细菌耐药机制

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,98-99,28.8%,71.2%,00-01,33.5%,66.5%,02-03,38.2%,61.8%,G,菌株分布,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,抗菌药物分类,-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-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,-内酰胺类,-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,-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。,-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,-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,广谱内酰胺酶,1973年，Richmond和Sykes， class IV,1976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Cxase,-内酰胺酶分类,1989年， Bush,1995年， Bush-Jacoby-Medeiros,修订补充，沿用至今。,Bush, Jacoby & Medeiros,-内酰胺酶分类表（1995）,BJM,1989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,CA,EDTA,1,1,Ia, Ib, Id,CSase,C,头孢菌素类,Amp C酶(从阴性菌中分离)；MIR-1,2a,2a,没包括,Pcase V,A,青霉素类,+,青霉素酶 (从阳性菌中分离),2b,2b,III,Pcase I,A,青霉素类，头孢菌素类,+,TEM-1, TEM-2, SHV-1,2be,2b,除IV中K1外，其它没包括,CXase,A,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-1,2c,2c,II, V,Pcase IV,A,青霉素类，羧苄西林,+,PSE-1，PSE-3，PSE-4,2d,2d,V,Pcase II, PCaseIII,D,青霉素类，邻氯西林,OXA-1至OXA-11，PSE-2,2e,2e,Ic,CXase,A,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),3,3,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)，,Cer A(从脆弱拟杆菌中分离),4,4,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),-内酰胺酶分类,以分子结构为基础的分类,1980年，Ambler提出， A, B,1981年，Jaurin和Grundstrom补充，C,1988年，Huovinen再补充， D,-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内酰胺酶有4类：,ESBLs；,对酶抑制剂敏感性下降的内酰胺酶；,质粒介导AmpC酶；,水解碳青霉烯类的内酰胺酶。,四类酶的初步区别,CLAV CLOX EDTA,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class C,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-Binding Proteins, 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,MRSA,Methicillin-Resistant,Staphylococcus aureus, MRSA,多了一个PBP2a,由mecA基因编码产生,MRSA、ORSA,检出率,MRSE、ORSE,检出率,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K12,porin蛋白：Omp F 和 Omp C,Omp F 为非特异通道，喹诺酮类、-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,（active efflux system）,流出泵（efflux pump）,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（Inverted membrane vesicles）。用法国压力器（French press）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、 -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,VRE,Vancomycin-resistant,Enterococci,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,-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62500mg/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-Lac,D-Lac,D-Lac,D-Ala,D-Ala,D-Ala,UDP-MurNAc-tripeptide,D-Ala,D-Ala,D-Ala,UDP-MurNAc-tetrapeptide,VM,UDP-MurNAc-tripeptide,Ddl,VanX,VanA,VM,Pyruvate,D-Ala,Adding enzyme,UDP-MurNAc-tripeptide,D-Ala,VM,Adding enzyme,VanH,VanY,VanR,VanS,VRE,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-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。,PRSP,Penicillin-Resistant,Streptococcus pneumonia,MIC0.1, 1.0mg/L,头孢曲松或头孢噻肟,大剂量青霉素（1000万单位/日）或氨苄西林,2.0,万古霉素利福平,有活性的喹诺酮类如：左氧、莫西,碳青霉烯类,青霉素敏感与耐药肺炎链球菌比较,铜绿假单胞菌,耐药机制,主动外排系统：MexA-MexB-OprM,Mex-C-MexD-OprJ,MexE-MexF-OprN,外膜通透性降低：OprD,-内酰胺酶：AmpC酶、金属酶,PBP亲和力改变,铜绿假单胞菌,选择用药,碳青霉烯类,喹诺酮类（环丙沙星，检测敏感性）,抗假单胞菌氨基糖苷类抗生素,图3 黄杆菌属、不动杆菌属、铜绿假单胞菌和嗜麦芽窄食单胞菌对内酰胺类抗生素耐药率比较,ESBLs,避免用：,青霉素、头孢菌素和氨曲南,可以用：,碳青酶烯类抗生素,-内酰胺/酶抑制剂,头霉素类抗生素,氨基糖苷类抗生素,AmpC,避免用：,青霉素、13代头孢菌素和氨曲南、头霉素类、 -内酰胺/酶抑制剂,可以用：,碳青酶烯类抗生素,第4代头孢菌素,碳青霉烯类酶,避免用：,青霉素、头孢菌素和所有的-内酰胺类,碳青酶烯类抗生素、-内酰胺/酶抑制剂,可以用：,AP-氨基糖苷类抗生素,AP-FQ（CIP）,The End,