全 文 ：新型抗生素抗性基因传播元件 ＩＳＣＲ及其生态风险∗
陈琳琳　 李宝泉∗∗
（中国科学院烟台海岸带研究所， 山东烟台 ２６４００３）
摘　 要　 抗生素抗性基因（ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ， ＡＲＧｓ）作为一种新型的环境污染物，成
为多个学科关注的焦点．其在不同环境介质中的扩散和传播具有极大的环境危害性，对人类
健康造成严重威胁．插入序列共同区（ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒｅｇｉｏｎ， ＩＳＣＲ），是一种新发现
的抗性基因传播元件，因其特殊的遗传结构，能够通过滚环复制及同源重组等机制移动邻近
的任何 ＤＮＡ序列，是 ＡＲＧｓ在不同 ＤＮＡ分子或不同种属细菌间水平传播的高效媒介．目前世
界上发现了 ２７种 ＩＳＣＲ元件．大量间接证据表明，ＩＳＣＲ 可能与许多耐药基因的移动和扩散有
关，特别是多重耐药性（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｒｕｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ， ＭＤＲ）形成与传播．因此，ＩＳＣＲ 很可能是抗生
素抗性基因在环境中扩散传播的关键因子．本文就 ＡＲＧｓ水平传播、ＩＳＣＲ结构特征、ＩＳＣＲ种类
及其相关 ＡＲＧｓ及其研究方法等进行综述，并揭示 ＩＳＣＲ 元件可能的生态风险，提出了今后的
研究重点，以期为今后深入开展相关研究打下基础．
关键词　 ＩＳＣＲ； 抗生素抗性基因（ＡＲＧｓ）； 多重耐药基因（ＭＤＲ）； 水平传播； 生态风险
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）１０－３２１５－１１　 中图分类号　 Ｘ１７１．１， Ｘ１７１．５　 文献标识码　 Ａ
Ｎｏｖｅｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ ＩＳＣＲ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ． ＣＨＥＮ
Ｌｉｎ⁃ｌｉｎ， ＬＩ Ｂａｏ⁃ｑｕａｎ （Ｙａｎｔａｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏａｓｔａｌ Ｚｏｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，
Ｙａｎｔａｉ ２６４００３， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（１０）： ３２１５－３２２５．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ （ＡＲＧｓ） ａｓ ｅｍｅｒｇｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｃｏｍｅ
ｔｈｅ ｆｏｃｕｓ ｏｆ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｎｙ ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｓ． Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＲＧｓ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｅｄｉａ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｈａｚａｒｄｓ ｔｏ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｏｓｅｓ ｓｅｒｉｏｕｓ ｔｈｒｅａｔ ｔｏ ｈｕｍａｎ ｈｅａｌｔｈ．
ＩＳＣＲ （ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒｅｇｉｏｎｓ） ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｎｅｗｌｙ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ ｔｒａｎｓ⁃
ｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ． Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ＩＳＣＲ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｃａｎ ｍｏｖｅ ａｎｙ ａｄｊａｃｅｎｔ
ＤＮＡ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｂｙ ｒｏｌｌｉｎｇ⁃ｃｉｒｃｌｅ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｈａｖｅ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ＡＲＧｓ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＤＮＡ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｏｒ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｓｐｅｃｉｅｓ． Ａｒｏｕｎｄ
ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ， ２７ ｍｅｍｂｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＳＣＲ ｆａｍｉｌｙ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ ｕｐ ｔｏ ｎｏｗ． Ａ ｌｏｔ ｏｆ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｌ
ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｈａｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ＩＳＣＲ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｍａｙ ｂｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ
ｋｉｎｄｓ ｏｆ ＡＲＧｓ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｒｕｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ （ＭＤＲ）． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗ， ｗｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ
ｓｏｍｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ＩＳＣＲ ｅｌｅｍｅｎｔｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ ＡＲＧｓ， ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｏｆ ＩＳＣＲｓ， ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＳＣＲｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅｌａｔｅｄ ＡＲＧｓ， ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ，
ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ ｏｆ ＩＳＣＲｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ， ｈｏｐｉｎｇ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｈｅｌｐ ｆｏｒ ｆｕｒ⁃
ｔｈｅｒ ｒｅｌａｔｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＩＳＣＲ； ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ （ＡＲＧｓ）； ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｒｕｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ （ＭＤＲ）；
ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ； ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ．
∗国家自然科学基金项目（３１２００３９８）、中国科学院重点部署项目
（ＫＺＺＤ⁃ＥＷ⁃１４）和烟台市科技发展计划项目（２０１０１５９）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｂｑｌｉ＠ ｙｉｃ．ａｃ．ｃｎ
２０１４⁃１２⁃０３收稿，２０１５⁃０７⁃０２接受．
　 　 近年来，由于抗生素滥用所造成的细菌耐药问
题日趋严重，细菌耐药性的不断升级和快速传播成
为多个学科领域关注的热点．抗生素抗性基因
（ＡＲＧｓ）作为一种新型的环境污染物，已成为危害人
类健康的重要环境因素［１－２］ ．世界卫生组织（ＷＨＯ）
已将 ＡＲＧｓ 作为 ２１ 世纪威胁人类健康的最大挑战
之一，并宣布将在全球范围内对控制 ＡＲＧｓ 进行战
略部署．新型“超级细菌”在临床治疗中的不断出现，
显示了细菌不断改变耐药形式以适应环境变化的惊
人能力．研究发现临床致病菌携带的耐药基因大多
起源于环境细菌［３］，而广泛使用抗生素所造成的选
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 １０月　 第 ２６卷　 第 １０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｏｃｔ． ２０１５， ２６（１０）： ３２１５－３２２５
择压力是诱导耐药菌产生及造成耐药基因转移的主
要动力．
细菌对抗生素的抗性有内在抗性（ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｒｅ⁃
ｓｉｓｔａｎｃｅ）和获得性抗性（ａｃｑｕｉｒｅｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）．内在抗
性指细菌天然对某些抗生素不敏感；获得性抗性涉
及细菌遗传背景的改变．细菌可通过随机突变（ｇｅｎｅ
ｍｕｔａｎｔｓ），或表达潜在的抗性基因获得抗性；也可通
过抗性基因水平转移获得抗性．细菌可移动遗传元
件（ｍｏｂｉｌｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔｓ， ＭＧＥ）可以在同种甚至
不同种菌株间水平转移，加速临床及环境中耐药及
多重耐药菌株的产生［４］ ．以往发现的可移动元件，如
接合性质粒、转座子和整合子等［５］，可以解释大部
分 ＡＲＧｓ在细菌间和 ＤＮＡ分子间的移动，但不能解
释耐药基因传播的实质和耐药基因子集增长的原
因，至少还存在 １ 种以上的重组系统可以实现细菌
质粒上耐药基因的累积［６］ ．
ＩＳＣＲ（ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）元件，
由于其独特的结构特征及移动方式，已被证实能够
不需要特异识别即可移动任何邻近 ＤＮＡ序列，成为
ＡＲＧｓ传播扩散的高效媒介［６］ ．大量间接证据表明
ＩＳＣＲ可能与许多耐药基因的移动和传播有关，并可
能与整合接合性元件 ＳＸＴ 的多重耐药区域和沙门
氏菌 Ｉ 类基因岛（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｇｅｎｏｍｉｃ ｉｓｌａｎｄ Ｉ， ＳＧＩ）
及其变异体的组成有关［７－８］ ． ＩＳＣＲ 元件已被认为是
２１世纪新型基因“捕获”系统（ ｇｅｎｅ⁃ｃａｐｔｕｒｉｎｇ ｓｙｓ⁃
ｔｅｍ） ［６，９－１０］，其在临床医学上的威胁已逐渐引起关
注，而 ＩＳＣＲ及其所介导的多重耐药性在环境中的
生态风险尚未引起足够的重视．本文主要围绕细菌
抗生素抗性基因水平传播、ＩＳＣＲ 元件的结构特征、
类型及相关 ＡＲＧｓ、研究方法以及可能的环境风险
展开综述，以期为这一新型元件在环境中的分布与
传播研究提供参考．
１　 ＡＲＧｓ的水平传播
ＡＲＧｓ传播主要有垂直基因传播和水平基因转
移两种方式［３，１１］：垂直基因传播（ ｌａｔｅｒａｌ ｇｅｎｅ ｔｒａｎｓ⁃
ｍｉｓｓｉｏｎ， ＬＧＴ）是抗性基因（产抗生素细菌自身固有
或由突变产生）由亲代传递给子代，具有典型的种
属特异性，能够代代相传；水平基因转移（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ
ｇｅｎｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ， ＨＧＴ），又称侧向基因转移，是抗性基
因在外在环境因素诱导下经质粒（ ｐｌａｓｍｉｄｓ）、转座
子（ ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎｓ）、噬菌体 （ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｈａｇｅｓ）、整合子
（ｉｎｔｅｇｒｏｎｓ） ／基因盒（ｇｅｎｅ ｂｏｘ）、插入序列（ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ
ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ）及基因组岛（ｇｅｎｏｍｉｃ ｉｓｌａｎｄｓ）等可移动遗
传因子（ｍｏｂｉｌｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ，ＭＧＥｓ）介导，通过接
合、转化和转导等机制在 ＤＮＡ分子间或微生物间的
传播．
１􀆰 １　 ＡＲＧｓ水平传播机制
ＡＲＧｓ的水平传播主要有 ３ 种机制：接合（ ｃｏｎ⁃
ｊｕｇａｔｉｏｎ）、转化 （ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ） 及转导 （ ｔｒａｎｓｄｕｃ⁃
ｔｉｏｎ）．其中，接合是在各种环境中研究最多的水平传
播机制［１２－１４］ ．小到 ＤＮＡ片段大到染色体均可通过接
合方式传播．接合的一般流程为：ａ）细胞⁃细胞接触
（ｃｅｌｌ⁃ｔｏ⁃ｃｅｌｌ ｃｏｎｔａｃｔ）；ｂ）形成交配对（ｍａｔｉｎｇ ｐａｉｒ ｆｏｒ⁃
ｍａｔｉｏｎ）；ｃ）通过接合菌毛（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｖｅ ｐｉｌｕｓ）转移质
粒 ＤＮＡ．接合是细菌在性菌毛相互沟通后，将 ＤＮＡ
从供体菌转移给受体细菌的过程．大多数情况下，
ＤＮＡ 需要通过可自主转移的质粒（ｓｅｌｆ⁃ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｂｌｅ
ｐｌａｓｍｉｄｓ）和接合性转座子（ ｃｏｎｊｕｇａｔｉｖｅ ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎｓ）
实现其转移，这些转移元件具备以下两种能力：形成
性菌毛的能力及利用性菌毛转移 ＤＮＡ 的能力．此外
还有一类称为可移动质粒（ｍｏｂｉｌｉｚａｂｌｅ ｐｌａｓｍｉｄｓ）的
特殊质粒，它缺乏编码形成性菌毛蛋白的基因，常常
借助于可自主转移的质粒和接合性转座子形成的性
菌毛转移其自身的 ＤＮＡ．接合在基因水平传播中发
挥作用的过程非常复杂，不仅可以借助质粒，还能通
过其他的可移动遗传元件实现遗传物质的转移，如
