微生物耐药机制

《微生物耐药机制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物耐药机制（130页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、临床微生物学概论(二)细菌的耐药机制及其临床意义胡付品 复旦大学附属华山医院抗生素研究所n抗菌药物对细菌的作用机制n细菌对抗菌药物的耐药机制n细菌耐药性的遗传学基础n主要细菌的耐药性变迁及其防治本课内容（一）抗菌药物的作用机制n阻碍细菌细胞壁合成：导致细菌在低渗透压环境下膨胀破裂死亡，使细菌不能生长繁殖。l内酰胺类、糖肽类n与细菌细胞膜相互作用：增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道，破坏其屏障作用，让细菌内部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。l多黏菌素n与细菌核糖体或其反应底物（如tRNA、mRNA）相互所用：抑制蛋白质的合成，使细菌无法合成存活所必需的结构蛋白和酶。l大环内酯类、

2、氨基糖苷类n阻碍细菌DNA的复制和转录：阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻，阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译合成蛋白的过程受阻。l喹诺酮类n抑制细菌叶酸代谢等。l磺胺类DNA引导的RNA多聚酶链霉素 庆大霉素、妥布霉素（氨基糖苷类） 阿米卡星 蛋白合成（tRNA） 莫匹罗星DNARNA50 3050 3050 30核糖体THFADHFAPABADNA旋转酶（解旋、螺旋）喹诺酮类利福平蛋白合成 （50S抑制剂）红霉素 氯霉素 克林霉素 蛋白合成 （30S抑制剂）细胞膜多粘菌素氯霉素 乙酰转移酶细胞壁合成环丝氨酸万古霉素、替考拉宁杆菌肽青霉素类头孢菌素类拉氧头孢碳青霉烯类叶酸

3、代谢 甲氧苄啶磺胺类药周质空间-内酰胺酶氨基糖苷类钝化酶四环素 大观霉素细菌模式图-抗菌药物作用机制（二）细菌主要的耐药机制n灭活酶与钝化酶的产生n抗生素渗透屏障作用n靶位结构改变n细菌代谢状态或营养缺 陷n细菌菌膜形成X外排灭活渗透障碍靶位改变细菌耐药的主要机制灭活酶产生抗生素靶位点改变孔蛋白改变，细胞壁/膜通透性改变喹诺酮类药物耐药基因-内酰胺类药物耐药基因多 种 抗 菌 药 物 耐 药主动外排抗菌药物D2孔蛋白缺失 MexA-MexB-OprM碳青霉烯酶Abs失活胞 内周 间 隙铜绿假单胞菌对碳青霉烯类的耐药机制抗生素渗透屏障作用与外排泵靶位结构改变药物细菌靶位万古霉素敏感肠球菌万古霉素

4、耐药肠球菌细菌利用酶系统，把对氨基苯甲酸合成叶酸，维持自身生长需要。磺胺类药物与氨基苯甲酸化学结构相似，当磺胺类药物浓度较高时，可深入细菌体内竞争二氢叶酸合成酶，生成异常的核酸拟似物，使细菌不能生成菌体所必需核酸而死亡。对磺胺类药物产生耐药性的细菌，可通过调整代谢环节，产生大量的对氨基苯甲酸(20-100倍)，抵消磺胺药对酶的竞争，从而使药物失去抑菌作用。细菌代谢状态改变 营养缺陷等竞争力极强内酰胺环Penicillinase灭活酶与钝化酶的产生细菌菌膜形成耐药机制1.灭活酶和钝化酶的产生n-内酰胺酶n氨基糖苷类钝化酶n氯霉素酰基转移酶nMLS类抗生素钝化酶（Macrolide-Licosam

5、ide Streptogramin）-内酰胺酶的分类ESBL-内酰胺酶(质粒)(染色体)(质粒)(染色体或质粒)Amp CMLOXA丝氨酸酶金属酶A类酶C类酶D类酶B类酶Extended-spectrum -lactamasemetallo -lactamasen底物谱l青霉素酶：青霉素类l头孢菌素酶u广谱酶：包括上述抗菌药，第一和第二头孢菌素u超广谱酶：包括上述抗菌药、第三和第四代头孢菌素uAmpC酶：包括上述抗菌药、头霉素类l碳青霉烯酶：包括上述抗菌药、碳青霉烯类u丝氨酸碳青霉烯酶u金属碳青霉烯酶n遗传学基础l质粒酶、染色体酶n可诱导性l体质酶（固有的）、诱导酶重要-内酰胺酶及其底物谱ES

