细菌耐药机制课件

,*,Click to edit Master title style,动物源细菌耐药机制,1,一、概述,细菌耐药性是全球关注的热点和难点问题，且呈逐年上升、多样化趋势。,主要以多重耐药（,multidrug resistance,，,MDR),为特点，可在致病菌、非致病菌种内、种间相互传播。,2,新型抗菌药尤其是针对耐药靶点的新药研制缓慢。,耐药本质：,是细菌在抗菌药物压力下、受多种调控因子调控、多重耐药机制并存的适应性反应。,3,1,、研究涉及的细菌和药物,细菌：,大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌、奇异变形杆菌、里默氏杆菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、葡萄球菌、链球菌、肠球菌、魏氏梭菌、空肠弯曲菌等。,菌,菌株样品,来源：,临床分离菌、健康动物分离菌、动物粪便、饲养场工作人员、饲养场周围土壤等。,4,研究的药物覆盖了,80%,以上的,药物品种,：,氟喹诺酮类、磺胺药、氨基糖苷类、大环内酯类、,-,内酰胺类、四环素类、氟苯尼考、喹乙醇、消毒剂等。,注：从人体内分离到的,超级耐药菌,在动物源细菌中尚未检测出。,5,附：,NDM-1,超级细菌,NDM1-New Dehli metallo beta-lactamase,对三种以上不同类别的抗菌药物耐药叫,多重耐药菌（,MDR,）,MDR-,resistance to,3 classes of antimicrobial agents,Extensive Drus Restant,-XDR,XDR-resistance to all but 1 or 2,Pan,Drus Restant,-PDR,PDR-resistance to all antibiotics as first-line emperical therapy,Extreme Drus Restant-,XDR,XDR-resistance to all antibiotics as first-line plus second-line drugs,6,超级细菌,(,Superplugs,),指,超级耐药菌,Extreme Drus Restant-,-XDR,Pan,Drus Restant,-PDR,Extensive Drus Restant,-XDR,Multi drug resistant,-MDR,SuperplugsPDRXDR,7,对几乎所有有效的药物均耐药叫泛耐药菌即,超级耐药菌,细菌包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、,E.cloacae,C.freundii,Morganella morganni,不动杆菌等,只有,粘菌素,和,替加环素,有效,8,英国,13,名新生儿感染，,1,名死亡，但感染不是死亡的唯一原因。,全球包括英、法、美、加、比利时、澳、荷、日本、香港、台湾、中国大陆都有感染。,科学家正在研究,青蛙皮肤,分泌物寻找新药,9,二、细菌耐药机制,1,、,-,内酰胺类,作用靶点,是青霉素结合蛋白（,penicillin binding proteins,PBPs,）。,-,内酰胺类通过抑制,PBPs,而干扰细菌细胞壁的合成，使细菌变为,球形体、丝状体,以及分裂障碍，从而杀菌。一种细菌常含,4-8,种,PBPs,。,PBPs,改变,是阳性菌耐药的主要机制。,如金黄色葡萄球菌含有,5,种,PBPs,。,10,PBP1,是合成细菌细胞壁肽聚糖的；,PBP2,是细菌处于非生长状态的转肽酶；,PBP3,为与细菌分裂有关的转肽酶；,PBP4,在粘肽二级交联过程中具有转肽酶和羧肽酶的双重活性。,目前与金葡菌,PBPs,密切相关的耐药菌是甲氧西林金黄色葡萄球菌（,MRSA,）。其耐药机制为产生,PBP2a,和,PBP2,，编码,PBP2a,基因为,mecA,。,对,MRSA,最有效的药物是,万古霉素,。,11,阴性菌耐药主要机制,产生,-,内酰胺酶：,主要有：,-,内酰胺酶、广谱,-,内酰胺酶（,ESBLs,）、超广谱,-,内酰胺酶、头孢菌素酶（,Ampc,酶）、金属,-,内酰胺酶等。,ESBLs,的基因型：,TEM,型、,SHV,型、,OXA,型、,CTX,型和其他型共五型。,12,2,、氟喹诺酮类,1.,染色体介导的旋转酶基因突变：,以大肠埃希菌为显著。涉及,gryA,、,gryB,和,Par C,和,ParE,基因。,2.,质粒介导的耐药（,PMQR,）机制有四种,（,1,）氟喹诺酮类耐药相关基因,-qnr family,qnr,A,、,qnr,B,、,qnr,C,、,qnr,D,、,qnr,S,等。,Protection of quinolone targets,（,2,）喹乙醇外排泵,-oqxAB,介导对喹乙醇、氟喹诺酮类、,ampicilin,等的耐药。,13,（,3,）,AAC,（,6,）,-Ib-cr,基因,Aminoglycoside acetyltransferase,介导对氨基糖苷类、氟喹诺酮类的耐药,.,(4)qepA,基因,quinolone efflux pump,14,图,1,细菌对喹诺酮类主要耐药机制,Fig.1 Main resistant mechanisms of bacteria to quinolones,15,染色体突变,：,gyrA,gyrB,parC,parE,质粒介导,：,喹诺酮类药物耐药基因,qnrA,qnrB,qnrC,qnrS,QepA,AAC,（,6,）,-Ib-cr,qnrD,16,3,、氨基糖苷苷类,耐药的主要机制,1.,产生,氨基糖苷类钝化酶,，有三类：,乙酰转移酶修饰酶基因,:AAC(1),、,AAC(2),等。