细菌耐药机制

细菌耐药机制临床药理研究所李耘细菌分类G＋葡萄球菌：金葡、表葡、溶葡、人葡…链球菌：肺炎链、化脓链…肠球菌：粪肠球菌、屎肠球菌…G－肠杆菌科：大肠、克雷伯、肠杆菌属、枸橼酸、沙雷…非发酵菌：绿脓、不动、嗜麦芽、产碱…所占比例年度G＋比例G－比例98-9928.8%71.2%00-0133.5%66.5%02-0338.2%61.8%G＋菌株分布占革兰阳性菌比例65%25%9%1%葡萄球菌属肠球菌属链球菌属其它革兰阳性菌社区获得性呼吸道感染的常见病原体肺炎链球菌流感嗜血杆菌卡他莫拉菌军团菌肺炎衣原体肺炎支原体病毒金葡菌革兰阴性杆菌铜绿假单胞菌鲍氏不动杆菌肺炎克雷白杆菌大肠埃希菌金黄色葡萄球菌粪肠球菌G－菌株分布占革兰阴性菌比例23.0%21.5%14.2%13.7%9.2%18.4%克雷伯菌属大肠不动杆菌属绿脓肠杆菌属其它抗菌药物分类β-内酰胺类青霉素类：青霉素G、甲氧西林、氨苄西林、哌拉西林…头孢类：一、二、三、四代…其它β-内酰胺类：头霉素、碳青霉烯、单环、酶抑制剂、氧头孢氨基糖苷类：庆大霉素、阿米卡星、奈替米星…抗菌药物分类大环内酯类：红霉素、阿齐霉素、克拉霉素、罗红霉素…氟喹诺酮类：环丙沙星、左氧沙星、莫西沙星、加替沙星…多肽类：万古霉素、替考拉宁…四环素类：米诺环素、替加环素…氯霉素类：氯霉素林可霉素和克林霉素微生物间的抗生现象抗生物质：微生物生长末期产生的次级代谢产物。抑制自身蛋白、酶，降低代谢，节能；杀灭对手。抗生现象：为了不被其它微生物产生的抗生物质侵入与杀灭，不断加强自身耐受与抵御能力。细菌耐药性的产生抗菌药物激发细菌抗生能力，耐药。耐药使得人类千方百计造出能杀灭各种耐药菌的新抗生素。道高一尺，魔高一丈。出现对多种抗生素耐药的多重耐药菌。抗菌药物作用机制干扰细菌细胞壁的合成，使其不能生长繁殖：-内酰胺类、万古霉素、磷霉素、环丝霉素等损伤细菌细胞膜，破坏其屏障作用：多粘菌素B、多粘菌素E、两性霉素B、制霉菌素、米康唑、酮康唑等影响细菌蛋白质合成，使其丧失生长繁殖的物质基础：四环素、氯霉素、大环内酯类、林可霉素类、氨基糖苷类、夫西地酸等抗菌药物作用机制抑制核酸合成或作用，影响核酸代谢，阻碍遗传基因的复制：利福霉素类、灰黄霉素、喹诺酮类、甲硝唑、呋喃类、新生霉素等抑制细菌代谢：磺胺药、甲氧苄氨嘧啶抑制结核环脂酸的合成：异烟肼细菌耐药分类固有耐药：染色体基因决定，代代相传。如：肠道阴性杆菌对青霉素；铜绿假单胞菌对氨苄西林；链球菌对庆大霉素。获得耐药：接触抗生素后，改变代谢途径，得到的耐药。质粒介导、染色体介导细菌耐药机制产生灭活酶。改变抗生素结构使其灭活。改变靶位蛋白。改变细菌细胞内与抗生素作用靶位，使细菌对该抗生素不再敏感，但仍能发挥其正常功能。降低抗生素在菌体内的集聚。改变外膜通透性，减少抗生素进入增加外流产生灭活酶抗生素灭活酶β-内酰胺类β-内酰胺酶氨基糖苷类氨基糖苷灭活酶乙酰化酶腺苷化酶核苷化酶磷酸化酶氯霉素氯霉素乙酰转移酶夫西地酸I型氯霉素乙酰转移酶大环内酯类酯酶I、酯酶II林可霉素类核苷酸转移酶β-内酰胺酶发展第一阶段是由于青霉素的广泛应用，导致产生质粒介导青霉素酶，致使耐青霉素金黄色葡萄球菌大量增加。第二阶段是随着广谱青霉素的使用，在肠杆菌科及其它一些革兰阴性菌中，出现能够水解这类抗生素的质粒介导广谱酶，如：TEM-1、SHV-1等。β-内酰胺酶发展20世纪70年代，以呋辛为代表的第二代耐广谱酶头孢菌素开始在临床应用，产生染色体介导的头孢菌素酶，这是β－内酰胺酶发展的第三阶段。20世纪80年代以来，随着第三代头孢菌素和单环类抗生素的广泛使用，ESBLs大量出现，第四阶段。第五阶段：碳青霉烯酶β-内酰胺酶分类以其功能为基础的分类1968年，Sawai，可诱导的头孢菌素酶广谱β－内酰胺酶1973年，Richmond和Sykes，classI~V1976年，Sykes和Matthew，A、B两大类1981年，Mitsuhashi和Inoue，头孢菌素酶Csase青霉素酶Pcase头孢呋辛水解酶Cxaseβ-内酰胺酶分类1989年，Bush1995年，Bush-Jacoby-Medeiros修订补充，沿用至今。