接合性转座子（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｖｅ ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎｓ），还有整合子
或者整合接合性元件 （ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｊｕｇａｔｉｖｅ ｅｌｅ⁃
ｍｅｎｔｓ， ＩＣＥ）等［１５］ ．
广泛认为自然遗传转化（ｎａｔｕｒａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）
是微生物进化的主要机制．自然遗传转化是细菌细
胞从环境中摄取游离的 ＤＮＡ 分子并将其整合入基
因组的过程．整体上，自然遗传转化分为 ６ 个步骤：
ａ） 供体细胞释放 ＤＮＡ；ｂ）ＤＮＡ 分子扩散；ｃ） ＤＮＡ
存留于环境中；ｄ）受体细胞呈现摄取 ＤＮＡ 的感受
态；ｅ）感受态细胞摄取 ＤＮＡ 并通过同源（ｈｏｍｏｌｏ⁃
ｇｏｕｓ）或异常（ｉｌｌｅｇｉｔｉｍａｔｅ）重组整合 ＤＮＡ 入基因组；
ｆ）供体 ＤＮＡ在受体细胞中表达．目前已经发现 ８０多
种天然可转化细菌（ｎａｔｕｒａｌｌｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｂｌｅ ｂａｃｔｅｒｉａ），
其中 １５％以上均为致病菌［１６］ ．
转导（ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ），是细菌基因水平传播的第
３种机制．转导是以噬菌体为媒介，将供体菌的 ＤＮＡ
转移给受体菌的过程．虽然相比接合和自然遗传转
化机制，ＡＲＧｓ通过细菌转染的例子相对较少，但由
于噬菌体能够在环境中长时间存活，通过转导发生
基因转移的供体和受体菌株间没必要在时间或空间
上足够接近［１７］ ．基本上，细菌基因组上任何 ＤＮＡ 序
６１２３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
列，包括抗生素抗性基因，均能够被转移，这包括染
色体序列或其他可移动元件如质粒、转座子或插入
序列等［１８］ ．宏基因组分析表明，各种类型的细菌功
能基因有超过 ５０％ ～ ６０％均在噬菌体中出现，实际
上各种环境中噬菌体既是这些基因的潴留池，同时
也能够在细菌间传播基因［１９］ ．自然环境中已经发现
了大量的包含 ＡＲＧｓ 的噬菌体［１７］ ．通过体外试验证
实噬菌体转导在 ＡＲＧｓ从肠球菌（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ ｇａｌｌｉ⁃
ｎａｒｕｍ）到粪肠球菌（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ ｆａｅｃａｌｉｓ）的水平传
播过程中发挥了重要作用［２０］ ．
１􀆰 ２　 ＡＲＧｓ水平传播载体
细菌主要借助位点特异性同源重组、基因传播
元件［如质粒、插入序列（ＩＳ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）、转座子、整合
子等）］以及一些复杂的模块结构［如整合接合性可
移动元件（ ＩＣＥｓ、ＩＭＥｓ）、基因组岛等］等载体，通过
接合、转化及转导等机制，将 ＡＲＧｓ在 ＤＮＡ 分子内、
细胞内不同分子间以及不同细胞间进行水平传播
（图 １）．
质粒（ｐｌａｓｍｉｄ），是细菌中能自我复制的染色体
外的 ＤＮＡ 遗传元件．根据是否具有自主转移能力，
可将质粒分为接合性质粒和非接合性质粒．编码抗
生素抗性的质粒，称为 Ｒ 质粒．接合性 Ｒ 质粒在环
境和临床细菌中分布广泛，是抗性基因的主要传播
途径［２１］ ．接合性质粒，不仅负责其自身在细胞与细
胞之间的转移还可协助非接合性质粒的转移，是细
胞间基因转移及外源基因在不同细菌间转移的活跃
分子．质粒通常含有大量帮助细胞在特定环境中生
存的基因，例如抗生素抗性基因或重金属抗性基因．
质粒上这些基因的出现大多数情况下被认为与可移
动元件如转座子、整合子相关［２２］ ．
转座子（ ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎ），是一类在细菌的染色体、
质粒或噬菌体之间自行移动的一段特异的 ＤＮＡ 序
列，不能独立复制．细菌中的转座子分为 ４ 类：插入
序列（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ， ＩＳ）和复合性转座子（ｃｏｍ⁃
ｐｏｓｉｔｅ ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎ）、Ｔｎ３族转座子、转座性噬菌体、接
合性转座子（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｖｅ ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎ） ［２３］ ．除插入序列
仅含编码转座所需的基因外，转座子可携带编码额
外功能的基因，如抗生素抗性、重金属抗性、毒素产
生及代谢等基因，其中以携带抗生素抗性基因最为
常见．携带抗性基因的非接合性转座子可以在染色
体和质粒间、或质粒与质粒间转座，并可通过接合性
质粒促进抗性基因在细菌间传播．接合性转座子主
要发现于革兰氏阳性菌中，可能是该类细菌抗性基
因水平传播的主要载体．
整合子（ｉｎｔｅｇｒｏｎ），是发现于革兰氏阴性菌中的
一种捕获和表达的遗传单位，由整合酶（ ｉｎｔｅｇｒａｓｅ）
基因（ ｉｎｔＩ）、整合酶特异性重组位点 ａｔｔＩ和数目不定
的基因盒（ｇｅｎｅ ｃａｓｓｅｔｔｅ）组成．目前已鉴定的位于整
合子内的抗性基因已超过 ７０种［２４］ ．整合子自身不可
移动，它们的转移扩散往往与转座子或者质粒相关．
图 １　 抗生素抗性基因传播元件（参照［２８］）
Ｆｉｇ．１　 Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｐｒｅａｄ ｏｆ ＡＲＧｓ （Ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ［２８］）．
７１２３１０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈琳琳等： 新型抗生素抗性基因传播元件 ＩＳＣＲ及其生态风险　 　 　 　 　 　
　 　 基因组岛（ ｇｅｎｏｍｉｃ ｉｓｌａｎｄ）比较基因组学研究
揭示，在致病性和非致病性细菌基因组中均存在着
大量与细菌毒力或抗性等多种功能有关的大片段
ＤＮＡ，其 Ｇ＋Ｃ含量、密码子使用等与基因组骨架序
列有明显的差异，可能使细菌通过基因水平转移获
得，统称为基因组岛（ｇｅｎｏｍｉｃ ｉｓｌａｎｄ）．携带多重抗性
的基因组岛已在一些肠道细菌和革兰氏阳性菌中发
现［２５－２７］ ．
近半个世纪以来耐药性迅速扩散的最主要原因
是耐药基因的水平转移［２８］，细菌捕获了耐药基因，
进而通过多种载体与机制在环境中播散．以往的传
播载体可以解释大部分耐药基因在细菌间和 ＤＮＡ
分子间的移动，但仍不能解释某些耐药基因，特别是
一些新型耐药基因如 ｑｎｒ等的多重耐药的产生与传
播［２９］ ．大量研究表明，至少存在另一种重组系统参
与到质粒或其他遗传元件上耐药基因块区的形成．
共同区域（ｃｏｍｍｏｎ ｒｅｇｉｏｎｓ， ＣＲｓ）的发现，为这些抗
性基因组群的出现以及扩散提供了解释［６］ ．２０ 世纪
９０年代早期 Ｓｔｏｋｅｓ 等［３０］研究发现，在两个复合性
Ⅰ类整合子 Ｉｎ６和 Ｉｎ７中的两段 ３′保守区序列间都
存在有一段长 ２１５４ ｂｐ、约由 ５１３ 个氨基酸组成的
ＤＮＡ序列，被称为 ｏｒｆ５１３．这段序列与Ⅰ类整合子基
因盒不同的是其与不同耐药基因相连，但不与重组
位点相连［３１］ ．为了与Ⅰ类整合子的 ３′和 ５′保守区相
区别，这段序列被描述为共同区［３０］ ．后来发现，共同
区还有插入序列的特性，因此 Ｔｏｌｅｍａｎ 等［６］于 ２００６
年将其改名为插入序列共同区（ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｃｏｍｍｏｎ ｒｅｇｉｏｎ， ＩＳＣＲ），并沿用至今． ＩＳＣＲ 元件不仅
