Бактерии Shigella, устойчивые сразу к нескольким антибиотикам, бы-
ли впервые выделены в 1950-е годы в Японии от больных дизентерией, в
лечении которых использовали антибиотики. Поскольку от одного и того
же больного выделялись штаммы бактерий, как чувствительные к анти-
биотикам, так и полирезистентные, объяснить возникновение множест-
венной резистентности путем мутационной изменчивости было трудно.
К тому же оказалось, что множественная резистентность трансмисси-
бельна и может передаваться от одних клеток Shigella к другим, а также
к бактериям E. coli. Было показано, что передача признаков лекарствен-
ной устойчивости происходит при контакте клеток в результате конъю-
гации; перенос не зависит от наличия F-фактора, а лекарственная устой-
чивость утрачивается, если проводить элиминацию акридиновыми кра-
сителями.
Только в 1963 г. японский ученый Т. Ватанабе опубликовал первый
обзор, в котором были суммированы результаты исследований по лекар-
ственной устойчивости у бактерий, свидетельствующие в пользу того,
что лекарственная устойчивость контролируется внехромосомными ге-
нетическими детерминантами, которые были названы R-плазмидами
или R-факторами.
R-плазмиды, как и другие плазмиды, представляют собой двухцепо-
чечные кольцевые молекулы ДНК. Молекулярная масса R-плазмид раз-
лична – от 3 до 300 МД. В клетке может присутствовать до нескольких
десятков копий мелких плазмид (плазмид с ослабленным контролем реп-
ликации), тогда как число копий крупных R-плазмид с молекулярной
массой ≥20 МД, как правило, составляет одну-две на хромосому.
Большая часть известных R-плазмид клинических изолятов грамот-
рицательных бактерий конъюгативна, у грамположительных штаммов
выделяют как конъюгативные, так и неконъюгативные R-плазмиды.
Плазмиды резистентности могут контролировать устойчивость к од-
ному или нескольким антибиотикам, причем комбинации антибиотиков
могут быть самыми различными.
Для некоторых R-плазмид характерен широкий круг хозяев (возмо-
жен их перенос в клетки бактерий разных родов). К таким R-плазмидам
относится уже упоминаемая нами плазмида RP4.
Любая конъюгативная R-плазмида несет две группы генов. Первая
группа – гены, ответственные за передачу плазмиды путем конъюгации
(гены tra), они образуют так называемый «фактор переноса устойчиво-
сти» (RTF, resistense transfer factor). Область RTF по своей молекуляр-
ной структуре гомологична tra-оперону F-фактора E. coli. Вторая груп-
па – гены, обусловливающие собственно резистентность (r-det).
На примере конъюгативной плазмиды R100 со строгим контролем
репликации можно рассмотреть общие особенности строения R-плазмид
Размер плазмиды R100 составляет 90 т. п. н. Эта плазмида относится
к классу плазмид с множественной лекарственной резистентностью и со-
держит гены, определяющие устойчивость клеток к тетрациклину (Тс),
хлорамфениколу (Сm), стрептомицину (Sm), сульфаниламидам (Su) и к
ионам ртути (Hg). Почти все эти гены (кроме Тс) располагаются в одной
области (r-det), ограниченной прямыми повторами IS1-элементов. Благо-
даря этому область r-det превращается в подвижный генетический эле-
мент и может переноситься в различные репликоны. Другая часть плаз-
миды R100, называемая RTF, может быть самостоятельной конъюгатив-
ной плазмидой, содержащей ген Тс. В этой части располагаются также
гены, отвечающие за репликацию (repA и repB) и несовместимость (inc)
плазмид.
Некоторые R-плазмиды за счет транспозонов и IS-элементов могут
встраиваться в бактериальную хромосому, что обусловливает передачу
хромосомных генов. При эксцизии таких плазмид из хромосомы могут
образовываться доноры R′-типа.
Механизмы устойчивости к антибиотикам, определяемые R-плаз-
мидами, как правило, отличаются от механизмов резистентности, детер-
минируемых хромосомными генами. Наглядным примером этому слу-
жит резистентность к стрептомицину. Если устойчивость определяется
генами, локализованными в хромосоме, то она связана с изменением не-
которых белков 30S-субъединиц рибосом, в результате чего в клетках
изменяется мишень для действия стрептомицина. В отличие от этого, ус-
тойчивость, обусловленная R-плазмидами, основана на инактивации ан-
тибиотика в результате его аденилирования, фосфорилирования или аце-
тилирования под влиянием соответствующих ферментов трансфераз.
Такая ферментативная инактивация антибиотиков часто бывает при-
чиной устойчивости к ним, обусловленной R-плазмидами. Например,
хлорамфеникол подвергается ацетилированию, канамицин и неомицин –
фосфорилированию и ацетилированию, а пенициллин инактивируется
пенициллиназой. Устойчивость к антибиотикам тетрациклинам обуслов-
лена изменением проницаемости клеточной мембраны для них.
|