临床常用抗生素的作用机制.ppt

临床常用抗菌药物作用机制,上海第二医科大学 瑞金临床医学院 洪秀华,抗菌药物是指具有杀菌或抑菌活性的抗生素和化学合成药物。,抗菌素抑菌杀菌作用,抗菌素抑菌杀菌作用,抑制细胞壁合成 抑制细菌蛋白质合成 破坏细胞膜 抑制DNA复制,青霉素类抗生素构效关系,四个原子的 -内酰胺环和五个原子噻唑环 有天然青霉素、氨基组、羧基组青霉素、脲基组青霉素三组 引入不用的基团有不同的效应,青霉素类抗生素作用机制（1）,作用于细胞壁合成后阶段的酶： 转糖基酶 转肽酶 D-羧肽酶 内肽酶 青霉素结合蛋白,青霉素类抗生素作用机制（2）,抑制转肽酶活性 转肽酶的转肽反应 青霉素结构与D-Ala-D-Ala相似，误认为底物 -内酰胺环打开,青霉素类抗生素作用机制（2）,青霉素类抗生素作用机制（2）,青霉素结合蛋白,存在于所有细菌 其数量、分子大小及与-内酰胺类抗生素的亲和力随细菌种类不同而不同。 定位于胞质膜的表面，均是-内酰胺类抗生素潜在的靶子。,青霉素结合蛋白,表1-4 大肠埃希菌青霉素结合蛋白的概况 PBP种类 功能 具高亲和力的抗生素 1A和1B 转肽酶和转糖基酶 青霉素G和各种头孢菌素 于细胞延伸时延伸肽聚糖链 2 转肽酶和转糖基酶 阿莫西林和亚胺培南 启动新生肽聚糖插入延伸位点 3 转肽酶和转糖基酶 头孢氨苄 特异作用于横膈形成 4 羧肽酶和内肽酶 不明 为新生链准备攻击位点 5和6 羧肽酶 决定交联程度 头孢西丁 7 不明 亚胺培南,青霉素类抗生素杀菌效应,细菌裂解 细胞壁结构松散，无法承受胞内渗透压而膨胀，和自溶素的激活有关。 不裂解的 抑制某一种pBp，不诱导自溶素激活。 抑菌效应,青霉素种类和抗菌活性（1）,天然青霉素 青霉素G、青霉素V 不产青霉素酶的革兰阳性球菌、革兰阴性菌和厌氧性细菌。 耐青霉素酶青霉素 甲氧西林 methacillin 苯唑西林 oxacillin 氯唑西林 cloxacillin等异恶唑类青霉素,青霉素种类和抗菌活性（2）,广谱青霉素 氨基组：作用于青霉素G敏感菌，大部分大肠埃希菌，奇异变形杆菌，流感嗜血杆菌。包括氨苄西林(ampcillin)、阿莫西林(amoxicillin) 。 羧基组：作用于产-内酰胺酶 肠杆菌科和假单胞菌 ，对氨苄西林无效的革兰阴性杆菌 ，协同氨基糖苷类抗生素对肠球菌抑菌作用,包括羧苄西林(carbenicillin)、替卡西林(ticarcillin)。,青霉素种类和抗菌活性（2）,脲基组 ：对铜绿假单胞菌有抑制作用, 包括美咯西林(mezlocillin)、阿洛西林(azlocillin)和哌拉西林(piperacillin)。 青霉素+-内酰胺抑制剂 ：作用于产-内酰胺的革兰阴性和阳性细菌。包括： 氨苄西林-舒巴坦ampicillin-sulbactam(unasyn);替卡西林-克拉维酸(即替美丁)ticacillin-lavulanate(Timentin);阿莫西林-克拉维酸(即安美汀)amoxicillin-clavulanate(Augmentin);哌拉西林-他唑巴坦(即他唑新) piperacillin-tazobactam。,头孢菌素类抗生素构效关系,天然头孢菌素(cephalosporins)具有7-氨基头孢烷酸结构 ，即由-内酰胺环和二氢噻嗪环组成 头孢菌素中有两个可供修饰的位点,两个修饰位点的联合作用效果使之获得更好的抗菌活性 。,头孢菌素作用机制,头孢菌素与青霉素的作用机制相似,它和青霉素结合蛋白结合抑制细菌细胞壁合成。PBP位于质膜,不同的头孢菌素与不同PBP结合、发生不同效应,使菌体形成丝状体或球形体,最终溶解死亡。,头孢菌素种类及抗菌活性,第一代,头孢菌素种类及抗菌活性,第二代,头孢菌素种类及抗菌活性,第三代,头孢菌素种类及抗菌活性,第四代,一、单环-内酰胺类抗生素,由单个-内酰胺环和该环连接的不同侧链构成,母核为3-氨基单菌霉酸。 本类抗生素对染色体或质粒介导的-内酰胺酶相当稳定,对革兰阴性菌外膜有良好的穿透作用,并和阴性需氧菌的PBP3结合,抑制细胞分裂,促使细菌死亡。 对革兰阴性菌作用强,对革兰阳性菌和厌氧菌几乎无作用 ,包括氨曲南(aztreonam,菌克单) 等。,其它-内酰胺类抗生素,其它-内酰胺类抗生素,1. 头霉素(cephamycins)抗生素 化学结构 、抗菌谱与抗菌活性与头孢菌素相似 ，常将该类抗生素置于第2代头孢菌素中论述,包括头孢西丁(cefoxitin)、头孢替坦(cefotetan) 、头孢美唑(cefmetazole)。 它们对革兰阴性菌产生的-内酰胺稳定,对革兰阳性菌有较好的抗菌活性,特点为对包括脆弱类杆菌厌氧菌有高度抗菌活性 。