文献阅读报告-细菌耐药机制

细胞壁：青霉素类、头孢类、糖肽类（万古霉素）、碳青霉烯类、磷霉素、环丝霉素等细胞膜：多粘菌素B、多粘菌素E、达托霉素、两性霉素B、制霉菌素、米康唑、酮康唑等核酸合成：喹诺酮类、甲硝唑、利福霉素类、灰黄霉素、呋喃类、新生霉素等蛋白质合成：５０Ｓ核糖体（大环内酯类、氯霉素、林可酰胺类、链阳菌素类）、３０Ｓ核糖体（氨基糖苷类、四环素）、夫西地酸等叶酸代谢：磺胺药、甲氧苄氨嘧啶-内酰胺类糖肽类甲氧苄氨嘧啶磺胺多粘菌素类达托霉素类喹诺酮类利福霉素类大环内酯类氯霉素林可酰胺类氨基糖苷类四环素固有耐药：由染色体基因决定，代代相传。如：肠道G-杆菌对青霉素；铜绿假单胞菌对多数抗菌药；氨基糖苷类对厌氧菌。链球菌对氨基糖苷类。获得耐药：抗生素压力下诱导，受多种调控因子调控的适应性反应。由质粒、噬菌体传递。成分G+含大量的肽聚糖、磷壁酸；脂肪含量为1%-4%。G-含大量脂多糖、极少肽聚糖，脂肪含量11%-22%。结构G+较厚，厚度为20—80nm，结构较简单；G-较薄，厚度为10nm，结构较复杂，分为外壁层（3层，最外脂多糖，中间磷脂层，内层脂蛋白）和内壁层（含少量肽聚糖）。1、灭活酶、钝化酶：占耐药原因的80%，能水解或修饰抗生素。如氨基糖苷酶化学修饰：O-磷酸转移酶（APH），O-核苷酸转移酶（ANT）和N-乙酰基转移酶（AAC）对关键位点的修饰阻断了抗生素与16SrRNA结合，是大部分临床分离菌株产生耐药性的原因。2、改变靶位蛋白：占耐药原因的12%，使抗生素脱靶。3、膜通透性：细胞壁，孔蛋白基因缺失或表达下降（铜绿假单胞菌）。4、外排泵：据氨基酸序列的同源性分5个主要超家族：ATP结合盒超家族（ABC）、多药及毒性化合物外排家族（MATE）、耐药节结化细胞分化家族（RND）、小多重耐药家族（SMR）、主要易化子超家族（MFS）。具外排机制的致病菌：铜绿假单胞菌、不动杆菌、链球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、空肠弯曲杆菌等。因外排引起耐药的抗菌药：四环素类、氟喹诺酮类、大环内酯类、氯霉素、β-内酰胺类。如四环素类、喹诺酮类能诱导细菌的主动外排，耐药率高。四环素特异性外排泵是MFS家族蛋白。Adiagrammaticcomparisonofallthefamiliesshowingtheirsourceofenergyandexamplesofdrugsandcompoundsthatserveasasubstrateareshown.NatRevMicrobiol.2006;4（8）：629–36.5、生物被膜：又称菌膜，指细菌吸附于惰性物体如生物医学材料或机体粘膜表面后，分泌多糖基质、脂蛋白等多糖蛋白复合物，使细菌相互粘连并将其自身克隆聚集缠绕其中形成的膜样物。6、SOS网络反应：细菌瞬时突变的重要调节因子。应力传感器RecA（红色椭圆）激活SOS调节器LexA（蓝色椭圆），诱导SOS效应子包括容易出错的DNA聚合酶（绿色圆圈），绕过容易出错的修复期间突变的DNA损伤。激活信号通路，启动网络防御。如：细菌内源性H2S、NO气体，激活氧化压力系统（ROS）产生游离●OH，诱发转录、翻译水平的下游效应。TargetsforCombatingtheEvolutionofAcquiredAntibioticResistance，Biochemistry，2015（54）：3573-82.陈代杰.细菌耐药性与抗生素增效剂开发,上海应用技术学院学报,2016.7、基因水平转移：转化（transformation）、噬菌体转导（transduction）、质粒接合（conjugation）等参与使耐药基因在不同种属的细菌间播散，导致耐药性以飞快的速度蔓延。TargetsforCombatingtheEvolutionofAcquiredAntibioticResistance，Biochemistry，2015（54）：3573-82.整合子是细菌质粒、染色体或转座子的一种遗传结构，可将重组耐药基因在细菌间不断播散，导致细菌产生多重耐药性。整合子依据整合酶不同分为6类，在临床上以I类常见。I类整合子由三部分组成，两端为高度保守序列（conservedsequence，CS），中间1个或多个外来插入基因盒组成可变区。I类整合子可变区中发现的耐药基因盒已超过80种，其编码产物可使细菌对几乎全部常用抗菌剂耐药。TargetsforCombatingtheEvolutionofAcquiredAntibioticResistance，Biochemistry，2015（54）：3573-82.心磷脂微结构域从隔膜转移抗生素（黑色箭头）。磷脂合成酶（心磷脂合酶、甘油磷酸二酯酶）的调节实现抗性表型。带正电荷的达托霉素/钙复合物与细胞膜的静电排斥。