6、BLs的分类 目前已超过200种Data from Lahey Clinic http:/www.lahey.org/Studies/我国已报道的TEM 型和SHV型ESBLsSHV酶城市TEM酶城市SHV-2浙江TEM-1 河南 SHV -5浙江、四川TEM-10安徽 SHV-10四川、TEM-19四川 SHV-12安徽、北京、广州、河南、 上海、武汉、浙江、TEM-28四川 TEM-29四川 SHV-18上海TEM-105浙江 SHV-28深圳、浙江TEM-116广州 SHV-56安徽、北京、广州、湖南、 昆明、上海、四川、浙江TEM-128浙江 TEM-144福州 SHV-59安徽、广州

7、、湖南、昆明、深圳 SHV-71广州 SHV-89广州CTX-M型ESBL全球流行图质粒介导的头孢菌素酶ACT-1,DHA-1,CMY(北京)DHA-1,CIT,ACT-1(上海)DHA-1(浙江)DHA-1,ACT-1 (广州)我国已报道的KPC型碳青酶烯酶发现酶型菌种质粒株数地区作者发表的杂志和年份2006. 9KPC-2肺炎克雷伯菌60kb1浙江张幸国中华检验医学杂志2007. 7KPC-2弗劳地柠檬酸60kb1浙江张 嵘中华检验医学杂志2007. 8KPC-2粘质沙雷菌60kb1浙江张 嵘中华微生物和免疫学杂志2008. 1KPC-2粘质沙雷菌/6山东常 霞医学检验与临床2008. 4

8、KPC-2肺炎克雷伯菌/5上海沈继录中华检验医学杂志KPC-2弗劳地柠檬酸/11KPC-2粘质沙雷菌/12008. 5KPC-2肺炎克雷伯菌56kb12江苏蒯守刚临床检验医学2008. 9KPC-2肺炎克雷伯菌60kb10浙江冯雅君浙江医学2010年KPC-2肠杆菌科细菌/30北京杨启文AAC2011年KPC-2肺炎克雷伯菌/109上海陈淑丹AAC2011年KPC-3大肠埃希菌/3上海蒋晓飞EJCMID已经发现的KPC型碳青霉烯酶（20种） Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)KPC型年份国家细菌KPC型年份国家细菌KPC-11996美国肺炎克雷伯

9、菌KPC-3 2003美国阴沟肠杆菌KPC-21998美国肺炎克雷伯菌KPC-42004苏格兰肠杆菌属KPC-21998美国肠炎沙门菌KPC-52008波多黎各肺炎克雷伯菌2004中国肺炎克雷伯菌KPC-62008波多黎各肺炎克雷伯菌2005法国肺炎克雷伯菌KPC-72008美国肺炎克雷伯菌2005哥伦比亚肺炎克雷伯菌KPC-82008波多黎各肺炎克雷伯菌2005以色列大肠埃希菌KPC-92009以色列大肠埃希菌2006哥伦比亚铜绿假单胞菌KPC-102010波多黎各鲍曼不动杆菌2006哥伦比亚弗劳地柠檬酸杆菌KPC-112010美国肺炎克雷伯菌VIM-2VIM-3VIM-6VIM-7VIM-

10、1VIM-4VIM-5VIM-9VIM-10VIM-8P. aeruginosa USAP. aeruginosa Acinetobacter spp. Enterobacteriaceae EUROPE FAR EAST SOUTH AMERICAP. aeruginosa TAIWANP. aeruginosa Enterobacteriaceae GREECE, ITALY SWEDEN, POLANDEnterobacteriaceae P. aeruginosa TURKEYP. putida SINGAPOREP. aeruginosa SOUTH AMERICAP. aerugi

11、nosa UKP. aeruginosa ITALYVIM-11aAcquired Metallo-Lactamases: VIM-Type EnzymesVIM-11bP. aeruginosa ArgentinaVIM-13VIM-12Enterobacteriaceae GreeceP. aeruginosa Spain目前为止发现41种VIM型金属酶OXA型碳青霉烯酶Paterson 2008; Higgins 2009 and 2013; Kim 2010苏格兰 (1985)西班牙(1997)法国 (2003)阿根廷 (1994)63%88%OXA-143 巴西 (2004)OXA-