能够实现自身转座，而且还能够转座与它们末端相
连的 ＤＮＡ序列，这些 ＤＮＡ 序列往往是抗生素抗性
基因．此外，ＩＳＣＲ 元件还参与了复杂的基因致病岛
（ｇｅｎｏｍｉｃ ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃｉｔｙ ｉｓｌａｎｄｓ）及一些未知的整合结
合元件 ［如霍乱弧菌 （ Ｖｉｂｒｉｏ ｃｈｏｌｅｒａｅ） 的 ＳＸＴ 元
件］ ［６－７，３２］的形成及传播．
２　 ＩＳＣＲ元件的特征
插入序列共同区，顾名思义，其名字是由插入序
列（ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ， ＩＳ）和共同区 （ ｃｏｍｍｏｎ ｒｅ⁃
ｇｉｏｎ， ＣＲ）两部分得来．ＩＳ属于两端有反向重复序列
的高度可移动性转座因子，它可以插入到基因组的
一个或多个靶位点并可以移动邻近的基因；ＣＲｓ 在
结构和功能上与 ＩＳ９１ 家族类似，但是它缺少末端反
向重复序列，以滚环复制方式转座邻近的 ＡＲＧｓ．
ＩＳＣＲ元件和 ＩＳ９１家族在结构上与一般的 ＩＳ元件很
不相同，其转座酶缺少大部分 ＩＳ 元件常有的末端反
向重复序列，在插入位点不产生直接重复序列，其元
件的两端为 ｏｒｉＩＳ 及 ｔｅｒＩＳ，分别是复制起点和终
点［３３］ ．因此，与一般 ＩＳ 不一样，ＩＳＣＲ 元件的转座是
一个持续的过程，为滚环式转座（ ｒｏｌｌｉｎｇ⁃ｃｉｒｃｌｅ ｔｒａｎｓ⁃
ｐｏｓｉｔｉｏｎ） ［３４］ ．并且由于 ｔｅｒＩＳ 的不精确性，１％ ～ １０％
的转座过程可能会在复制时超越 ｔｅｒＩＳ 而到邻近序
列，当滚环复制机制错误识别 ｔｅｒＩＳ 而继续向前复制
邻近 ＤＮＡ时，即可实现移动邻近的序列［３３］ ．因此，
ＩＳＣＲ 能够通过单拷贝元件即可介导转座邻近的
ＤＮＡ序列，而不像 ＩＳ 元件，必须通过位于可移动基
因两侧的两个拷贝元件得以移动基因，如 ＩＳＥｃｐ１ 移
动 ｂｌａＣＴＸ⁃Ｍ基因［３５］ ．每一个 ＩＳＣＲ 成员包含一个编码
具有转座酶功能的基因，比较不同 ＩＳＣＲ 成员的转
座酶氨基酸序列，发现他们具有 ５３％ ～ ９５％的同源
率［６］ ．ＩＳＣＲ元件序列间 Ｇ＋Ｃ 含量的不同，表明了它
们不同的起源［２２，３６］ ．图 ２以 ＩＳＣＲ１ 为例显示了 ＩＳＣＲ
元件的结构及转座 Ｉ 类复合整合子的模式过程．
ＩＳＣＲ１两端分别有起始和终止序列 ｏｒｉＩＳ 及 ｔｅｒＩＳ⁃１，
正常情况下，转座酶会识别 ｔｅｒＩＳ⁃１ 并终止转座过
程，但是由于 ｔｅｒＩＳ 的不精确性，转座酶错误识别了
其他与之相似的终止序列，如图中 ｔｅｒＩＳ⁃２．因此Ⅰ类
整合子 ３′保守区的部分 ＤＮＡ 片段及 ＩＳＣＲ１ ５′末端
的 ｔｅｒＩＳ⁃１被截掉，形成了包括 ＩＳＣＲ１的 ｏｒｉＩＳ和转座
酶及Ⅰ类整合子 ５′末端的 ５′ＣＳ⁃ＩＳＣＲ１ 的重排结构．
之后，ＩＳＣＲ１ 就能够通过滚环复制及同源重组等机
制，形成并传播具有多种抗生素抗性的复合性Ⅰ类
整合子．
３　 ＩＳＣＲ的种类及其相关的 ＡＲＧｓ
ＩＳＣＲ可存在于质粒或染色体上，多个国家、多
种革兰氏阴性菌和部分革兰氏阳性菌中均有发现和
报道［６］ ．２００６年 ＩＳＣＲ元件报道之初，ＩＳＣＲ家族已发
现有 １９ 个成员（ｈｔｔｐ： ／ ／ ｍｅｄｉｃｉｎｅ．ｃｆ． ａｃ．ｕｋ ／ ｉｎｆｅｃｔ⁃ｉｍ⁃
ｍｕｎ ／ ｒｅｓｅａｒｃｈ ／ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ ／ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ⁃ａｇｅｎｔｓ ／ ｉｓｃｒ⁃ｅｌｅｍ⁃
ｅｎｔｓ ／ ） ．当有新的 ＩＳＣＲ 元件被分离识别，会按顺序
获得一个新的编号．近几年 ＩＳＣＲ元件的数量急剧增
加，最新的报道是与“超级细菌” ｂｌａＮＭＤ⁃１ 的多重
抗性的形成和扩散相关的 ＩＳＣＲ２７［３７］ ．到目前为止，
ＩＳＣＲ家族中最为常见的有 ６类（ＩＳＣＲ１～ ＩＳＣＲ６），其
中研究报道最多的为 ＩＳＣＲ１［３８］ ．分析不同 ＩＳＣＲ元件
的基因环境时，发现大部分的 ＩＳＣＲ 元件都与 ＡＲＧｓ
相关，而这些 ＡＲＧｓ 都不是宿主菌原有基因组的组
成成分，说明它们是通过某种专门的转座机制捕获
８１２３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 ２　 ＩＳＣＲ１元件移动复合Ⅰ类整合子模式图（参照［６］）
Ｆｉｇ．２　 Ｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌａｓｓ Ⅰ ｃｏｍｐｌｅｘ ｉｎｔｅｇｒｏｎｓ ｂｙ ＩＳＣＲ１（Ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ［６］）．
ａ） ｏｒｉＩＳ和 ｔｅｒＩＳ⁃１分别是 ＩＳＣＲ１复制转座的起始和终止位点．水平实线表示转录的方向；水平虚线表示复制的方向 ｏｒｉＩＳ ａｎｄ ｔｅｒＩＳ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａ⁃
ｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ ｏｆ ＩＳＣＲ１ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｖｅ ｔｒａｎｓｐｏｓｉｔｉｏｎ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ａｒｒｏｗ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｂｒｏｋｅｎ ａｒ⁃
ｒｏｗ ｄｅｎｏｔｅｄ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ； ｂ） 转座的第一个事件是 ＩＳＣＲ１转座与复杂Ⅰ类整合子的 ３′末端相连或相近的基因．通常转座
酶会识别终止位点 ｔｅｒＩＳ⁃１，但转座酶误将相似的序列 ｔｅｒＩＳ⁃２识别为 ｔｅｒＩＳ⁃１．ＤＮＡ片段包括Ⅰ类整合子的 ３′末端和 ＩＳＣＲ１ 的 ５′末端的删除导致
ｓｕｌ基因的平截及 ｔｅｒＩＳ⁃１的丢失，形成了Ⅰ类整合子与 ＩＳＣＲ１的融合．从这点上，ＩＳＣＲ１ 能够通过滚环复制机制识别与 ｔｅｒＩＳ⁃１相似或不相似的
ｔｅｒＩＳ⁃２或 ｔｅｒＩＳ⁃３进而移动整合子和其中的任何抗生素抗性基因盒（ａｂｘｒ） ．也有可能 ＩＳＣＲ１ 本身不具备转座的终止位点而导致转座，以此移动
５′（上游）的不同长度的 ＤＮＡ） Ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｅｖｅｎｔ ｉｎｖｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＩＳＣＲ１ ｎｅｘｔ ｔｏ ｏｒ ｎｅａｒ ｔｈｅ ３′⁃ｅｎｄ ｏｆ ａ ｃｌａｓｓ １ ｉｎｔｅｇｒｏｎ． Ｎｏｒｍａｌｌｙ ｔｈｅ ｔｒａｎｓ⁃
ｐｏｓａｓｅ ｗｏｕｌｄ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ ｔｈｅ ｐｕｔａｔｉｖｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｔｅｒＩＳ⁃１， ｂｕｔ ｉｔ ｍｉｓｒｅｄ ｔｈｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｉｎｓｔｅａｄｅｄ ｔｅｒｍｉｎａｔｅｓ ａｔ ａ ｓｉｍｉｌａｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅ，
ｔｅｒＩＳ⁃２． Ｔｈｅ ｓｍａｌｌ ｓｅｇｍｅｎｔ ｏｆ ＤＮＡ ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ３′⁃ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌａｓｓ １ ｉｎｔｅｇｒｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ５′⁃ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔａｃｔ ＩＳＣＲ１ ｗａｓ ｄｅｌｅｔｅｄ， ｔｒｕｎｃａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｌ ｇｅｎｅ ａｎｄ
ｅｒａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｉｔｅ， ｔｅｒＩＳ⁃１， ａｎｄ ｔｈｅｒｅｂｙ ｃｒｅａｔｉｎｇ ａｎ ｉｎｔｅｇｒｏｎ⁃ＩＳＣＲ１ ｆｕｓｉｏｎ． Ｆｒｏｍ ｔｈｉｓ ｐｏｉｎｔ ｏｎ， ＩＳＣＲ１ ｗａｓ ａｂｌｅ ｔｏ ｍｏｂｉｌｉｚｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒｏｎ
ａｎｄ ａｎｙ ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅ ｃａｓｓｅｔｔｅｓ （ａｂｘｒ） ｔｈｅｒｅｉｎ ｂｙ ＲＣ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｐｏｓｓｉｂｌｙ ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｕｔａｔｉｖｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｔｅｒＩＳ⁃２ ｏｒ ｔｅｒＩＳ⁃３，
ｗｈｉｃｈ ｍｉｇｈｔ ｏｒ ｍｉｇｈｔ ｎｏｔ ｂｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｅｒＩＳ⁃１． Ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｌｓｏ ｅｘｉｓｔｅｄ ｔｈａｔ ＩＳＣＲ１ ｄｉｄ ｎｏｔ ｐｏｓｓｅｓｓ ａｎ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｉｔｅ ａｎｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ ｔｅｒｍｉ⁃
ｎａｔｅｓ ｔｒａｎｓｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｎｄｏｍｌｙ， ｔｈｅｒｅｂｙ ｍｏｂｉｌｉｚｉｎｇ ｖａｒｉｅｄ ｌｅｎｇｔｈｓ ｏｆ ５′ （ｕｐｓｔｒｅａｍ） ＤＮＡ．
而来．也有少数例外，如 ＩＳＣＲ８、ＩＳＣＲ２２、ＩＳＣＲ２３并不
与 ＡＲＧｓ相偶联，而是与降解芳族化合物（ ａｒｏｍａｔｉｃ
ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）的基因关联［３９］ ．
研究发现 ＩＳＣＲ１元件（ｏｒｆ５１３）与复杂性Ⅰ类整
合 Ｉｎ６ 和 Ｉｎ７ 形成有关，且与多种常见的耐药基因
的水平播散耦合（图 ３Ａ、Ｂ、Ｃ）．如 Ａ 类 β⁃内酰胺酶
基因 （ ｂｌａＣＴＸ⁃Ｍ⁃２、 ｂｌａＣＴＸ⁃Ｍ⁃９、 ｂｌａＣＴＸ⁃Ｍ⁃２０、 ｂｌａＰＥＲ⁃３、 ｂｌａＶＥＢ⁃３
等）、 Ｃ 类 β⁃内 酰 胺 酶 基 因 （ ｂｌａＤＨＡ⁃１、 ｂｌａＣＭＹ⁃１、
ｂｌａＣＭＹ⁃８、ｂｌａＣＭＹ⁃１０、ｂｌａＣＭＹ⁃１１、ｂｌａＭＯＸ⁃１等）、质粒介导的喹
诺酮耐药基因（ ｑｎｒＡ、ｑｎｒＢ）、氨基糖苷类耐药基因
（ａｒｍＡ、ｒｍｔＢ）、甲氧苄啶耐药基因（ ｄｆｒＡ１９、ｄｆｒＡｌ０、
ｄｆｒＡ２３等）以及氯霉素耐药基因 ｃａｔＡ２等［４０－４１］ ．
ＩＳＣＲ２，包含 ｏｒｆＡ 基因，是多重耐药基因元件
ＳＸＴ的组成部分，并在许多携带氯霉素、氟苯尼考和
磺胺类药物耐药基因的质粒中被发现［４２］ （图 ３Ｄ、
Ｅ）．虽然 ＩＳＣＲ２ 与 ＩＳＣＲ１ 转座酶有 ６５％的同源性，
但其下游基因结构与 ＩＳＣＲ１ 有显著差异．至今还没
发现 ＩＳＣＲ２与复杂性Ⅰ类整合子有关系，但却经常
与 ｓｕｌ２ 基因相关．欧洲学者发现环境（土壤、水）中
分离的大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）和气单胞菌（Ａｅｒｏ⁃
ｍｏｎａｓ ｓｐｐ．）也分别携带了 ｓｕｌ２ 基因及 ｆｌｏＲ 基因，且
都与 ＩＳＣＲ２相连［４３－４４］ ．
ＩＳＣＲ３（或 ｏｒｆ２）是沙门氏菌基因岛（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ
ｇｅｎｏｍｉｃ ｉｓｌａｎｄ １， ＳＧＩ１）的组成部分，与多种 ＡＲＧｓ
相关［３６］ ．在 ＳＧＩ１ 中，ＩＳＣＲ３ 位于两个 １ 类整合子之
间，且常与 ｆｌｏＲ及 ｔｅｔＡ ／ Ｒ基因相关（图 ３Ｆ）．已有学
者从临床分离的大肠杆菌中发现了质粒介导的氨基
糖苷类 １６Ｓ ｒＲＮＡ甲基化酶基因 ｒｍｔＢ和喹诺酮类外
排泵基因 ｑｅｐＡ 都与 ＩＳＣＲ３ 相关，且目前发现的
ＩＳＣＲ３的下游都常连着 ｉｎｔＩ ／ ｇｒｏＥＬ融合基因．在我国
不同动物来源分离的大肠杆菌（Ｅ． ｃｏｌｉ）中发现 ｒｍｔＢ
和 ｑｅｐＡ基因与 ＩＳＣＲ３密切相连，推测 ＩＳＣＲ３可能对
这两种基因的传播发挥了重要作用［４５－４６］ ．
ＩＳＣＲ４（或 ｏｒｆ４９５）下游常与 ｂｌａＳＰＭ⁃１基因相连，
而上游常为 ｇｒｏＥＬ基因［４７］（图 ３Ｇ）．ＩＳＣＲ５ 至今只在
铜绿假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）中发现，且
与 ｂｌａＯＸＡ⁃４５相关［４８］（图 ３Ｈ）．ＩＳＣＲ６ 与 ａｎｔ（４′） ＩＩｂ 基
因相关联（图 ３Ｉ）；已知，ＩＳＣＲ７ 和 ＩＳＣＲ８ 的序列与
其他 ＩＳＣＲ 元件的同源性仅有 ３０％左右，与其他成
员不同，它们并不与 ＡＲＧｓ相连，而是与编码卤代烷
和单环硝基方向化合物的降解酶基因偶联［４９］ ．后来
研究表明，ＩＳＣＲ８ 可分成 ３ 个亚类，分别为 ＩＳＣＲ８、
ＩＳＣＲ２２及 ＩＳＣＲ２３［３９］ ． ＩＳＣＲ９ 和 ＩＳＣＲ１０ 目前只在嗜
麦芽窄食单胞菌（Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ ｍａｌｔｏｐｈｉｌｉａ）中发
现，并常与 ｓｕｌ２ 基因相联系［４２］ ． ＩＳＣＲ１１ 分别在 ２ 株
鲍曼不动杆菌（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ ｂａｕｍａｎｎｉｉ）和 １ 株铜绿
假单胞菌（Ｐ． ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）中被发现，这些菌株都携
带了β内酰胺酶基因［６］ ．近几年新发现的 ＩＳＣＲ成
９１２３１０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈琳琳等： 新型抗生素抗性基因传播元件 ＩＳＣＲ及其生态风险　 　 　 　 　 　
图 ３　 部分 ＩＳＣＲ元件及其关联的 ＡＲＧｓ的基因结构
Ｆｉｇ．３　 Ｇｅｎｅｔｉｃ ｃｏｎｔｅｘｔ ｏｆ ｓｏｍｅ ＩＳＣＲ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅｌａｔｅｄ ＡＲＧｓ．
员，往往与具有临床上难于攻克的多重抗性基因相
连，如 ＩＳＣＲ２０ 与超广谱 β 内酰胺酶基因 ｂｌａＴＬＡ⁃１关
联［５０］ ．ＩＳＣＲ２７ 则与臭名昭著的“超级细菌” ｂｌａＮＭＤ⁃１
相连［３７， ５１－５３］ ．
４　 ＩＳＣＲ的生态风险
随着新型耐药细菌的不断出现，全球多个学科
领域越来越认识到抗生素滥用的严重后果．但抗生
素抗性基因，作为一种新型的环境污染物，仍未引起
足够的重视．抗生素抗性基因在环境中的潜在传播
途径如图 ４所示，主要包括医用抗生素与饲用抗生
素诱导出的抗性基因在不同环境介质中的传播和扩
散．由图 ４可以看出，抗生素抗性基因在环境中的传
播和扩散是非常复杂的，并且最终环境中的抗性基
因会通过动物性食品、植物性食品、直接接触等方式
再次进入人体，危害人类健康，并形成恶性循
环［２８，５４］ ．
　 　 ＩＳＣＲ元件的生态风险主要是由其结构特点及
转座机制所决定的． ＩＳＣＲ 元件能够无需特异识别即
可通过滚环复制移动任何邻近的细菌 ＤＮＡ序列，特
别是 ＡＲＧｓ序列．这使得 ＩＳＣＲ 元件无疑成为 ＡＲＧｓ