,二、头霉素类和氧头孢烯类,其它-内酰胺类抗生素,2. 氧头孢烯类(moxalactam) 具有第三代头孢菌素的特点,抗菌谱广,杀菌作用强,对-内酰胺酶高度稳定,对临床分离的产酶耐药阴性菌有很强的抗菌作用。,二、头霉素类和氧头孢烯类,其它-内酰胺类抗生素,青霉素类噻唑环的硫原子被碳原子取代 对其它所有的由质粒或染色体介导的-内酰胺酶稳定,因而是目前所使用抗生素中有最广抗菌谱的药物。 但对耐甲氧西林葡萄球菌（MRS）仍显示耐药。 该类抗生素有亚胺培南(impenem)、米洛培南(meropenem)、必安培南(biapenem)、帕尼培南(panipenem)。,三、碳青霉烯类,-内酰胺酶抑制剂,-内酰胺抑制剂与-内酰胺酶有较高的亲和性以竞争性和不可逆的抑制方式发挥作用，与-内酰胺类抗生素联用能增强后者的抗菌活性 。,克拉维酸,舒巴坦,他唑巴坦,氨基糖苷类抗生素,由链霉菌属和小单胞菌属发酵滤液中提取 。 含2个或多个氨基糖分子，1个六元环氨基环醇,以糖苷键结合。,种类及构效关系,氨基糖苷类抗生素,细菌核糖体30S小亚基发生不可逆的结合,作用机制,抑制mRNA的转录和蛋白合成,造成遗传密码子的错读,产生无意义的蛋白质, 依靠其离子的吸附作用，吸附在菌体表面，造成细胞膜的损伤，为杀菌类抗生素 。, 通过主动的运输进入胞质内 ，当和细胞壁合成抑制物联合使用时产生协同作用 。,氨基糖苷类抗生素,种类和抗菌活性,喹诺酮类抗生素,喹诺酮类(quinolones)是一组具有潜在抗菌活性的抗生素 。 在萘啶酸基本母环上6位被氟取代,多数7位上有一个哌嗪环 。 作用于DNA旋转酶。该旋转酶(II型拓扑异构酶)在原核细胞DNA复制过程中引入负超螺旋结构,使复制移动时不因张力太大而不能前进。由于药物拮抗了该酶，干扰了细菌DNA复制、修复和重组。,构效关系和作用机制,喹诺酮类抗生素 种类和抗菌活性,大环内酯类抗生素 构效关系,分子结构中具有1416个原子的大脂肪族内酯环,内酯环的不同位点有甲基和羟基取代物,通常在5位上连接有一个糖苷替代基,有的在3位上连有第二个糖苷基。,作用机制,大环内酯类抗生素可逆结合在细菌核糖体50S大亚基的23S单位上,抑制肽酰基转移酶，影响核蛋白位移,抑制细菌蛋白合成和肽链的延伸。,大环内酯类抗生素种类及抗菌活性,四环素类抗生素,本类抗生素均具有四个线性紧连的萘环母核 。6位、7位修饰后的半合成四环素,具有高血液浓度,对某些耐受四环素的菌株有较高的活性 。,构效关系,作用机制,细菌的30S核糖体亚单位结合,阻滞酰基转移RNA与信使RNA核蛋白体的受位位点的结合,阻滞肽链延伸,抑制蛋白质合成。,四环素类抗生素种类及抗菌活性,氯霉素构效关系、作用机制,氯霉素主要作用于细菌70S核糖体的50S亚基,使肽链延长受阻而抑制蛋白合成，从而抑制细菌的生长。,林可酰胺类构效关系、作用机制,细菌50S核蛋白体亚基结合,抑制蛋白合成,并可干扰肽酰基的转移, 阻止肽链的延长。 盐酸林可霉素（lincomycin）、克林霉素（clindamycin）。克林霉素是治疗肺部厌氧菌感染的最佳药物,也是衣原体性传播性疾病的首选药物。,糖肽类抗生素,一个或多个肽聚糖合成中间产物D 丙氨酰 D丙氨酸末端形成复合物，可阻断肽聚糖合成中的转糖基酶、转肽基酶及D-D羧肽酶作用，从而阻止了细胞壁的合成。,构效关系和作用机制,糖肽类抗生素 种类及抗菌作用,万古霉素和替卡拉宁 对革兰阳性球菌具有强大的活性, 对MRS非常敏感。 多黏菌素B和E 对革兰阴性菌有强大的抗菌作用 ，对各类阳性菌均无作用。,磺胺类药物及增效剂,作用机制,竞争性地与二氢叶酸合成酶结合,阻止氨基苯甲酸与二氢叶酸合成酶的结合,使菌体内核酸合成的重要物质辅酶F(四氢叶酸)钝化而导致细菌生长受到抑制。,种类,多与甲氧苄胺嘧啶组成复合制剂SMZ/TMP，SD/TMP，它们对一些原来耐药的或敏感性较低的菌种呈敏感，抗菌活性可增加数十倍，抗菌范围也扩大，并由抑菌作用变为杀菌作用。,磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole，SMZ),磺胺嘧啶(sulfadiazine,SD)、磺胺甲氧吡嗪(sulfamethoxypyrazine,SMPZ),抗分枝杆菌药物,药物名称,第一线药物 异烟肼（isoniazid,INH），利福平（rifampin,RMP） 吡嗪酰胺（pyrazinamide,PZA），乙胺丁醇（ethambutol,EMB） 链霉素（streptomycin,SM）；,第二线药物 对氨基水杨酸（paraaminosalicyclic acid,PAS） 乙硫异烟胺（ethinamade,TH1314）、环丝氨酸（cycloserin,CS） 卷曲霉素（capreomycin,CPM）、卡那霉素（kananycin,KM） 丁胺卡那霉素和利福布丁（rifabutin）,抗分枝杆菌药物,异烟肼 对A群（即快速繁殖菌）作用最强，对D群菌（静止期或休眠期）和C群菌几乎无作用 。 