6细菌的耐药性

第6章细菌的耐药性概述自从41年青霉素应用于临床以来，开创了抗生素治疗的新纪元。此后又先后研制、开发，并应用于临床的抗生素和抗菌药物有180余种。这些抗菌药物的应用使常见细菌感染的发病率和病死率大大下降。但是抗菌药物的应用并未使细菌感染消灭或得到有效控制，主要是细菌通过多种机制产生了对抗菌药物的耐药性。抗菌药物（antibacterialagents）：是指对细菌具有杀灭或抑制作用的各种抗生素和人工合成药物。抗生素（antibiotics）：微生物在其代谢过程中产生的能杀灭或抑制其它特异病原微生物的产物。抗生素分子量小，低浓度就能发挥其生物活性，有天然和人工半合成两类。第一节抗菌药物的种类及其作用机制抗菌药物的种类抗菌药物的作用机制（一）按抗菌药物化学结构和性质分类β-内酰胺类大环内酯类：红霉素、螺旋霉素等。氨基糖苷类：链霉素、庆大霉素等。四环素类：四环素、多西环素等。氯霉素类：氯霉素、甲砜霉素。化学合成的抗菌药物β-内酰胺类青霉素类：青霉素G、耐酶青霉素、广谱青霉素等。头孢菌素：分为三代。头霉素：如头孢西丁。单环β-内酰胺类：氨曲南、卡卢莫南。碳青霉素烯类：亚胺培南与西司他丁合用称泰能。β-内酰胺酶抑制剂：如克青霉烷砜、克拉维酸。红霉素链霉素四环素氯霉素化学合成的抗菌药物磺胺类：磺胺嘧啶、复方新诺明等。喹诺酮类：诺氟沙星、环丙沙星等。（二）按生物来源分类细菌产生的抗生素：如多粘菌素和杆菌肽。真菌产生的抗生素：如青霉素及头孢菌素。放线菌产生的抗生素：包括链霉素、卡那霉素、四环素等。二、抗菌药物的作用机制干扰细菌细胞壁的合成：如β-内酰胺类抗生素。损伤细胞膜的功能：如多粘菌素类。影响蛋白质的合成：如氨基糖苷类、四环素类（作用于30S亚基）、大环内酯类、氯霉素、林可霉素（作用于50S亚基）。抑制核酸合成：抑制RNA多聚酶，阻碍mRNA的合成如利福平；抑制DNA回旋酶，妨碍细菌DNA的复制如喹诺酮类。G+菌G-菌G-菌与G+菌细胞壁结构比较图1.干扰细菌细胞壁合成青霉素及溶菌酶的作用机制1.主要靶位：细胞膜上的青霉素结合蛋白（penicillin-bindingprotein,PBP）2.抑制转肽酶活性→抑制肽聚糖合成→使细菌的细胞壁形成受阻。β-内酰胺类抗生素的抗菌机制β-内酰胺①某些抗生素分子呈两极性，亲水端与细胞膜蛋白质部分结合，亲脂端与细胞膜内磷脂结合，导致细菌胞膜裂开。②两性霉素B和制霉菌素与真菌胞膜上固醇类结合;酮康唑抑制真菌胞膜中固醇类的生物合成，均致细胞膜通透性增加。2.损伤细胞膜的功能氨基糖苷类四环素类氯霉素红霉素50S亚基抑制林可霉素类3.影响蛋白质的合成30S亚基抑制药4.抑制核酸（DNA/RNA）合成利福平（RFP）：与依赖DNA的RNA多聚酶结合，抑制mRNA的转录。喹诺酮类：作用于DNA回旋酶。磺胺类药物：与对氨基苯甲酸（PABA）的化学结构相似，竞争二氢叶酸合成酶，使二氢叶酸合成减少。抗菌药物的作用机制抗菌药物作用机制总结图示敏感菌株某些因素耐药菌株多重耐药药物依赖性第二节细菌的耐药机制细菌的耐药性耐药性是指细菌对药物所具有的相对抵抗性。耐药性的程度以该药对细菌的最小抑菌浓度（MIC）表示。临床上：药物的治疗浓度＞最小抑菌浓度敏感药物的治疗浓度＜最小抑菌浓度耐药药敏试验一、细菌耐药的遗传机制从遗传学的角度，细菌耐药性可分为固有耐药性和获得耐药性。㈠固有耐药性概念：指细菌对某些抗菌药物的天然不敏感，亦称为天然耐药性细菌。其耐药基因来自亲代，存在于其染色体上，具有种属特异性。特点：始终如一，由细菌的种属特性所决定，可以从理论上推测。抗菌药物对细菌能够起作用首要的条件是细菌必须具有药物的靶位。㈡获得耐药性概念：指细菌DNA的改变导致其获得耐药性表型，其耐药基因来源于基因突变或获得新基因。影响获得耐药性发生率的三个因素：药物使用的剂量细菌耐药的自发突变率耐药基因的转移状况产生获得性耐药的几种情况⒈染色体突变---自发、随机突变，与抗菌药物无关2.可传递的耐药性R质粒的转移转座因子介导的耐药性整合子与多重耐药二、细菌耐药的生化机制钝化酶的产生药物作用靶位的改变抗菌药物的渗透障碍主动外排机制其他（一）钝化酶的产生钝化酶（modifiedenzyme）是耐药菌株产生的、具有破坏或灭活抗菌药物活性的某种酶，它通过水解或修饰作用破坏抗生素的结构使其失去活性。