耐药性和耐受性

耐药性与联合用药耐药性和耐受性•药物的耐受性是指某些药物连续多次服用后，机体对其反应降低或消失，需要加大剂量才有可能达到原来较小剂量时即可获得的药理作用；停药一段时间后，这种耐受性即可消失，机体恢复到原有的水平。•耐药性（drugresistance）又称抗药性，是指病原体及肿瘤细胞等对化学治疗药物敏感性降低。当药物不能杀死或抑制病原时，抗药性等于药物剂量失败或药物耐受。耐受性•耐受性常见于快速耐受性和交叉耐受性。•常见的易产生耐受性的药物（受体和配体）用于治疗心脑血管疾病的：治疗高血压的药物，硝酸甘油、神经系统药物：镇静催眠药：抗精神病药：抗焦虑药解热镇痛药：去痛片、如吗啡、鸦片、杜冷丁、可待因、美散酮、镇痛新等其他易成瘾的药物：凡是含有咖啡因的药丸或饮料，久服也成瘾;有些止咳糖浆含有可待因、阿片酊，麻黄碱，久服也成瘾;女性激素用于替代疗法，久服也成瘾，主要表现为心理上的依赖耐药性•化学治疗药物（病原体和肿瘤等“异物”）自然界中的病原体，如细菌的某一株也可存在天然耐药性。当长期应用抗生素时，占多数的敏感菌株不断被杀灭，耐药菌株就大量繁殖，代替敏感菌株，而使细菌对该种药物的耐药率不断升高。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(MRS)。耐药产生的机制一、药物透过性－跨膜蛋白•细胞内药物浓度降低–膜孔蛋白(OprD):细胞外膜上的某些特殊蛋白是一种非特异性的、跨越细胞膜的水溶性物质扩散通道。一些具有高渗透性外膜且对抗菌药物敏感的细菌可以通过降低外膜的渗透性而发展成为耐药菌，即原有的孔蛋白通道由于细菌发生突变而使该孔蛋白通道关闭或消失，则细菌就会对该抗菌药物产生很高的耐药性。亚胺培南是一种非典型的β-内酰胺类抗菌药物，主要是通过一个特殊的孔蛋白通道OprD2的扩散进入细菌的，一旦这一孔蛋白通道消失，则产生耐药性。是指细菌粘附于固体或有机腔道表面，形成微菌落，并分泌细胞外多糖蛋白复合物将自身包裹其中而形成的膜状物。其生化组成为藻酸盐多糖和蛋白复合物。菌膜可阻止巨噬细胞、抗体、药物作用于菌体药物透过性－生物被膜（Biofilm）细菌形成生物被膜后，往往对抗菌药物产生高度耐药性，原因有细菌生物被膜可减少抗菌药物渗透吸附抗菌药物钝化酶，促进抗菌药物水解细菌生物被膜下细菌代谢低下，对抗菌药物不敏感生物被膜的存在阻止了机体对细菌的免疫力，产生免疫逃逸现象，减弱机体免疫力与抗菌药物的协同杀菌作用一、药物透过性－细胞膜细胞膜调节表面电位：电荷排斥电位驱动力不足缺少药物传导辅助因子杀菌作用细菌产生一种或多种水解酶或钝化酶来水解或修饰进入细胞内的抗菌药物，使之到达靶位之前失去活性细菌产生的灭活酶主要有：β-内酰胺酶氨基糖苷类钝化酶氯霉素乙酰转移酶MLS钝化酶二、产生灭活酶氨基糖苷类钝化酶分为：磷酸转移酶（APH）乙酰转移酶（AAC）核苷转移酶（ANT）氨基糖苷类钝化酶作用机制：三者分别使抗生素的羟基磷酸化、氨基乙酰化和羟基核苷化，使之不能再与细菌核糖体结合。氨基糖苷类耐药三、靶位改变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主要抗菌药物作用靶位•-内酰胺类青霉素结合蛋白（PBP）•氨基糖苷类核糖体30S亚基•大环内酯类核糖体50S亚基•氟喹诺酮类DNA旋转酶（拓扑异构酶Ⅱ）、拓扑异构酶Ⅳ•糖肽类D-丙氨酰D-丙氨酸•四环素类核糖体50S亚基PBP2a的作用PBP2a与β-内酰胺抗生素亲和力低，替代正常PBP功能87Kda——PBP1——80——PBP2——78——PBP2a75——PBP3’——70——PBP3——41——PBP4——氟喹喏酮的耐药机理拓扑异构酶IV(parC,parE)拓扑异构酶II(gyrA,gyrB)左氧氟沙星氟喹喏酮糖肽类抗生素包括万古霉素、替考拉宁等，是高分子量的疏水性化合物。