利福平 对代谢旺盛的胞内菌（A群菌）和偶尔突发生长（C群菌）均有抑菌作用。 吡嗪酰胺 B、C群菌 链霉素 A群菌药物,抗菌药物作用机制,干扰细菌细胞壁的合成 损伤细菌细胞膜，破坏细胞膜的屏障作用 影响细菌蛋白质的合成，细菌丧失生长繁殖的物质基础 影响细菌核酸代谢 其他,常用抗生素的作用靶位,作用部位 抗生素类别 细菌细胞壁合成 -内酰胺类、万古、磷霉素、 环丝氨酸 细菌细胞膜通透性 两性B 、多粘B、制霉菌素、吡咯 类（咪 酮 氟 伊）、杆菌肽、 细菌蛋白质合成 四、氯、大环内酯类、林可霉素、 氨基苷类、夫西地酸、莫匹罗星、 链阳菌素类、恶唑酮类 细菌核酸合成 利福霉素类、灰黄霉素、喹诺酮类 甲硝唑、呋喃类、新生、香豆霉素 细菌叶酸合成 磺胺药、甲氧苄啶,抗菌药物作用机制干扰细菌细胞壁的合成,磷霉素-抑制细胞壁粘肽合成第一步 环丝氨酸抑制细胞壁粘肽合成第一步 第一步细胞质内完成， 万古霉素主要抑制细胞壁粘肽合成第二步 杆菌肽主要抑制细胞壁粘肽合成第二步 第二步在细胞膜内完成。,抗菌药物作用机制干扰细菌细胞壁的合成,-内酰胺类抗生素抑制粘肽合成的第三步，阻止粘肽链的交叉连接，细胞不能形成坚韧的细胞壁。 抑制内肽酶-中隔细胞壁合成，丝状体，如氨苄西林 抑制糖苷酶-外周细胞壁合成，不能伸长 抑制内肽酶与糖苷酶，球形体，如阿莫西林,抗菌药物作用机制干扰细菌细胞壁的合成,-内酰胺类抗生素作用于细菌细胞膜上的青霉素结合蛋白(PBPs) 如大肠杆菌有7中PBPs ， PBP1a，PBP1b（转肽酶）， PBP2（形状），PBP3（分裂）， PBP4、PBP5、PBP6（羧肽酶）,抗菌药物与细菌耐药性,细菌耐药性从医院内向医院外扩散 不仅引起医院内感染，而且引起社区感染，如耐青霉素肺炎球菌，MRSA等 原因？,细菌耐药机制,细菌耐药性的客观存在 MRS MRSA MRSE MRCo NS VRE PRSP PISP VRS VRSA VRSE MDR-TB，MDR-GNB 耐氨苄西林流感嗜血杆菌,细菌耐药机制,青霉素广泛使用，耐青霉素金葡菌迅速增加 金葡菌引起的医院感染增加 消毒与隔离控制金葡菌医院感染取得良效 1960年，甲氧西林问世 MRSA的出现 VISA的出现,细菌耐药机制,一、产生抗菌药物灭活酶 二、抗菌药物作用靶位改变 三、细菌细胞膜通透性改变，抗菌药物不易进入 四、细菌将抗菌药物泵出细菌细胞外 五、其他机制,一、产生抗菌药物灭活酶,1、 -内酰胺酶 2、氨基糖苷钝化酶 3、氯霉素乙酰转移酶 4、红霉素酯化酶,-内酰胺酶,革蓝阳性菌中葡萄球菌是产-内酰胺酶的主要致病菌。水解青霉素类，胞外酶，可诱导，肠球菌少产酶。 革蓝阴性菌均可产生某些染色体介导的-内酰胺酶。其中多数可水解头胞菌素。革蓝阴性菌产生的-内酰胺酶远较革蓝阳性菌多而广泛。,-内酰胺酶的分类1980(Ambler RP),Class A (活性丝氨酸残基(P) Class B (金属酶) (主要C) Class C (丝氨酸残基在活性部位带aa 序列/染色体介导)(C) Class D (苯唑西林酶) (P),-内酰胺酶的分类 1973(R & S) 根据染色体/质粒介导,pI,底物分5类,Class I 诱导或体质B-内酰酶 Class 染色体介导 主为青霉素酶 Class 质粒介导青霉素酶 头胞霉素酶 Class 染色体介导青霉素酶 头胞霉素酶 Class 水解苯唑青霉素及羧苄青霉素,-内酰胺酶的分类Bush2019,Group 1 头孢酶 CA- Group 2a 青霉素酶 CA+ Group 2b 广谱酶CA+ Group 2be 超广谱酶CA+ Group 2br 青霉素酶CA- + Group 2c 羧苄青霉素酶CA+ Group 2d 氯唑青霉素酶CA+ - Group 2e 头孢酶CA+ Group 2f 非金属卡巴配能酶CA+ Group 3 金属酶,卡巴配能酶CA- Group 4 青霉素酶CA-,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),主要由克雷伯肺炎杆菌和大肠埃希菌等肠杆菌产生的,由TEM-1、2及SHV-1点突变引起的,能灭活头孢泊肟、头孢他定、 头孢曲松、头孢噻肟、氨曲南等三代头孢菌素的,由质粒介导且对酶抑制剂敏感的-内酰胺酶,为丝氨酸蛋白酶,水解内酰胺环,目前已有多种,与细菌多重耐药有关。