Перенос генов
Классическим примером переноса генов служит возникновение устойчивых к пенициллину пневмококков при культивировании чувствительных штаммов в среде с добавлением экстракта из резистентных пневмококков, при этом устойчивость сохраняется и при последующих пересевах.
Было показано, что трансформирующим фактором в этом случае является фрагмент ДНК, содержащий бактериальный ген. Этот метод позволяет вырабатывать у клеток резистентность к действию лекарственного вещества в его отсутствие [Hotchkiss, 1951].Переносом генов вызвано и инфекционное возникновение резистентности к действию нескольких лекарственных веществ.
Это явление в некоторых случаях приводит к неэффективности лечения тяжелых желудочных инфекционных заболеваний обычно высокоэффективными лекарственными препаратами. В I960 г. было впервые обнаружено, что в желудочно-кишечном тракте многие грамотрицательные бактерии содержат плазмиду (т. е. внехромосомную переносимую молекулу ДНК), называемую также «R-фактором» или эписомой. Когда два вида бактерий, один из которых содержит «R-фактор», находятся в контакте, может произойти заражение второго вида «R-факто- ром», в результате чего резистентность от одного вида передается другому. К бактериям, между которыми возможен такой перенос генетического материала, относятся возбудители дизентерии, холеры, брюшного тифа, туляремии и чумы. Присутствие «R-фактора» часто служит причиной резистентности этих бактерий одновременно к сульфазину, стрептомицину, тетрациклинам и аналогам всех этих препаратов вследствие их химической инактивации. Плазмиды Е. coli передают бактериям способность инактивировать стрептомицин путем этерификации его молекулы адениловой кислотой [Takasawa et al., 1968], плазмиды Е. coli и Staph, aureus, кроме того, способны инактивировать левомицетин ацетилированием, а канамицин — фосфорилированием [Doi et al., 1968].
і«R-факторы» представляют собой частицы внехромосомного генетического материала, существующего независимо от действия лекарственных веществ. Одной из их основных функций является детоксикация чужеродных соединений аналогично функциям ЭР млекопитающих (разд. 3.5). Исследование банков бактерий показало, что эти плазмиды встречались у различных энтеробактерий задолго до начала применения антибиотиков столь же часто, как и у современных штаммов, чувствительных к действию этих препаратов, однако резистентность у старых штаммов встречалась значительно реже [Hughes, Datta, 1983].
Переносимая плазмидами резистентность к действию лекарственных веществ создает серьезные проблемы при лечении энтеробактериальных инфекций. Наиболее часто среди таких заболеваний встречаются бактериальная дизентерия и сальмонеллез, зачастую связанный с пищевым отравлением и вызываемый примерно 1200 серотипами Salmonella (следует отметить, что брюшной тиф также вызывается Salmonella — S. typ- hi). С медицинской точки зрения проблема резистентности возникла в 1959—1969 гг., когда в Японии было установлено возникновение устойчивости Shigella к действию тетрациклинов, стрептомицина, сульфаниламидов и левомицетина. Эпидемия 1968—1969 гг., вызванная устойчивой к этим препаратам Shigella dysente'riae I, унесла в Гватемале более 12000 жизней и распространилась на Мексику. В 1972 г. в Индии, Мексике н Вьетнаме были обнаружены аналогичные резистентные штаммы S. typhi [Anon WHO, 1974].
О плазмидах и транспозонах см. Stutta'rd, Rozee (1979).
6.5.6.