主要耐药机制：VRE的细胞壁肽糖前体末端的D-丙氨酰-D-丙氨酸发生了改变，万古霉素不能与之相结合，因此不能抑制VRE的细胞壁合成。耐万古霉素的肠球菌（VRE）大环内酯类的耐药机制•核糖体靶位点的改变:50SrRNA甲基化•主动外排泵:mef编码美国、•修饰酶16SrRNA甲基化酶•氨基糖苷类抗生素作用位点：细菌16SrRNA•以往认为最重要的氨基糖苷类抗生素耐药机制：修饰酶，作用位点在药物，引起一种或几种药物耐药•2002最新发现一类新的氨基糖苷类抗生素耐药机制：16SrRNA甲基化酶，引起药物作用位点的甲基化，导致细菌对所有氨基糖苷类抗生素高水平耐药，目前发现4种：armA、rmtA、rmtB、rmtC•多重耐药鲍曼不动杆菌在我国各省市广泛流行，该菌对氨基糖苷类抗生素耐药率和耐药水平高•16SrRNA甲基化酶是否在介导该菌对氨基糖苷类抗生素耐药中发挥作用需要系统研究四、主动外运有些抗菌药物（常见的如四环素类及喹诺酮类）能诱导细菌的主动外运，抗菌药物难以在细菌内积累到有效浓度，造成对抗菌药物耐药程度的普遍提高。外排泵的结构外排系统由3个部分组成：位于内膜的肿瘤耐药分化家族(resistant—nodulation—divisionfamily，RND)的质膜转运体内外膜之间的膜周连接蛋白或膜融合蛋白(MFP)位于外膜的孔道形成蛋白(0EP)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。其他耐药机制•缺乏自溶酶•替代途径•酶的过量产生等•靶位保护机制作用机制保护DNA旋转酶Qnr通过与旋转酶特异地结合从而影响酶的内在活性,降低了酶与DNA的结合,导致喹诺酮类药物的作用靶位数量减少Qnr与旋转酶的结合,改变了药物结合区域的构象,从而降低了药物识别靶位的效率保护拓扑异构酶Ⅳ细菌对拓扑异构酶Ⅳ的保护作用与DNA旋转酶类似Hegde,S.S.etal.Science308:1480,2005QnrDNA旋转酶主要抗菌药物的作用机制和细菌耐药机制抗菌药物主要靶位作用机制主要耐药机制-内酰胺类细胞壁PBPs抑制细胞壁交叉连接1灭活药物（-内酰胺酶）2靶位敏感性下降（改变青霉素结合蛋白）3通透性下降（改变革兰阴性菌外膜孔蛋白）4主动泵出万古霉素细胞壁干扰新细胞壁亚单位的加入(胞壁酰五肽)改变靶位（取代肽聚糖亚单位末端的氨基酸）大环内酯类蛋白合成结合到50S核糖体亚单位1改变靶位（核糖体甲基化）2主动泵出林可霉素类蛋白合成结合到50S核糖体亚单位改变靶位（核糖体甲基化）主要抗菌药物的作用机制和细菌耐药机制氯霉素蛋白合成结合到50S核糖体亚单位1灭活药物（氯霉素乙酰转移酶）2主动泵出四环素蛋白合成结合到30S核糖体亚单位1减少细胞内药物的积累（主动泵出）2靶位敏感性下降氨基糖苷类蛋白合成结合到30S核糖体亚单位1灭活药物（氨基糖苷类修饰酶）2降低革兰阴性菌外膜通透性3主动泵出磺胺类和甲氧苄氨嘧啶细胞代谢竞争性抑制与叶酸生物合成有关的两步酶产生不敏感的靶位[二氢喋啶合成酶（磺胺类）和二氢叶酸还原酶（甲氧苄氨嘧啶）]利福平核酸合成抑制依赖DNA的RNA多聚酶靶位不敏感（多聚酶基因变异）喹诺酮类DNA合成抑制DNA螺旋酶（A亚单位）和拓扑异构酶IV1靶位不敏感（酶基因变异）2减少细胞内药物的积累（主动泵出）肿瘤耐药性的机制耐药性的产生机制（一）DNA修复能力的增强与耐药的关系DNA是传统的化疗药品烷化剂和铂类化合物的作用靶点，这些药物的细胞毒性与DNA损伤有关。DNA损伤的一个修复机制是切除修复，切除修复需核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的参与。