,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),ESBLs的代表菌株 大肠埃希菌(主要) 克雷伯肺炎杆菌(主要) 黏质沙雷菌 弗劳地枸橼酸菌 阴沟肠杆菌 铜绿假单胞菌等,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),ESBLs的靶抗菌素 头孢泊肟 头孢他定 头孢曲松 头孢噻肟 氨曲南,TEM家族中的ESBL,-内酰胺酶 细菌 分离 最低抑菌浓度 噻肟 他定 氨曲南 TEM-1 E.coli 1963 0.125 0.25 0.125 TEM-2 P.aerug 1969 0.125 0.5 0.25 TEM-13 M.morga 1990 Derivatives TEM-3(CTX-1) K.pneu84 32 64 16 TEM-4 E.coli 1986 32 32 16 TEM-5 K.pneu 1987 4 128 64 TEM-6 E.coli 1987,TEM家族中的ESBL,-内酰胺酶 细菌 分离 最低抑菌浓度 噻肟 他定 氨曲南 TEM-7C.freundii 1988 TEM-8(CAZ-2)K.pneu 1989 TEM-9(RHH-1)K.pneu 1987 TEM-10/23K.pneu 1989 TEM-11K.pneu 1989 TEM-12E.coli 1987 TEM-14K.pneu 1990 TEM-15/17K.pneu 1990,TEM家族中的ESBL,-内酰胺酶 细菌 分离 最低抑菌浓度 噻肟 他定 氨曲南 TEM-16 K.pneu 1990 4.0 256 64 TEM-18 K.pneu 1990 TEM-19 E.coli 1990 TEM-20-24K.pneu 88-90 TEM-25S.mbandaka 1990 8 4 1 TEM-26K.pneu 1988 TEM-27S.enterica 1989 0.5 64 32,TEM家族之外的质粒介导的ESBL,-内酰胺酶 功能组 细菌株 分离报告时间 SHV-1 2b E.coli 1974 SHV-2a 2be K.pneu 1986 SHV-3 2be K.pneu 1986 SHV-4 2be K.pneu 1987 SHV-5 2be K.pneu 1987 Shv-6 2be E.coli 1993 OXA-10 2d P.aerug 1978 OXA-11 2d P.aerug 1991 OXA-14 2d P.aerug 1991 PER-1 2be P.aerug 1991,头胞噻肟酶（CTX-M酶）,重要的ESBLs类别与数量 TEM 92 SHV 37 OXA 13 CTX-M 20 其他 10,头胞噻肟酶（CTX-M酶）,对头胞噻肟水解能力强 对头胞他啶水解能力弱 被克拉维酸抑制 与TEM和SHV的同源性不到50% 近10年世界各地报告 分CTX-M和Toho系列,头胞噻肟酶（CTX-M酶）,用E试验法和纸片协同法发现中国与北美ESBL检出率的差异 北美 用头胞他定与头胞他定/克拉维酸检出的ESBL阳性率高于头胞噻肟与头胞噻肟/克拉维酸的检出率 中国用头胞他定与头胞他定/克拉维酸检出的ESBL阳性率低于头胞噻肟与头胞噻肟/克拉维酸的检出率 为什么存在差异？,头胞噻肟酶（CTX-M酶）,北京 CTX-M-3 上海 CTX-M-3 杭州 CTX-M-3、14、9、15、22 广州 CTX-M-3、11,头胞噻肟酶（CTX-M酶）,在头胞噻肟酶流行的医院应该停止头胞噻肟、头胞曲松一段时间 细菌室要作好药敏实验并总结通报 临床医师总结治疗产头胞噻肟酶细菌的经验 重症感染、败血症、重症肺炎等如果选用卡巴培南，在细菌学检查报告后，应进行调整,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),怀疑ESBLs存在的临床证据 1.药物敏感试验对多种头孢菌素耐药 (若确认ESBL存在,即使三代头孢敏感也应报告耐药) 2.大肠杆菌尿路感染用三代头孢治疗效果不好 3.