包括：β-内酰胺酶、氨基糖苷类钝化酶、氯霉素乙酰转移酶……重要的钝化酶⒈β-内酰胺酶（染色体或质粒编码）对PC和头孢菌素类耐药的菌株β-内酰胺酶打开药物分子中的β-内酰胺环，药物失去抗菌活性⒉氨基糖苷类钝化酶（质粒编码）耐药菌株磷酸转移酶氨基糖苷类抗生素的羧基磷酸化，抗菌药物钝化失活⒊氯霉素乙酰转移酶（质粒编码）耐药菌株氯霉素乙酰转移酶氯霉素乙酰化失去抗菌活性乙酰辅酶A氨基糖苷类抗生素乙酰化（二）药物作用靶位的改变改变抗生素作用靶位的结构和数量使抗生素失去作用靶点和/或亲和力降低链霉素：细菌核糖体30S亚基上的S12蛋白红霉素：细菌核糖体50S亚基上的L4或L12蛋白利福平：RNA聚合酶的β亚基青霉素：细菌细胞膜上的特异的青霉素结合蛋白喹诺酮类药物：DNA旋转酶磺胺药：细菌可改变体内的二氢叶酸合成酶，使药物靶位酶发生改变常见的药物作用靶位不同药物的作用靶位l一抑制细胞壁合成：环丝氨酸、万古霉素等；2一DNA促旋酶抑制剂：喹诺酮类；3一RNA聚合酶抑制剂：利福平；4—50S蛋白质合成抑制剂：大环内酯类、氯霉素、林可霉素类；5—30S蛋白质合成抑制剂：四环类、大观霉素、氨基糖苷类；6一tRNA合成抑制剂：Mupirocin；7一氯霉素酰基转移酶；8一抑制细胞膜合成：多粘菌素类；9一细胞周质空间：β-内酰胺酶、氨基糖苷类钝化酶；10—抑制叶酸代谢：磺胺类。THFA：四氢叶酸；DHFA：二氢叶酸。核糖体核糖体30S亚基S12蛋白发生构象变化,链霉素失去结合受体而不能发挥抑菌作用。肺炎链球菌能产生甲基化酶,使23SrRNA上的一个关键性的腺嘌呤残基甲基化,使大环内酯类抗生素与靶位即核糖体5OS亚基结合力下降而导致耐药。青霉素结合蛋白（PBP）β-内酰胺类抗生素与其作用靶位PBP结合后，可干扰肽聚糖的正常合成,导致细菌死亡。但是,某些革兰阳性菌(如肺炎链球菌)和革兰阴性菌(如淋病奈瑟菌、铜绿假单胞菌)能改变其PBP的结构,使之与β-内酰胺类亲和力降低而导致耐药。肺炎链球菌不产生β-内酰胺酶,PBP发生改变在耐药性形成上具有非常重要的作用。二氢叶酸代谢酶甲氧苄啶(磺胺类抗菌药，TMP)通过抑制二氢叶酸还原酶而杀菌,但耐药菌能产生大量的功能相同的新蛋白，不被TMP抑制。细菌改变二氢叶酸合成酶构型,与磺胺药的亲和力下降100倍,敏感菌转为耐药菌。（三）抗菌药物的渗透障碍——药物不易进入菌体内细菌的细胞壁障碍和/或外膜通透性的改变将严重影响抗生素进入细菌内部到达作用靶位发挥抗菌效能，耐药屏蔽也是耐药的一种机制。由于细胞壁的有效屏障或细胞膜通透性的改变,阻止药物吸收,使抗生素无法进入菌体内发挥作用。例如,分枝杆菌的细胞壁存在异常紧密的结构,通透性极低，故结核分枝杆菌对众多的抗菌药物呈现明显的天然耐药性。突变引起外膜上孔蛋白丢失或低表达，影响药物从细胞外向细胞内的运输。（四）主动外排机制细菌将药物从细胞内主动排出细胞外。细菌产生多重耐药性的主要原因是,具有能量依赖性的主动外排系统,可将不同结构的抗生素(如氯霉素、大环内酯类、氟喹诺酮类、β-内酰胺类等)同时泵出体外,使菌体内的抗生素浓度明显降低,不足以杀死细菌。细菌还具有仅排出一种或一类抗菌药物的“单”耐药系统,如最早发现的大肠埃希菌四环素主动外排泵,能通过质膜蛋白Tet利用跨膜氢离子梯度,即质子驱动力作为能量,将累积到一定浓度的四环素泵出胞外,阻止它作用于靶位核糖体。（五）其他细菌改变自身代谢状态逃避抗菌药物的作用。增加产生代谢拮抗剂来抑制抗生素。第三节细菌耐药性的防治合理使用抗菌药物严格执行消毒隔离制度加强药政管理研制新的抗菌药物破坏耐药基因细菌耐药性的控制策略合理使用抗菌药物药敏疗程短避免滥用严格执行消毒隔离制度耐药菌感染者要隔离，防止交叉感染；医务人员要定期检查带菌情况，以免院内感染。加强药政管理抗菌药物应凭处方供应。随着耐药性的变迁，有计划的分批分期使用抗生素。研制新的抗菌药物根据细菌耐药性发生的机制及其抗菌药物结构的关系，寻找和研制具有抗菌活性，尤其对耐药菌有活性的新抗菌药；同时可以针对某些主要因细菌灭活酶而失效的抗菌药物，寻找适当的酶抑制剂，与抗菌药物联合应用时可保护药物不受灭活酶的破坏而保存其抗菌活性。如棒酸、舒巴坦、优立新等均为β-内酰胺酶抑制剂。总之控制耐药性是一项综合性强、难度大、涉及面广的工作，需不懈努力。