布了一份“优先级病原体”名单，这些病原体的抗生素耐药性要求立即开发新药物。

三、评估细菌AMS的方法

抗生素治疗的主要目的是测定细菌的抗微生物药物敏感性（AMS）。最常用的标准微生物学方法是在牛肉提取物肉汤或固体营养培养基中检测抗生素的最低抑菌浓度（MIC）。测定微生物AMS的方法有以下几种：

• 手工操作：在液体营养培养基或营养琼脂中连续稀释、琼脂扩散法（抗生素饱和盘法）和E-试验
• 自动化系统：VITEK®系统、BD PhoenixTM自动识别和敏感性测试系统等
• 新兴技术：BacterioScanTM FLLS、SmarticlesTM技术等

此外，基于传感器的细菌AMS检测方法也在开发中，例如石英谐振器、铌酸锂压电谐振器等。这些方法能够在短时间内生成代谢活性细胞的信息，分析时间不超过10分钟。

四、细菌生物膜在感染进展中的作用及测定细菌生物膜AMS的方法

生物膜相关细菌在许多方面与浮游细菌不同，生物膜的一个典型特性是它们对抗微生物药物的敏感性降低。生物膜研究是现代医学最具挑战性的领域之一，因为传统抗生素敏感性试验的结果不能用于预测生物膜治疗的成功率。

五、耐药细菌抗争的现状

自2010年以来，世界动物卫生组织、世卫组织和联合国粮食及农业组织通过三方联盟，一直在提高各国对AMR的认识。全球抗微生物药物耐药性行动计划的目标是“尽可能保证长期持续使用安全有效的药物来有效治疗和预防传染病”。其五大战略目标包括：

• 通过有效沟通、教育和培训提高对抗微生物药物耐药性的认识和了解
• 通过监测和研究强化知识和证据基础
• 通过有效的环境卫生、卫生和感染预防措施降低感染发病率
• 优化人类和动物卫生工作中抗微生物药物的使用
• 确保在应对AMR方面进行可持续投资

六、结束语

在人类面临的各种全球性挑战中，最令人担忧的是细菌AMR的不断增长以及设计加速评估方法的必要性。分析细菌AMS的传统测试系统被认为是“金标准”，但这些方法有一些重要的缺点：它们是基于记录细菌代谢的变化，并且需要纯临床分离株。开发快速检测细菌，尤其是细菌生物膜AMS的方法是亟待进一步研究的领域。应特别关注以传感器为基础的分析系统，这种系统无需对样品进行预处理即可进行研究，并能在短时间内获得结果。