肺炎杆菌感染败血症用三代头孢治疗效果不好,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),产ESBLs细菌感染的治疗可以选择 亚胺培南、 阿米卡星、 酶复合制剂、如舒普深 头孢西丁、 喹洛酮类治疗 目前似以亚胺配能效果较佳,染色体介导 型内酰胺酶 (AmpC酶),产生菌株 铜绿假单胞菌（100%） 吲哚阳性变形杆菌（100%） 肠杆菌属（80%） 枸橼酸菌属（80%） 沙雷菌属（80%） 摩根菌属 普罗威登斯菌,染色体介导 型内酰胺酶 (AmpC酶),产生机制 染色体AmpC基因突变 型内酰胺酶 （通常产量较高）,染色体介导 型内酰胺酶 (AmpC酶),染色体AmpC基因去阻抑活化 （该基因通常处于被抑制状态，在使用三代头胞时被活化） 编码产生 型内酰胺酶 一般情况下产量较低，一经诱导产量急剧增加去掉抗生素后又减低至原来水平,染色体介导 型内酰胺酶 (AmpC酶),诱导机制 内酰胺类抗生素治疗时破坏了细菌的细胞壁，产生一些糖肽链的碎片，这些碎片有胞外进入胞内，与AmpC基因上的阻抑蛋白结合，使 AmpC基因去阻抑，启动子活化，开始表达AmpC基因。,染色体介导 型内酰胺酶 (AmpC酶), 型内酰胺酶基因所处的位置 染色体（经典） 肠杆菌属、枸橼酸杆菌、假单胞菌属 质粒（新近发现） 大肠杆菌、克雷伯杆菌,染色体介导 型内酰胺酶 (AmpC酶)质粒介导的AmpC酶,除染色体介导的AmpC酶外，还有由质粒介导的AmpC酶。来源：染色体上的 型内酰胺酶诱导酶基因移至质粒，使大肠埃希菌、克雷伯肺炎杆菌的临 床株获得质粒介导的AmpC酶。 染色体上的基因来源于肠杆菌、枸橼酸菌属和假单胞菌属。 已报告有18种。,染色体介导 型内酰胺酶 (AmpC酶),产型-内酰胺酶的突变株与诱导株比较 固有产型-内酰胺酶的突变株 产酶水平高，与抗生素的存在与否无关 诱导产型-内酰胺酶的诱导株 没有内酰胺类抗生素存在时，产酶维持在较低的基线水平，一旦有内酰胺类抗生素存在时，产酶量急剧增加，在停用内酰胺类抗生素后，产酶水平逐渐下降，然后回复到基线水平。,质粒介导 型内酰胺酶 (AmpC酶),类型 时间、发现者 国家或地区 CMY-1 1989,Bauernfeind.et al KOREA MIR-1 1990,Papanicolaou. et al USA LAT-1 1993,Tzouvelekis.et al GREECE BIL-1 1994,Fosberry. et al PAKISTAN FOX-1 1994,Gonzalez Leiza.et al ARGENTINA MOX-1 1994,Horii. et al JAPAN,质粒介导 型内酰胺酶 (AmpC酶),类型 时间、发现者 国家或地区 CMY-2 2019,Bauernfeind.et alGREECE,TURKEYGERMANY,USA LAT-2 2019,Gazouli.et al Greece FOX-2 2019, Bauernfeind.et al GUATEMALA ACT-1 2019,Bradford.et al USA DHA-1 2019,Barnaud.et al SAUDI ARABIA FOX-3 2019,Marchese.et al ITALI, 型内酰胺酶的特点,1.多在抗生素治疗特别是应用三代头胞菌素的过程中 诱导产生，并与持续产 型内酰胺酶的细菌突变株的选择有关。 2.许多新型头胞菌素是该酶的弱诱导剂，如三代头胞菌素；具有选择去阻抑突变株的作用。 3.克拉维酸是 型内酰胺酶的强诱导剂；所有内酰胺酶抑制剂均不能抑制 型内酰胺酶。, 型内酰胺酶的特点,4.产型内酰胺酶的突变株不仅对三代头胞耐药，而且对酶抑制剂复合制剂也耐药。 5.目前约有30%-50%的肠杆菌、枸橼酸杆菌、沙雷菌等高产型内酰胺酶。 6.亚胺培南是型内酰胺酶的诱导剂之一，由于其对 型内酰胺酶高度稳定，但不选择去阻抑突变株。,型内酰胺酶的分类,分类 表达形式 菌株 其他命名 a 诱导型 阴沟肠杆菌 P99 b 持续型 大肠埃希菌 AmpC酶 c 诱导型 普通变形杆菌头胞呋辛酶 头胞噻肟酶 d 诱导型 铜绿假单胞菌 Sabath- Abraham酶, 型内酰胺酶的临床意义,1.随着新型头胞菌素的使用量的增加，能产生诱导型的 型内酰胺酶，导致对内酰胺类多重耐药的细菌迅速出现，并成为医院感染的重要致病菌。 2.在ICU及烧伤等重症病人对肠杆菌、沙雷菌和铜绿假单胞菌等能产生诱导型 型 内酰胺酶的细菌高度易感。, 型内酰胺酶的临床意义,3.如何控制产生 型内酰胺酶的稳定去抑制株的产生？如何控制通过质粒介导的产生型内酰胺酶的细菌耐药性的传播？ 合理使用抗菌药物 正确洗手 认真作好细菌耐药性的监测,产型内酰胺酶细菌的抗菌治疗,碳青酶稀类抗生素，如亚胺培南（泰能） 四代头胞菌素，如头胞吡肟、头胞吡罗,氨基糖苷钝化酶,乙酰转移酶 游离氨基乙酰化 AAC 核苷转移酶化 游离羟基核苷化 AAD 磷酸转移酶 游离羟基核苷化 APH 质粒介导，接合或转座至敏感菌。