特别是多重耐药基因 ＭＤＲ传播扩散的高效媒介．并
且随着越来越多的 ＩＳＣＲ 元件类群被发现，人们愈
加肯定其在多重耐药基因的形成及传播过程中发挥
着重要作用，它不仅加速了细菌耐药性的产生和传
播，加快了 ＡＲＧｓ在环境中的扩散，还会破坏环境中
微生物群落结构，进而对生态环境及人类健康造成
严重威胁．
１） ＩＳＣＲ 可以促进细菌耐药基因的形成． ＩＳＣＲ
在新型抗生素抗性基因的形成过程中起着非常重要
的作用，同时 ＩＳＣＲ 也促进了复合整合子的进化．这
些复合整合子的进化导致了 ＡＲＧｓ 的组合与集群，
而这是传统的整合子单独无法达到的［６，５５］ ．喹诺酮
类抗生素抗性基因 ｑｎｒ基因就是这类复合整合子的
典型例子，其中 ＩＳＣＲ 元件在将多种抗性基因如氟
氯霉素抗性基因和超广谱β⁃内酰胺酶基因等集群
０２２３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 ４　 抗生素抗性传播路径（参照［２８］）
Ｆｉｇ．４　 Ｐａｔｈｗａｙｓ ｏｆ ＡＲＧｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ （Ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ［２８］）．
在单个接合质粒上起着非常重要的作用［５６－５８］ ．事实
上，ＩＳＣＲ 介导的多重耐药基因形成可能在短时间内
即可完成．例如，位于 ｐＳａ 和 ｐＤＧＯ１００ 质粒上作为
Ⅰ类整合子 Ｉｎ６ 和 Ｉｎ７ 的一部分的 ＩＳＣＲ１，早在
１９５０ｓ晚期—１９６０ｓ 早期，仅在这些抗生素初次使用
之后的很短时间内就已经与氯霉素和甲氧苄氨嘧啶
抗性基因相关联［３０］ ．最令人担忧的是，在临床上发
现 ＩＳＣＲ元件与越来越多的更加有力的抗性基因相
关联，如铜绿假单胞菌（Ｐ． ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）中的金属 β⁃
内酰胺酶（ＭＢＬ）和嗜麦芽窄食单胞菌（Ｓ． ｍａｌｔｏｐｈｉ⁃
ｌｉａ）的复方新诺明抗性．２０１０年爆发的“超级细菌”，
短期内夺去了很多人的生命，研究显示其携带的多
重抗性基因 ｂｌａＮＤＭ⁃１的形成过程也有 ＩＳＣＲ 元件
（ＩＳＣＲ２７）的参与［５１－５２，５９－６０］ ．
２）加速 ＡＲＧｓ 在环境中的扩散，进而加剧了
ＡＲＧｓ所造成的环境污染．分子进化研究表明，ＩＳＣＲ
元件可能起源于环境细菌［６］ ．虽然目前尚缺乏有关
ＩＳＣＲ元件环境分布的数据，但是许多研究显示，
ＩＳＣＲ１ 和 ＩＳＣＲ２ 元件都可能起源于水生细菌．与
ＩＳＣＲ１相关的 ｑｎｒＡ、 ｂｌａＣＭＹ⁃１、 ｂｌａＰＥＲ⁃３等耐药基因及
ＳＸＴ和 ＳＧＩ１元件均发现于水环境细菌［６］ ．而 ＩＳＣＲ２
携带的 ｆｌｏＲ在鱼类病原菌多杀巴斯德杆菌（Ｐａｓｔｅｕ⁃
ｒｅｌｌａ ｍｕｌｔｏｃｉｄａ）的质粒上存在，说明 ＩＳＣＲ２也可能起
源于海洋环境细菌［６１］ ．基因的高同源率，且都携带
了 ｇｒｏＥＬ 基因，说明 ＩＳＣＲ３、 ＩＳＣＲ４、 ＩＳＣＲ１４ 以及
ＩＳＣＲ１６起源于共同的祖先［３６］ ． ＩＳＣＲ３ 在人源沙门氏
菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｅｎｔｅｒｉｃａ） ［８］和大肠杆菌 ［６２］以及猪源
大肠杆菌（ＧｅｎＢａｎｋ： ＥＵ４９４９５８ 和 ＦＪ７４４１２１）中发
现，ＩＳＣＲ４ 及 ＩＳＣＲ１４ 在人源的铜绿假单胞杆菌（Ｐ．
ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ） ［６３］中发现，说明它们有可能从环境细菌
转移到人和动物的病原菌中［３６］ ．这些 ＩＳＣＲ 元件的
存在，无疑会加速 ＡＲＧｓ 在环境中的传播，加剧
ＡＲＧｓ的生态效应，进而对人类健康造成威胁．
３）破坏环境中微生物群落结构． ＩＳＣＲ 元件对自
然微生物群落的改变可能通过两种方式：一种是增
加微生物耐药群落；另一种是通过促进微生物质粒
进化．理论上，抗生素对耐药菌株抗性基因的诱导具
有专一性，即抗生素在环境中的迁移、转化及归趋等
环境行为与其所包含的抗生素抗性基因在环境中的
传播在理论上应该具有相似性和一致性［３］ ．然而诸
多研究表明，即使只有单一抗生素的存在，耐药菌也
可能同时具备抵抗其他抗生素的能力［２２］ ．自然条件
下，抗生素抗性是微生物对自身的保护，而当环境中
抗生素含量增多或者环境恶化，会导致抗生素抗性
基因的水平传播．具有抗生素抗性基因的微生物群
落在环境中转移、传播和扩散，并逐渐在群落竞争中
１２２３１０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈琳琳等： 新型抗生素抗性基因传播元件 ＩＳＣＲ及其生态风险　 　 　 　 　 　
成为优势群落，从而改变自然微生物群落结构．ＩＳＣＲ
很可能在多重耐药菌的形成及扩散过程中发挥重要
作用，进而加速抗生素抗性基因的传播及优势耐药
群落的形成，改变自然微生物群落结构［１５，６４］ ．细菌质
粒是细菌中能自我复制的染色体外的 ＤＮＡ 遗传元
件，它在微生物群落的遗传交换中起着关键作用．研
究表明，ＩＳＣＲｓ元件在形成及传播多重耐药性的同
时，也加速了细菌质粒的进化及耐药菌株的形成及
扩散［２２］ ．以 ＩｎｃＡ ／ Ｃ型多重耐药质粒为例，ＩｎｃＡ ／ Ｃ型
质粒是目前发现的地理分布和细菌宿主最广泛的质
粒，测序分析表明 ＩＳＣＲ 元件是 ＩｎｃＡ ／ Ｃ 型质粒进化
的关键因子［６５］ ．如从牛大肠杆菌和人沙门氏菌分离
的携带有 ｂｌａＣＭＹ⁃２基因的 ＩｎｃＡ ／ Ｃ 质粒，包含有 ｆｌｏＲ⁃
ｔｅｔＡＲ⁃ｓｔｒＡＢ⁃ｓｕｌ２抗性基因群，Ｔｎ２１ 转座子以及 ＩＳＣＲ
元件（ＩＳＣＲ２ 和 ＩＳＣＲ１６） ［６６］；分离自鱼病原菌 Ａｅｒｏ⁃
ｍｏｎａｓ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌａ 的 ＩｎｃＡ ／ Ｃ 质粒包含 ＩＳＣＲ２［６７］ ．能
够抵抗所有临床抗生素的携带有 ｂｌａＮＤＭ⁃１基因的菌
株，也被证实 ＩＳＣＲ２７ 参与了其多重抗性的形成［３７］ ．
ＩＳＣＲ元件通过促进质粒进化，进而借助遗传交换改
变了微生物群落遗传结构．
５　 ＩＳＣＲ及其相关 ＡＲＧｓ的研究方法
目前已发现的 ＩＳＣＲ 元件大多是在临床耐药细
菌的基因组学或比较基因组学研究过程中发现
的［６］ ．在后续其他菌株中的研究，则一般建立在耐药
菌株分离的基础上，然后采用 ＰＣＲ 方法扩增 ＩＳＣＲ
的 ｏｒｆ区域序列，以确定某种 ＩＳＣＲ 元件的有无，之
后根据已经发现的同种 ＩＳＣＲ 元件的基因结构，设
计上下游引物，进而通过 ＰＣＲ 作图（ＰＣＲ ｍａｐｐｉｎｇ）
的方法，获得 ＩＳＣＲ元件的上下游 ＤＮＡ序列，以期构
建 ＩＳＣＲ与其上下游耐药基因的相关关系．图 ５ 以
ＩＳＣＲ１元件为例展示了 ＩＳＣＲ 与其相关耐药基因的
研究流程．目前，有关 ＩＳＣＲ 元件与其相关 ＡＲＧｓ 在
环境中的分布研究尚少，今后若开展相关的研究，或
可借鉴现有的临床病菌的研究流程．虽然传统的通
过细菌培养来判断抗性的方法在细菌耐药性研究中
发挥了很大作用，但毕竟环境中可培养的微生物仅
占极少比例．因此，以传统的微生物培养方法评价
ＡＲＧｓ及其相关传播元件的分布，难免会低估了诸
如污水处理厂、养殖场等复杂微生物群落中的抗性
微生物及 ＡＲＧｓ 的总量．目前，使用试剂盒提取微生
物 ＤＮＡ 的应用最多． Ｓｔｏｌｌ 等［６８］使用 ＭｏＢｉｏ Ｕｌｔｒａ⁃
Ｃｌｅａｎ Ｓｏｉｌ ＤＮＡ ｋｉｔ直接从过滤水样提取 ＤＮＡ，再通
过 ＰＣＲ扩增检测德国和澳大利亚不同水体表层水
样本中 ＡＲＧｓ 的分布． Ｚｈａｎｇ 等［６９］使用 ＦａｓｔＤＮＡ ｋｉｔ
提取污水处理厂进水和出水中的四环素抗性基因，
以此研究人类活动对活性污泥中四环素抗性基因的
影响．先进的分子生物学研究方法，如基因芯片、二
代基因组测序等，也相继应用到环境中 ＡＲＧｓ 的研
究．Ｃａｌｌ等［７０］采用 ＤＮＡ芯片技术监测了单个细菌体
内的多种四环素抗性基因． Ｆｏｒｓｂｅｒｇ 等［７１］则采用高
通量测序技术，检测了 １８个农牧业土壤样本基因组
ＤＮＡ，鉴定了大约 ３０００个 ＡＲＧｓ，构建土壤样本的抗
