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抗菌药物耐药性的分子生物学机制

抗菌药物耐药性是指细菌经过基因突变或外源基因水平传递等

方式，获得了能够抵抗药物的能力。分子生物学机制是指在分子水

平上，细胞内相关分子和机制参与了抗菌药物耐药的发生和演化过

程。本文将深入探讨抗菌药物耐药性形成的分子生物学机制。

一、基因突变

抗菌药物耐药性的形成主要是基因突变导致的。基因突变造成

的基因序列改变进而影响蛋白质的表达活性，从而影响了抗菌药物

的结合、进入、转运、降解等各个环节引起耐药性。多种基因突变

可以导致耐药基因的产生，其中突变率的高低与耐药基因形成的快

慢有关。

1、靶点变异

细菌细胞外膜蛋白、胞内酶、染色体DNA以及其他生物分子都

是抗菌药物的靶点，夫硫嘧啶、利福平、霉素等抗生素的结合位点

都在细菌核糖体70S亚单位上，抗生素识别对该亚单位的正常结构

十分依赖。当亚单位的结构或氨基酸序列发生突变时，药物分子可

能无法结合到这些目标分子上，避免了细胞死亡的可能性。

2、药物区域的改变

细菌在长期暴露于抗菌药物后，在关键蛋白质质量分布上的优

化适应，细菌可以排除或降低药物吸收或转运固定比例的抗菌剂量，

减少药物在细胞内的作用时间和地点，阻止药物和靶点发生互动，

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从而降低药效。许多细菌在付出一定代价的前提下可以通过自身代

谢酶和转运蛋白的增加而缓解药物的危害。

3、降解酶系统的过度表达

细菌中的溶酶体、内质网和细胞异物处理系统与抗生素抑制作

用机制的背景有很大关联。有些细菌增大药物的排泄量，提高药物

的降解代谢效率，称为响应消除，某些意义上等同于生物体对抗生

素的毒性的自我保护机制。

二、外源基因水平传递

抗菌药物耐药性可以通过外源基因的水平传递加以扩散。在外

源性和内源性机制之间形成了一个合适的环境生态平衡，它依靠横

向基因传输来产生新的基因型，就不需要再通过自下往上的基因分

化机制使其互相转化。

1、质粒扩散过程

质粒是细菌中扩散抗性的主要途径，它可以自由地在细菌细胞

中传递。当某些细菌通过质粒获得了抗生素的耐药性基因，质粒就

可以自由地传播，使得抗生素耐药性基因的利用率大幅度上升，进

而使抗生素失去了应该有的作用法效力。

2、转座元件扩散过程

转座元件是一个可以自行移动的DNA序列，由一些打破的转座

基因和其它复杂的序列组成。一些耐药基因是通过转座元件的活动

而形成的。由于一个细菌可以带有多个转座元件，因此如果一个转

座元件携带一个耐药基因，并将其靶向到可移动细胞内，就会出现

抗药耐药现象。

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总结：抗菌药物耐药性的分子生物学机制可能与细胞外膜蛋白、

胞内酶、染色体DNA以及其他生物分子的靶点作用分子发生突变、

药物区域的改变形式、降解酶系统的过度表达和外源基因的水平传

递等因素有关。因此，在抗菌药物的防治策略中，必须包括筛查和

开发新的抗菌药物和正确使用抗菌药物等方面的内容。

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