,氨基糖苷钝化酶,不同的氨基苷类抗生素可为同一酶钝化。 同一钝化酶可钝化不同氨基苷类抗生素 一种氨基苷类抗生素可存在多个结合点 氨基苷类抗生素存在交叉耐药性。,氯霉素乙酰转移酶,金葡菌，表葡菌，D组链球菌和革蓝阴性菌产生 胞内酶 质粒或染色体编码,抗菌药物灭活酶,细菌耐药性最重要的机制是产生灭活酶 革蓝阳性菌产生的灭活酶是胞外酶，细菌数量与酶的浓度有关。产酶金葡菌少时，产酶少，药敏敏感；青霉素存在时，酶增加（诱导）。产酶既报告耐药。,通透性改变，抗菌药物不易进入,革蓝阴性菌，LPS阻止疏水性抗菌药物进入 细菌外膜存在多种孔蛋白，OmpF,OmpC 细菌突变，丢失某种特异性孔蛋白，耐药。,通透性改变，抗菌药物不易进入,铜绿假单胞菌，除药物泵出体系外，外膜OprF缺失，药物不易通过。 铜绿假单胞菌的外膜OprD缺失，亚胺培南耐药。 氨基苷类对革蓝阳性菌耐药，包壁厚。与破坏细胞壁药物合用，协同作用。 质粒介导。,与头胞菌素耐药有关的外膜蛋白变化,Organism KD protein Proteus mirabilis 40 Enterobacter cloacae 37,39-40 Salmonella paratyphi A 41 Salmonella muenchen 36 Bacteroides specise 50 (CID 2019,24(3):487-493),抗菌药物作用靶位改变,二氢喋啶+PABA+L谷氨酸 四氢叶酸合成酶 磺胺药、PAS 二氢叶酸 二氢叶酸还原酶 TMP 四氢叶酸 一碳基团 活化型四氢叶酸 参与核酸合成与蛋白质合成,抗菌药物作用靶位改变,喹诺酮类DNA旋转酶（拓扑异构酶IV） -DNA复制 DNA旋转酶 2个A亚单位和2个B亚单位,抗菌药物作用靶位改变,-内酰胺类抗生素作用于细菌细胞膜上的青霉素结合蛋白(PBPs) 如大肠杆菌有7中PBPs ， PBP1a，PBP1b（转肽酶）， PBP2（形状），PBP3（分裂）， PBP4、PBP5、PBP6（羧肽酶）,抗菌药物作用靶位改变,MRSA的耐药机制 PBP2a的特点 具有PBP2a的帮助细菌合成细菌细胞壁的作用，但与内酰胺类抗生素的亲和力极低。在内酰胺类抗生素存在的情况下，仍能“暗度陈仓” MRSA的治疗，首选万古霉素类。,与细菌耐药有关的PBP改变,Organism PBP alteration S.aureus 2a 3 S.pneumoniae 1a 2a 2x 2b E.faecalis 1 3 E.coli 3 P.aeruginosa 3 Acinetobacter species 1 3 H.influenzae 3 4 5 N.gonorrhoeae 1 2 N.menigitidis 2 3 B.fragilis 1 2 PBP=青霉素结合蛋白 (CID 2019,24(3):487-493),抗菌药物泵出机制,如大肠杆菌对四环素耐药 氯霉素泵出系统 红霉素泵出系统 喹诺酮类泵出系统,抗菌药物作用靶位改变,二氢喋啶+PABA+L谷氨酸 四氢叶酸合成酶 磺胺药、PAS 二氢叶酸 二氢叶酸还原酶 TMP 四氢叶酸 一碳基团 活化型四氢叶酸 参与核酸合成与蛋白质合成,内酰胺酶抑制剂,酶抑制剂 酶抑制广度与深度 A组酶 B组酶 C组酶 D组酶 克拉维酸 强 无 无 无 舒巴坦 强 无 弱 无 他唑巴坦 强 无 稍强 无,内酰胺类抗生素的诱酶强度,替卡西林 轻 克拉维酸 中等 哌拉西林 轻 舒巴坦 轻度 阿洛西林 中 他唑巴坦 轻度 头胞唑林 高 头胞西丁 高 头胞三嗪 中 头胞他啶 中 头胞哌酮 轻 亚胺培南 高,常用的内酰胺类抗生素酶复合制剂,奥格门丁 克维 阿莫西林 或1/4 特美汀 克拉 替卡西林 1/1.5 优立新 舒巴 氨苄西林 舒他西林 舒 氨苄西林 1/1 舒普深 舒巴 头胞哌酮 1/1 他唑西林 他唑 哌拉西林 1/8 舒 头胞他啶,一、耐药监测是经验用药的基础 临床医师对各类感染选择抗菌药物主要原则是对病原菌有效；感染部位达到有效浓度及兼顾病人的生理病理、免疫状态。在病原明确以前，对病原菌有效的抗菌药物的选择主要依赖于既往的耐药监测所得的某一病区、某一类感染的病原菌分布及耐药状况。,二、为常见细菌感染的抗菌药物选择及抗生素使用指南提供依据,1. 肺炎链球菌感染的治疗：近年来主要关注的是青霉素耐药水平，主要是高度耐药(青霉素最低抑菌浓度2mg/L)的比例。在我国高度耐药比例大约为5%左右，但近年的监测发现其中介率(青霉素最低抑菌浓度0.121mg/L)可达10%20%。因此青霉素目前仍为肺炎链球菌感染的有效药物，但必须注意其耐药的存在，尤其是在肺炎链球菌脑膜炎、败血症治疗时。