Bush,Jacoby&Medeiros-内酰胺酶分类表（1995）BJM1989年Buch分组Richmond-Sykes分类Mitsuhashi-Inoue型分子分类酶作用底物抑制作用代表酶CAEDTA11Ia,Ib,IdCSaseC头孢菌素类－－AmpC酶(从阴性菌中分离)；MIR-12a2a没包括PcaseVA青霉素类+－青霉素酶(从阳性菌中分离)2b2bIIIPcaseIA青霉素类，头孢菌素类+－TEM-1,TEM-2,SHV-12be2b’除IV中K1外，其它没包括CXaseA青霉素类，窄谱与超广谱头孢菌素类，单环类+－TEM-3至TEM-26，SHV-2至SHV-6，催产克雷伯菌K1酶2br没包括没包括没包括A青霉素类－TEM-30至TEM-36，TRC-12c2cII,VPcaseIVA青霉素类，羧苄西林+－PSE-1，PSE-3，PSE-42d2dVPcaseII,PCaseIIID青霉素类，邻氯西林－OXA-1至OXA-11，PSE-22e2eIcCXaseA头孢菌素类+－可诱导头孢菌素酶(从普通变形杆菌分离)2f没包括没包括没包括A青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类+－NMC-A(从阴沟肠杆菌分离)，Sme-1(从粘质沙雷菌分离)33没包括没包括B大多数-内酰胺类包括碳青霉烯类－+L1(从嗜麦芽窄食黄单胞菌分离)，CerA(从脆弱拟杆菌中分离)44没包括没包括未测定青霉素类－青霉素酶(从假单胞菌中分离)β-内酰胺酶分类以分子结构为基础的分类1980年，Ambler提出，A,B1981年，Jaurin和Grundstrom补充，C1988年，Huovinen再补充，Dβ-内酰胺酶热点近年来，与细菌耐药发展和新抗生素开发密切相关的β－内酰胺酶有4类：①ESBLs；②对酶抑制剂敏感性下降的β－内酰胺酶；③质粒介导AmpC酶；④水解碳青霉烯类的β－内酰胺酶。四类酶的初步区别CLAVCLOXEDTA广谱、超广谱酶＋＋――耐抑制剂广谱酶―――AmpC酶－＋＋―金属酶――＋＋AmpC属BJM分类中的1组，Ambler分子类别中的classC广泛播散于肠杆菌科细菌，非发酵菌中也有发现。比ESBLs的底物谱更广。除对第一、二、三代头孢菌素、单环类耐药外，对头霉素类和常用酶抑制剂也具有强的活性。对第四代头孢菌素和碳青霉烯类敏感，而且可被低浓度的邻氯西林抑制。改变靶位蛋白改变靶位蛋白与抗生素亲和力增加靶位蛋白数量产生敏感菌所没有的新蛋白青霉素结合蛋白（PBPs）Penicillin-BindingProteins,PBPs占细菌全部膜蛋白的1％多数存在内膜中不同细菌内膜所含PBPs数目不等肠杆菌属：6-8个肺炎链球菌、化脓性链球菌：5个金葡菌：5个淋球菌：3个流感杆菌：8个MRSAMethicillin-ResistantStaphylococcusaureus,MRSA多了一个PBP2a由mecA基因编码产生MRSA、ORSA检出率27.637.441.028.640.341.60.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.01998-19992000-20012002-2003MRSAORSAMRSE、ORSE检出率15.733.829.115.784.182.10.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.01998-19992000-20012002-2003MRSEORSE0102030405060708090100青霉素G苯唑西林甲氧西林氨苄西林阿莫西林阿莫西林/克拉维酸头孢唑林头孢克洛头孢呋辛头孢丙烯头孢曲松头孢他啶头孢噻肟头孢哌酮头孢哌酮/舒巴坦头孢妥仑头孢吡肟亚安培南美洛培南红霉素庆大霉素环丙沙星氧氟沙星司巴沙星左氧沙星莫西沙星加替沙星万古霉素去甲万古替考拉宁MSSAMRSA外膜屏障阴性菌：外膜；阳性菌：细胞壁外膜：糖肽＋脂多糖外膜屏障与外膜porin蛋白有关porin蛋白组成传送膜通道改变porin蛋白组成或数量来改变其通透性外膜屏障例：绿脓对氨苄西林固有耐药诱导出外膜屏障功能缺损变异株，对氨苄西林、羧苄西林的MIC值由256,64mg/L降到0.031mg/L。