Mechanismsofantibioticresistanceinenterococci,ExpertRevAntiInfectTher,2014(12):1221-36.MurA突变并过表达，细胞壁合成在第一步终止。进入细胞后，被FosX水解，或被FosA、FosB修饰。被FomA、FomB磷酸化。Resistancetoantibioticstargetedtothebacterialcellwall,ProteinSci,2014(23):243-59.Mechanismofquinoloneactionandresistance,Biochemistry,2014(53):1565-74.（3a）在G-菌中孔蛋白的低表达降低了药物摄取。（3b）外排泵过表达降低了药物在细胞中的滞留。（1）回旋酶和拓扑异构酶IV的突变削弱药物作用。（2a）Qnr蛋白（黄色）降低拓扑异构酶-DNA结合，减少喹诺酮类药物对酶-DNA复合物免的影响。（2b）Aac-Cr氨基糖苷乙酰转移酶，乙酰化环丙沙星和诺氟沙星C7环上的游离氮，降低活性。（2c）诱导表达外排泵，降低了细胞中药物浓度。1、脂多糖脂质A合成：3个基因lpxA，lpxC，lpxD突变或缺失2、脂多糖脂质A修饰：带正电荷的氨基阿拉伯糖添加到脂质A上降低其电负性。pmrCAB介导的磷酸乙醇胺修饰导致脂多糖结构改变。3、质粒携带的耐药基因mcr-1：Mcr-1蛋白属于磷酸乙醇胺转移酶家族中的一员，mcr-1基因表达可将磷酸乙醇胺组装到脂质A上，多粘菌素敏感性明显下降。质粒mcr-1也介导多粘菌素耐药在菌株间的高效播散。4、荚膜多糖：细胞壁表面一层松散的粘液物质，成分因不同菌种而异，主要由葡萄糖与葡萄糖醛酸组成的聚合物，也含多肽与脂质。阻止多粘菌素与细菌表面结合，从而保护脂多糖不受其破坏。也激活其他保护措施，包括表面电荷改变等。5、外排泵系统：acrAB、kpnEF陈浩俊,多重耐药革兰阴性菌对多黏菌素的耐药机制,中国感染与化疗杂志,2017.ESBLs：临床PA可检测到32种ESBLs，可分为八个群：TEM，SHV，CTX-M，PER，VEB，GES，BEL以及OXA型。β-内酰胺酶抑制剂、碳青霉烯类是治疗首选。AmpC酶：广泛播散于肠杆菌科，非发酵菌中也有发现，比ESBLs的底物谱更广。PA中的AmpC酶具有被β-内酰胺类抗菌药物（特别是第3代头抱菌素）诱导合成的特性，导致AmpC酶大量表达。对第1、2、3代头孢菌素、头孢霉素类、β-内酰胺酶抑制剂耐药。对第4代头孢菌素、碳青霉烯类敏感，可被邻氯西林抑制。MBL：简称金属酶，PA中MBL具有稳定且高效的碳青霉烯类水解活性。对除了单环外几乎所有的β-内酰胺类、碳青霉烯类耐药。对氨基糖苷类、金属鳌合剂EDTA敏感。杨莹,铜绿假单胞菌耐药机制的研究进展,中国城乡企业卫生,2014.靶位改变：β-内酰胺类抗菌药物可特异性地与细菌细胞膜上的靶位结合，干扰细胞壁肽聚糖合成，最终导致细菌死亡。由于这些靶位能与青霉素结合，故称之为青霉素结合蛋白（penicillinbindingprotein，PBP）。PA能改变其PBP结构，从而降低了与β-内酰胺类抗菌药物的亲和力。外膜通透性：PA的外膜上没有大多数G-菌具有的高渗透性孔蛋白，对小分子物质的渗透速度仅为典型孔蛋白通道的1%。Opr具有特异性，如OprD2缺失或表达降低会使亚胺培南进入减少。外排泵：底物诱导外排泵基因过表达，甚至某些只在底物诱导下才能表达。PA耐药细胞膜上形成4种外排系统，MexAB-OprM，MexCD-OprJ，MexEF-OprN，MexXY-OprM。其中，MexAB-OprM最具临床意义，造成PA对多种抗菌药物天然耐药。抗菌药物广泛使用，外排泵底物及类型将越来越广泛。杨莹,铜绿假单胞菌耐药机制的研究进展,中国城乡企业卫生,2014.生物膜（Bacterialbiofilm，BBF）：PA的BF生成胞外粘液多糖，是重要致病因子，与慢性呼吸道感染密切相关。BF中藻酸盐使细菌牢固粘附于上皮细胞表面形成菌膜，抵抗宿主免疫系统的攻击及抗菌药物作用。杨莹,铜绿假单胞菌耐药机制的研究进展,中国城乡企业卫生,2014.细菌生物被膜相关感染防治抑制BBF形成：大环内酯类（红霉素、阿奇霉素、克拉霉素等）可抑制多糖蛋白复合物合成酶，破坏BBF结构，促进其他药物渗透对形成稳态的BBF:用能通过膜的杀菌剂来治疗。BBF形成初期（72小时）：使用大剂量、渗透性强的敏感抗生素治疗，如氟喹诺酮类。控制生物医学材料相关感染：如呼吸机导管，应加强护理、尽早撤机、注意引流、防止口腔及胃腔内定植菌进入呼吸道。联合用药：氟喹诺酮类、克林霉素类、利福霉素类。？？？2012年《甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌肺炎诊治与预防专家共识》2014年《中国产超广谱β-内酰胺酶肠杆菌科细菌感染应对策略专家共识》2017年《广泛耐药革兰阴性菌感染的实验诊断、抗菌治疗及医院感染控制：中国专家共识》2015年《多重耐药菌医院感染预防与控制中国专家共识》