,肺炎链球菌 多项监测显示肺炎链球菌对大环内脂类及头孢菌素类的耐药性增长，特别是远东地区2000年PROTEKT亚洲区的资料显示：来自南韩、日本、香港的515株菌中，53%的菌株高耐青霉素(MIC2g/ml)，15%为中度耐青霉素(MIC 0.121.0g/ml)，而红霉素的耐药率(MIC1.0g/ml)达80%。耐药率最高的是南韩，其青霉素、红霉素、阿奇霉素的耐药率分别为72%、88%、79%。这与南韩ANSORP的结果、多伦多的Low报告的LIBRA数据均相似。,20002019年全球肺炎链球菌对青霉素、红霉素的耐药率分别为36.3%(14.2%中耐、22.1%高耐)、31.0%。但当前肺炎链球菌对青霉素的判定折点只适用于中耳炎及脑膜炎，但对于呼吸道感染，特别是肺炎，耐药的判定应当为MIC4 g/ml。,2019年，王辉等发现：北京地区儿童鼻咽部肺炎链球菌携带率为24.8%(244/985)，32/244(13.1%)的菌株低耐青霉素(MICs，0.0940.25 g/ml)，3株(1.2%)高耐青霉素(MICs，3 g/ml)1。20002019年，全国4城市，包括北京、沈阳、成都、广州的数据显示，12.1%13.1%的菌株低耐青霉素，1.7%2.3%高耐青霉素。由北京儿童医院杨永弘教授的资料显示，2019年在北京、上海和广州的儿童中分离的肺炎链球菌，40%49%的菌株对青霉素低耐，1.9%10%对青霉素高耐。,肺炎链球菌对红霉素的耐药机制，各个地区有所不同。在阿根廷、瑞典、美国，mefA基因(编码主动外排泵)是主要的机制；而比利时、法国、荷兰、葡萄牙、瑞士，ermB基因(编码核糖体甲基化)是主要的机制。而北京的菌株也是以ermB基因为主。,全球范围内，肺炎链球菌对氟喹喏酮类的耐药率普遍偏低。Kohno报告2000年全球左氧氟沙星的耐药率平均为1.0%，各个国家有细微差异(德国0.3%、巴西0.4%、日本1.3%、加拿大1.4%、美国1.8%、南韩2.9%)，但香港高达14.3%。而另一项来自香港本地的资料显示，耐氟喹诺酮类的肺炎链球菌从2019年的0.5%升高到2019年的5.5%，而2000年，环丙沙星、左氧氟沙星、司帕沙星、加替沙星、莫西沙星的耐药率分别达到17.8%、13.3%、12.8、12.2%、8.9%。,肺炎球菌感染的治疗,青霉素敏感株（MIC0.0.3-0.06） 青霉素、氨苄西林、阿莫西林、阿莫西林/克拉维酸、 PRP 肺炎、中耳炎 大剂量阿莫西林或头胞曲松 CNS 感染 三代头胞，万古霉素 ，去甲万古霉 素,PROTEKT监测的全球1485株A群-溶血链球菌对青霉素均敏感，但对红霉素的耐药率为9.5%，红霉素耐药率最高的是香港、西班牙、意大利，其耐药率分别为28.0%、21.0%、24.5%。各个国家和地区红霉素的耐药机制不同。其它菌如流感嗜血杆菌、卡它莫拉菌中，-内酰胺酶的发生率分别为16.6%和94.7%。我国的数据也与此相似。,2. 葡萄球菌感染的治疗：主要是耐甲氧西林菌株所占的比例。由于耐甲氧西林葡萄球菌产生了新的PBP2a，对-内酰胺抗生素亲和力较低，同时又有诱导mecA基因表达的作用，因此所有-内酰胺抗生素均不适用，往往需要选择糖肽类抗生素如万古霉素、去甲万古霉素或替考拉宁进行治疗。国内不同地区MRSA的分离率为同期分离金葡菌的25.9%93.75%；院内感染分离的金葡菌中MRSA占60%以上，耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌的比例更高。不同的菌种选择糖肽类抗生素的品种也有差别，由于替考拉宁对溶血葡萄球菌的作用较差，因此在溶血葡萄球菌感染选择糖肽类抗生素时常选择万古霉素或去甲万古霉素。,2019年日本报道第1株万古霉素敏感性降低金葡菌临床分离株（VISA，MIC8g/ml），2019年继续报导在日本医院中此类中介水平的万古霉素敏感性降低菌株广泛传播，占MRSA临床分离株的10%20%。但最新的调查否定了上述观点。 在日本全国278所医院共收集6625株MRSA对万古霉素的MIC测定没有超过2g/ml者9。至2019年6月在美国共确认8例VISA感染。而7月美国又报道从一名糖尿病合并慢性肾功能衰竭血液透析治疗患者导管出口部位分离到世界上第1例万古霉素耐药金葡菌（MIC 128g/ml），再次引起震动。,耐万古霉素肠球菌（VRE）于1986年在欧洲首先被检测到，此后有大量报道。有3个主要表型（表2）。VanA基因位于质粒转座子（Th1546），它能转移至其他G球菌，VanB基因位于染色体，也有可能转移至其他肠球菌，但VanC是不能诱导也不能转移的，鹌鹑肠球菌（VanC-1）和铅黄肠球菌（VanC-2）是唯一表达VanC耐药的肠球菌，推测其耐药是固有的。