当DNA损伤修复时，这些酶的合成增加。。另外，把人的切除修复基因ERcc-1导入切除修复缺陷的CHO细胞，可以使这种细胞恢复切除修复的能力，并可增加其对顺铂的耐药程度。（二）P-糖蛋白与多药耐药•目前研究最多的是多药耐药，与多药耐药有关的分子是P-糖蛋白。•P糖蛋白是一种能量依赖性药物排出泵，也就是说它可以与一些抗肿瘤药物结合，也有ATP结合位点。•耐药细胞中mdr基因扩增，P糖蛋白表达增多，表达程度与耐药程度成正比。自发性恢复药物敏感性的细胞不再表达这种糖蛋白。（三）谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）与肿瘤耐药性谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）是一种广泛分布的二聚酶，它可以单独或与谷胱甘肽一起参与许多环境毒素的代谢、解毒。GSTs可代谢抗癌药物。如L-苯丙氨酸氮芥可被哺乳类细胞液和微粒体中的GSTs转变为单和双谷胱甘肽合成物；Mmitozantrone在微粒体中的GSTs作用下可被GSH结合。这些抗癌药物经GSTs代谢后对癌细胞的杀伤作用减弱，也就是说癌细胞对化疗药物的耐受力增加。癌细胞株的GSTs活性要比药物敏感细胞株高45倍当长期使用抗癌化疗药物时，癌细胞中的GSTs水平就会提高，这种诱导作用有利于癌细胞“解毒”化疗药物，最终导致耐药性的产生，这也是癌细胞适应环境的一种表现。（四）可能与肿瘤耐药有关的其它因素拓扑异构酶Ⅱ拓扑异构酶是DNA复制时必需的酶，它在染色体解旋时催化DNA断裂和重新连接，拓扑异构酶是许多DNA插入和非插入药物作用的靶点，拓扑异构酶Ⅱ在数量和功能上的改变可能是产生细胞耐药的机制。已经发现在几种缺乏P-糖蛋白表达的耐药细胞中，拓扑异构酶Ⅱ活性降低。另外，在P-糖蛋白大量表达、对阿霉素耐药的L1210细胞中，拓扑异构酶Ⅱ介导的DNA断裂减少。蛋白激酶C（PKC）多药耐药细胞内PKC含量及活性均高于相应的敏感细胞。在体外，敏感细胞经PKC激活剂诱导或转染编码PKC的cDNA后可变为相应的MDR细胞，提示PKC在MDR的发生、发展中起重要作用。其作用机制可能与PKC调节mdrl基因表达和P170磷酸化有关。MDR的产生机制（1）多药耐药相关蛋白（MRP）MRP也是一种跨膜糖蛋白，已知MRP1增高是引起MDR的主要原因之一，在原核生物和真核生物一系列的分子跨膜转运中起重要作用。它也是一种ATP依赖泵，能将带负电荷的药物分子逆浓度泵出到细胞外，减少细胞内药物浓度，导致肿瘤耐药的发生。除之前四种耐药性产生机制外，还有以下几种机制。还可通过改变细胞浆及细胞器的pH值，使药物到达作用部位的靶位点时浓度减少，产生肿瘤耐药，并直接参与肿瘤的转移。MRP的表达与细胞周期中S期的变化相关。国外研究人员认为，在获得性MDR产生机制中，MRP的过度表达发生较早，而P－gP表达在后。Filipits等检测了30例大肠癌石蜡组织切片中的MRP表达，证明MRP强阳性表达与肿瘤分期、分化程度及预后无关。（2）肺耐药蛋白（LRP）LRP引起MDR的机制为：LRP阻止以胞核为效应点的药物转运到胞浆中；将进入胞浆的药物转运到运输囊泡中，隔绝药物作用，并以胞吐的方式排出体外，从而产生耐药。LRP并非只存在于肺部肿瘤中，它广泛分布于正常组织，具有组织特异性，在直肠癌、白血病、卵巢癌等组织中均有较高的表达，尤其在具有分泌和排泄功能的上皮组织中表达较高。已有的研究表明，LRP在直肠癌组织中的表达与预后无显著相关。联合用药•灭活酶抑制剂•外排泵抑制剂•替代途径酶抑制剂•同一把酶多药物抑制•序贯抑制鸡尾酒疗法