12、 182 韩国 (2007)89%93%OXA- 235 美国, 墨西哥 (2005)56%55%目前为止发现418种OXA型碳青霉烯酶氨基糖苷钝化酶n氨基糖苷钝化酶可对氨基糖苷分子的活性基团进行修饰而使之失去 抗菌活性n不同的氨基糖苷钝化酶可钝化同一种氨基糖苷类；而同一种氨基糖 苷钝化酶又可钝化不同的氨基糖苷类氨基糖苷类钝化酶n乙酰转移酶(Aminoglycoside acetyltransferases, AAC ) lAAC（2） AAC（6） AAC（3）n核苷转移酶(Aminoglycoside nucleotidyltransferases, ANT 或ADD lANT（4） AN

13、T（3） ANT（2） lANT（6）n磷酸转移酶(Aminoglycoside photransferases, AHP ) lAPH（3 ） APH（3”） APH（5”）革兰阳性菌 （双重功能酶） uAAC（6）+APH（2）耐药机制抗生素渗透障碍：细胞壁障碍或细胞膜通透性的改变，抗生素无法进入细胞内达到作用靶位而发挥作用。n细胞壁：类脂双层，脂多糖（LPS），阻碍疏水性抗菌药物进入菌体。n细胞外膜孔蛋白(Outer membrane porin channels)：OmpF，OmpA，OmpC孔蛋白丢失或减少，阻碍亲水性抗菌药物进入菌体。n细胞内膜多药外排泵(Active efflux

14、)：产生新的能量依赖性转运系统。MexA-MexB-OprM。碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌的外膜孔蛋白泳道1和6为敏感菌株耐药机制靶位结构改变(Alteration of target)n靶位酶：二氢叶酸合成酶n靶位生理功能：细菌形态和活力n靶位结构：氟喹酮类 DNA旋转酶举例： MRSA:含mecA基因，编码PBP2aPBP：Penicillin Binding ProteinAltered PBP;Abnormal binding of antibioticAlteration of PBP Target耐药机制4.其他n细菌代谢状态的改变：对氨基苯甲酸产量（PABA）n营养缺陷、L型细菌（

15、无细胞壁）、芽胞n细菌菌膜的形成l抗菌药物不能透过整个菌膜l菌膜对抗菌药物的敏感性降低l菌膜内的细菌具有独特的生物学特征细菌的特殊状态n芽胞（Spore）l某些细菌在一定环境条件下，在菌体内形成一个圆形或卵圆形 小体。l是细菌的休眠方式。l多数芽胞形成是在营养缺乏时l抵抗力强，对热、干燥、消毒剂等有强大的抵抗力。l一般方法不易将其杀死，可耐100沸水煮沸数小时。l最可靠的方法是高压蒸汽灭菌。以芽胞是否被杀死作为判断灭 菌效果的指标。 u如炭疽芽胞杆菌u破伤风梭菌 （三）细菌耐药性的遗传学基础n染色体介导耐药n质粒介导的耐药耐药菌的出现及流行选择性压力n抗菌药物均具有选择耐药细菌的能力，其广泛使

16、用可导致 选择性压力增加。耐药菌株的出现新的耐药细菌突变XX敏感细菌耐药细菌耐药基因转移1.染色体介导的耐药性n耐药基因位于染色体，随细菌分裂传至后代n发生频率低：10-510-9n通常只对1、2种类似药物耐药n产生或消失和药物存在无关n耐药菌生长分裂变慢，竞争力变弱n居次要地位2.质粒介导的耐药性n染色体外的DNAn耐药质粒：接合型和非接合型质粒n转移方式： l接合型： 接合转移l非接合型：转化，转导等方式 n发生频率：10-210-8n临床意义：可造成耐药菌的爆发流行。n居主要地位接合（Conjugation）n方式：通过耐药菌性菌毛和敏感菌菌体直接沟通，由耐药菌将耐药质粒边复制边转移给敏感菌。n细菌：革兰阴性菌，特别是肠道细菌。n种间，属间，牲畜与人。接合（Conjugation）F+ ConjugationHfr ConjugationR- Plasmid Conjugation耐药基因的传播a.质粒的转移接合