性基因组（ ｒｅｓｉｓｔｏｍｅ）．充分显示了这一先进技术在
环境 ＡＲＧｓ研究领域的高效性与适用性，并有望在
ＩＳＣＲ 元件及其介导的多重耐药性的研究中发挥
作用．
６　 研究展望
综上所述，ＩＳＣＲ元件虽然本身并不具有抗生素
抗性，但无疑它们在 ＡＲＧｓ 的传播过程中发挥着非
常重要的作用，特别是多重耐药性的传播与扩散．
ＡＲＧｓ作为一种新型的环境污染物，其危害性已日
渐凸显．目前，ＩＳＣＲ元件结构特征的研究已取得了
图 ５　 ＩＳＣＲ１及其相关 ＡＲＧｓ研究流程
Ｆｉｇ．５　 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ＩＳＣＲ１ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｅｄ ＡＲＧｓ．
２２２３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
一些进展，但多局限在医学领域．而 ＩＳＣＲ 元件在环
境中的分布、扩散机制尚缺乏系统研究，对于其所造
成的生态风险也缺乏系统的研究数据，特别是我国
本身在 ＡＲＧｓ这一新型环境污染物的环境危害方面
的研究数据还远远落后于发达国家．对抗生素抗性
基因传播元件的研究，或许会为最终实现对 ＡＲＧｓ
污染物监测及控制打下基础．因此，针对 ＩＳＣＲ 这一
新型抗生素抗性基因传播元件，我国今后的研究重
点应主要集中在以下几个方面：
１） 在 ＡＲＧｓ 污染严重区域，分离耐药菌株，并
对 ＩＳＣＲ元件及其关联的抗生素抗性基因进行研
究，分析 ＩＳＣＲ 元件的结构特征及其可能的生态风
险，特别是加强起源于环境的 ＩＳＣＲ元件（如 ＩＳＣＲ１、
ＩＳＣＲ２等）的生态风险研究；
２） 开展对不同种类的 ＩＳＣＲ元件在各种环境中
的来源、分布研究，对 ＡＲＧｓ可能存在污染的不同环
境介质，包括地表水、底泥、土壤、大气等进行广泛调
查研究和分析，获得不同环境介质中抗生素抗性基
因谱，及 ＩＳＣＲ元件的种类及污染水平，为将来布控
提供基础数据；
３） 探索采用定点突变或其它先进的分子生物
学技术，结合化学技术、膜技术等手段，开展 ＩＳＣＲ
元件的失效或去除研究，从多重抗性的介导因子入
手，最终达到去除 ＡＲＧｓ污染物的目的，减少其生态
扩散风险．
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ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＳＣＲ８， ＩＳＣＲ２２， ａｎｄ ＩＳＣＲ２３， ｓｕｂ⁃
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ｒＡ１ ａｎｄ ｑｎｒＢ２， ｂｌａＣＴＸ⁃Ｍ１５， ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｌａｓｓ １ ｉｎｔｅｇｒｏｎ
ｉｎ ａ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｍｕｌｔｉｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ ｆｒｅｕｎｄｉｉ ｉｓｏｌａｔｅ．
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ｍｅｎｔｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｂｌａＤＨＡ⁃１ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｒｅ⁃
ｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｆｌｏｍｏｘｅｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
ｉｎ ｅｘｔｅｎｄｅｄ⁃ｓｐｅｃｔｒｕｍ⁃β⁃ｌａｃｔａｍａｓｅ⁃ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ
ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ． Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ，
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ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ｏｆ ｔｒｉｍｅｔｈｏｐｒｉｍ ／ ｓｕｌｆａｍｅｔｈｏｘａｚｏｌｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
ｉｎ Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ ｍａｌｔｏｐｈｉｌｉａ ｍｅｄｉａｔｅｄ ｂｙ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
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ｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｏＲ⁃ｃａｒｒｙｉｎｇ ｍｕｌｔｉｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｌａｓｍｉｄ
ｐＡＢ５Ｓ９ ｆｒｏｍ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ Ａｅｒｏｍｏｎａｓ ｂｅｓｔｉａｒｕｍ． Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ， ２００８， ６２： ６５－７１
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ｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｐｒｅａｄ ｍａｎｕｒｅ： Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｏｆ ａ ｎｏｖｅｌ ｐｌａｓｍｉｄ ｔｙｐｅ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ％Ｇ＋Ｃ ｃｏｎｔｅｎｔ． Ｅｎｖｉ⁃
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ｍｅｔｈｙｌａｓｅ⁃ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ａｎｄ Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ
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４２２３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
ｏｆ １，３⁃ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｒｏｐｅｎｅ ａｎｄ １，２⁃ｄｉｂｒｏｍｏｅｔｈａｎｅ⁃ｄｅｇｒａｄａ⁃
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（６′）⁃Ｉｂ⁃ｃｒ， ａｎｄ ａ ｎｏｖｅｌ ａｌｌｅｌｅ， ｑｎｒＢ１０， ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ
ＩＳＣＲ１ ｉｎ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｌ ｉｓｏｌａｔｅｓ ｆｒｏｍ Ａｒｇｅｎｔｉｎａ．
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ｔｉｏｎ ｏｆ ＮＤＭ⁃１ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｂａｃｔｅｒｉａ ｉｎ ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｄｅｌｈｉ ｅｎｖｉ⁃
ｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｈｕｍａｎ ｈｅａｌｔｈ： Ａｎ ｅｎｖｉ⁃
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ｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎ Ｐａｓｔｅｕｒｅｌｌａ ｍｕｌｔｏｃｉｄａ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉ⁃
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ｍｅｄｉａｔｅｄ ｆｌｕｏｒｏｑｕｉｎｏｌｏｎｅ ｅｆｆｌｕｘ ｐｕｍｐ， ｑｅｐＡ， ｆｏｕｎｄ ｉｎ
ａｎ Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｉｓｏｌａｔｅ． Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ａｇｅｎｔｓ
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［６３］　 Ｄｏｉ Ｙ， Ａｄａｍｓ⁃Ｈａｄｕｃｈ ＪＭ， Ｐａｔｅｒｓｏｎ ＤＬ． Ｇｅｎｅｔｉｃ ｅｎｖｉ⁃
ｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ １６Ｓ ｒＲＮＡ ｍｅｔｈｙｌａｓｅ ｇｅｎｅ ｒｍｔＤ． Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉ⁃
ａｌ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ， ２００８， ５２： ２２７０－２２７２
［６４］　 Ａｍｉｎｏｖ ＲＩ， Ｍａｃｋｉｅ ＲＩ． Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｙ ｏｆ ａｎｔｉｂｉ⁃
ｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ． ＦＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ２００７，
２７１： １４７－１６１
［６５］　 Ｔｏｌｅｍａｎ ＭＡ， Ｗａｌｓｈ ＴＲ， Ｃａｌｌ ＤＲ． ＩＳＣＲ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ａｒｅ
Ｋｅｙ Ｐｌａｙｅｒｓ ｉｎ ＩｎｃＡ ／ Ｃ Ｐｌａｓｍｉｄ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ． Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ
Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ， ２０１０， ５４： ３５３４－３５３４
［６６］ 　 Ｃａｌｌ ＤＲ， Ｓｉｎｇｅｒ ＲＳ， Ｍｅｎｇ Ｄ， ｅｔ ａｌ． ｂｌａＣＭＹ⁃２⁃ｐｏｓｉｔｉｖｅ
ＩｎｃＡ ／ Ｃ ｐｌａｓｍｉｄｓ ｆｒｏｍ Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ａｎｄ Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ
ｅｎｔｅｒｉｃａ ａｒｅ ａ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ａ ｌａｒｇｅｒ ｌｉｎｅａｇｅ ｏｆ
ｐｌａｓｍｉｄｓ． Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ，
２０１０， ５４： ５９０－５９６
［６７］　 Ｆｒｉｃｋｅ ＷＦ， Ｗｅｌｃｈ ＴＪ， ＭｃＤｅｒｍｏｔｔ ＰＦ， ｅｔ ａｌ． Ｃｏｍｐａｒａ⁃
ｔｉｖｅ ｇｅｎｏｍｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩｎｃＡ ／ Ｃ ｍｕｌｔｉｄｒｕｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｌａｓ⁃
ｍｉｄ ｆａｍｉｌｙ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ， ２００９， １９１： ４７５０－
４７５７
［６８］　 Ｓｔｏｌｌ Ｃ， Ｓｉｄｈｕ ＪＰＳ， Ｔｉｅｈｍ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｐｒｅｖａｌｅｎｃｅ ｏｆ ｃｌｉｎｉ⁃
ｃａｌｌｙ ｒｅｌｅｖａｎｔ ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ
ｓａｍｐｌｅｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｇｅｒｍａｎｙ ａｎｄ Ａｕｓｔｒａｌｉａ． Ｅｎｖｉｒｏｎ⁃
ｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２０１２， ４６： ９７１６－９７２６
［６９］ 　 Ｚｈａｎｇ ＸＸ， Ｚｈａｎｇ Ｔ． Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ， ａｂｕｎｄａｎｃｅ， ａｎｄ ｄｉ⁃
ｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｔｅｔｒａｃｙｃｌｉｎｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ ｉｎ １５ ｓｅｗａｇｅ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ ａｃｒｏｓｓ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｇｌｏｂａｌ ｌｏｃａｔｉｏｎｓ．
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２０１１， ４５： ２５９８－
２６０４
［７０］　 Ｃａｌｌ ＤＲ， Ｂａｋｋｏ ＭＫ， Ｋｒｕｇ ＭＪ， ｅｔ ａｌ． Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ａｎｔｉ⁃
ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｓ ｗｉｔｈ ＤＮＡ ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｓ． Ａｎｔｉ⁃
ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ， ２００３， ４７： ３２９０－
３２９５
［７１］　 Ｆｏｒｓｂｅｒｇ ＫＪ， Ｐａｔｅｌ Ｓ， Ｇｉｂｓｏｎ ＭＫ， ｅｔ ａｌ． Ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｐｈｙ⁃
ｌｏｇｅｎｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｓｏｉｌ ｒｅｓｉｓｔｏｍｅｓ ａｃｒｏｓｓ ｈａｂｉｔａｔｓ． Ｎａｔｕｒｅ，
２０１４， ５０９： ６１２－６１６
作者简介　 陈琳琳，女，１９７９年生，博士，助理研究员．主要从
事海洋污染生态与分子生态学研究，发表论文 １７ 篇．
Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌｌｃｈｅｎ＠ ｙｉｃ．ａｃ．ｃｎ
责任编辑　 肖　 红
５２２３１０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈琳琳等： 新型抗生素抗性基因传播元件 ＩＳＣＲ及其生态风险