例：大肠杆菌K12porin蛋白：OmpF和OmpCOmpF为非特异通道，喹诺酮类、β-内酰胺类、四环素、氯霉素均可经其进入细胞内主动流出机制主动流出（外排）系统（activeeffluxsystem）流出泵（effluxpump）将扩散进细菌细胞内的抗菌药物泵出细胞外每一系统由3部分组成一是外膜蛋白，位于细胞外膜，使药物排到菌体外；二是内膜蛋白，位于细胞内膜，识别药物并将其主动运出；三是膜融合蛋白，连接内、外膜。主动流出机制底物非常广泛，且一种细菌中可存在多种不同的主动流出系统是细菌形成多重耐药的主要原因。主动流出机制研究方法传统：进行完整的细胞物质运动力学分析。以同位素或荧光标记转运底物。易受干扰。Rosen和Mcclee法：反翻膜泡（Invertedmembranevesicles）。用法国压力器（Frenchpress）破坏细胞，离心收集膜沉淀，制成膜泡。使完整细胞的内面转为膜泡外面，主动外排变为主动摄取。主动流出机制已报道的具有主动流出机制的致病菌：大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、空肠弯曲杆菌等。已报道的能被泵出菌体外引起耐药的抗菌药物：四环素类、氟喹诺酮类、大环内酯类、氯霉素、β-内酰胺类。常见耐药菌的治疗选择MRSA首选：万古霉素替代：替考拉宁、TMP/SMZ、链阳菌素（streptogramins）、利奈唑烷（linezolid）、达托霉素（Daptomycin）、Oritavancin(LY333328)、Dalbavancin联合：夫西地酸、磷霉素、利福平、新生霉素、氟喹诺酮VREVancomycin-resistantEnterococci固有耐药：－内酰胺类抗生素（特别是头孢菌素和耐酶青霉素）低浓度的氨基糖苷类抗生素克林霉素氟喹诺酮类抗菌药物甲氧苄氨嘧啶-磺胺甲基异恶唑VRE获得性耐药：高浓度的－内酰胺类抗生素高浓度的氨基糖苷类抗生素糖肽类四环素红霉素氟喹诺酮类抗菌药物利福平氯霉素夫西地酸呋喃妥英VRE肠球菌对β-内酰胺类抗生素的耐药机制：产生了与－内酰胺类亲和力低的PBP5肠球菌对氨基糖苷类抗生素的耐药机制：中度耐药（MIC在62~500mg/L之间），原因是通透性低；高度耐药（MIC2000mg/L），原因之一是产生氨基糖苷类灭活酶。VRE肠球菌对糖肽类抗生素的耐药机制：合成了一种新的肽聚糖前体D-丙氨酰-D-乳酸羧肽，替代了正常的D-丙氨酰-D-丙氨酸二肽，而新的羧肽对糖肽类亲和力大大下降（靶位改变）D-LacD-LacD-LacD-AlaD-AlaD-AlaUDP-MurNAc-tripeptideD-AlaD-AlaD-AlaUDP-MurNAc-tetrapeptideVMUDP-MurNAc-tripeptideDdlVanXVanAVMPyruvateD-AlaAddingenzymeUDP-MurNAc-tripeptideD-AlaVMAddingenzymeVanHVanYVanRVanSVRE针对VRE感染的经验治疗首先应参考当地的细菌耐药状况并结合实验室的菌种鉴定和药敏结果。粪肠球菌：青霉素G、氨苄西林、磷霉素、呋喃妥因高度耐药：对β-内酰胺类、新喹诺酮、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素、利福平以及呋喃妥英等进行药物敏感试验，以选择联合方案。链阳菌素、利奈唑烷、达托霉素、Oritavancin、晚霉素（SCH27899）、Tigilcycline(GAR-936)等。PRSPPenicillin-Resistant