,磷酸转移酶修饰酶基因：,APH-I,、,APH-II,等,核苷转移酶修饰酶基因：,ANT-I,、,ANT-II,等。,2.,质粒,介导的高水平耐药基因,RmtA,、,RmtB,、,RmtC,、,RmtD,、,RmtE,等。,能介导对几乎所有本类药物的高水平耐药。,17,4,、四环素类,1,、四环素外排泵：,菌体编码产生药物泵出系统使导致四环素耐药 的重要机制。基因有,tetA,、,tetB,、,tetC,、,tetD,、,tetE,等。,2,、核蛋白体保护作用,通过降低,30s,核蛋白体亚基,A,位点和,P,位点氨基酰,tRNA,的亲和力，四环素发挥其抗菌作用。耐药菌可产生一种蛋白质，后者与核蛋白体相互作用，使蛋白质合成不受影响，称核蛋白体保护作用。基因有,tetM,、,tetO,、,tetP,、,tetW,等。,18,值得注意的是：,核蛋白体保护基因,tetM,2004,年国外在鸡、猪粪便样品大肠杆菌中检出,2006,年在人临床分离大肠杆菌中检出,2010,年我们在鸭临床分离大肠杆菌中检出,tetM,能,介导对本类药物如多西环素、米诺环素的耐药。,19,三、,多重耐药机制,多种耐药基因在同一菌株中的 同时表达，即多种耐药机制同时并存。,如一个耐药质粒上可有几个耐药基因如,CTX-M,基因与,RmtB,基因位于一个耐药质粒上，可共同转移。,又如一个细菌可含携带不同耐药基因的多个质粒。,20,非特异性机制,1.,细菌外膜通透性降低,-,多重耐药,2.,细胞膜上的外排泵能主动将进入细胞内的抗菌药泵出菌体外,产生非特异性耐药,.,泵出,药,.,21,AcrAB-TolC,的结构及药物外排机制,Fig.3 The AcrAB-TolC structure and the mechanism of drug efflux),22,四、水平扩散机制,1.,质粒接合或转化,2.,噬菌体转导,3.,插入序列、转座子,这些可移动元件参与了耐药基因的传播扩散。,23,a,.,插,入序,列（,Inserted sequence,IS,）,插入序列元件（,IS element,）,编码一种转座酶，加上有末端重复序列，参与了基因的重组，这与耐药基因的表达和转移有很大关系。可在染色体、质粒间移动。,插入序列：,IS26,、,ISEcp1,、,IS903,等,。,24,CTX-M-1,族基因环境示意图,（图片源自,“,Eckert C et al.,J.Antimicrob.Chemother,.2006;57:14-23,”,）,25,b.,转座子（,Tn,）,转座子（,Tn,）是一类基因组中可独立移动的,DNA,片段，可在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移动，是一段特异的具有转位特性的核苷酸序列，故又称为,“,跳跃基因,”,或移动基因。,Tn,不能像质粒那样独立复制，必须依附在染色体、质粒或噬菌体上与之同时复制。,Tn,在质粒之间、质粒与染色体之间、噬菌体与染色体之间的转移现象称为转座。,26,除携带与转座作用有关的基因外，还携带其它特殊功能基因（如耐药基因、重金属抗性基因、糖发酵基因、肠毒素基因、结构基因等）。,转座子，序列长度超过,2kb,，其结构分为两部分，即两端臂的末端反向重复序列和中心序列。,末端重复序列能为整合酶所识别，与插入功能相关。,27,转座子,Tn1721-,与四环素类耐药有关,28,C.,整合子,/,基因盒系统,整合子（,integrons,，,In,）,是一个可移动的基因元件，能在自身整合酶的作用下识别、捕获、整合或剪切外源性耐药基因，并在自身启动子的参与下表达耐药基因，从而使细菌获得多种耐药表型,29,整合子结构主要包括三部分,，,5,端的整合酶基因（,Int,）、启动子和一个基因重组位点,Att,，,3,保守端和中间的耐药基因盒可变区,图,3 1,类整合子的结构示意图,Fig.3,Class 1 integron structure,30,四、细菌耐药与临床用药,1.,人类不可能,消除耐药性,，但可,控制耐药性,。停用某类抗菌药，只能降低耐药发展速度，并不能完全消除耐药性。,2.,中药等可,部分替代,抗菌药，但不能替代治疗。,3.,在人和动物细菌病中,取消,抗菌药的使用不现实，但要控制规范抗菌药的使用。,4.,控制耐药菌感染的另一策略是：使,耐药菌,毒力降低或丧失,。,31,5,、,耐药酶抑制剂,的开发与应用,如,-,内酰胺酶抑制剂：舒巴坦、他唑巴坦、克拉维酸等。,6,、,外排泵抑制剂,CCCP,、利血平、奥美拉唑。,7,、,联合用药,包括氟苯尼考,+,多西环素、氨基糖苷类,+-,内酰胺类、,氟喹诺酮类,+-,内酰胺类,-,内酰胺类,+,大环内酯类（经验用药）,同类药物的交替使用，对临床治疗意义不大，除非该药有新的作用靶点。,32,8,、耐药质粒的,消除,溴化乙锭,十二烷基硫酸钠、环丙沙星。,中药有蒲公英、,黄连素、土茯苓、金银花,等,9,、研发,新的作用靶点药物,酮内酯类,泰利霉素,四环素类,替加环素,33,控制细菌耐药，任重道远。,Thank you for your attention,！,34,