,Tn1546编码9种多肽，分为4个功能组：转定位功能组（ORF1和ORF2）、万古霉素耐药基因调节（VanR和VanS）组，藉depsipeptides致糖肽类耐药（VanH,VanA,VanX）组和糖肽类耐药非必须的辅助蛋白（VanY和VanZ）组。,2019年美国的密芝根州报道了世界第一例携带VanA型VRSA7。患者，男性40岁，糖尿病、周围血管炎、慢性肾衰。2019年4月，因糖尿病足接受多种抗生素，包括万古霉素的治疗。2019年4月，足指坏疽，发生MRSA菌血症，使用万古霉素、利福平治疗，2019年6月，患者透析管处感染VRSA(万古霉素的MIC128 g/mL, 苯唑西林的MIC16 g/mL)，这株菌对万古霉素、替考拉宁的MIC分别为128 g/mL，32g/mL， 含vanA、mecA。但它对氯霉素、利奈唑烷、四环素、 TMP/SMZ敏感。一周后拔管，同时使用TMP/SMZ，透析管处治愈，病情稳定。此株菌报告美国的疾病控制中心(CDC)后，医院及CDC高度警惕，对此病人采取极为严格的消毒隔离措施，防止VRSA的传播。,2019年9月22美国的宾西法尼报道了世界第2例携带VanA型VRSA8。患者慢性足溃疡、骨髓炎。足溃疡培养发现金葡菌，纸片法万古霉素的抑菌圈为12mm，肉汤稀释法测定的MIC为32 g/mL，这株菌含mecA和vanA，和第一株相似的是，它对氯霉素、利奈唑烷、米喏环素、链阳菌素、利福平、复方新诺明敏感。其遗传图谱和与第1例完全不同，与第一例无关。,耐酶青霉素,甲氧西林(Methicillin) 耐夫西林(Nafcillin) 异恶唑类青霉素 耐酸耐酶 苯唑西林(Oxacillin) 1 氯唑西林(Cloxacillin ) 1.5 氟氯西林(Flucloxacillin) 双氯西林(Dicloxacillin) 2,耐酶青霉素临床应用:,限于治疗产青霉素酶的葡萄球菌 (金黄色葡萄球菌及凝固酶阴性 葡萄球菌)感染如败血症 ,心内膜 炎等严重感染不用于MRSA,MRCoNS的治疗.,金黄色葡萄球菌感染的治疗,普通金葡菌 青霉素类 红霉素 奎诺酮类 磺胺类等 产内酰胺酶金葡菌 耐霉青霉素如苯唑西林 氯唑西林、氟氯西林、双氯西林 耐甲氧西林金葡菌 轻度感染 利福平 SMZ-TMP 环丙沙新 严重感染 万古霉素 去甲万古霉素 壁霉素,3. 肠球菌感染的治疗：肠球菌感染的治疗最基本的抗生素使用类型是氨苄西林加庆大霉素，若对庆大霉素高度耐药(庆大霉素最低抑菌浓度MIC1000mg/L时)，常由于氨基糖甙类复合钝化酶造成耐药，常需选用糖肽类抗生素，若出现万古霉素耐药，能否选择替考拉宁主要取决于是通过VanA还是VanB基因造成耐药，若是通过VanB基因造成对万古霉素耐药，可选择替考拉宁进行治疗。,VRE 1988年欧洲首次报道VRE，该类菌在欧美的检出率较高。在美国，1992年VRE的发生率为1525%9；我国几年来一直在5%左右。头孢菌素、万古霉素的大量使用、住院时间长、严重疾患等都是VRE感染的危险因素。目前，VRE分VanA、VanB、VanC三个表型，其中VanA型的治疗较为困难。此型对万古霉素和替考拉宁均高度耐药，如合并耐青霉素类、氨基糖甙类，最终可能无药可用。这时可据药敏尝试氯霉素、四环素等药。,肠球菌感染的治疗,普通肠球菌 青霉素或氨苄西林加链霉 素 一般耐药肠球菌感染的治疗 万古霉素,VRE的治疗,Van A pnc s pnc+genta pnc r 非HLAR PNC+TEICO+GENTA Van B HLAR TEICO, 新生+喹诺酮类 非HLAR TEICO+GENTA MULTI VRE 正在研究,4. 铜绿假单胞菌感染：由于存在膜通透性低、生物被膜、产生头孢菌素酶、金属酶及主动外排等耐药机制，对许多抗菌药物天然耐药。即使对其作用比较强的碳青霉烯类抗生素亚胺培南和美罗培南、三代头孢菌素的头孢他啶、第四代头孢菌素头孢吡肟、复合制剂头孢哌酮/舒巴坦和哌拉西林/他唑巴坦、氨基糖甙类的阿米卡星及喹诺酮类的环丙沙星，近年大医院的耐药监测发现其敏感率均在85%以下。并在耐药监测中发现碳青霉烯类抗生素与头孢菌素仅存在部分交叉耐药，因此碳青霉烯类抗生素耐药铜绿假单胞菌的感染仍有许多可选头孢他啶，同样头孢他啶耐药铜绿假单胞菌感染仍有许多可选碳青霉烯类抗生素。,抗假单胞菌青霉素,羧苄西林已少用 替卡西林 主用于治疗绿脓杆菌感染 磺苄西林 森西林 呋苄西林 苯咪唑西林(脲基青霉素) 阿洛西林 美洛西林 哌拉西林 阿伯西林 以上青霉素除对绿脓杆菌作用较强外,部分对有些革兰阴性杆菌也有较强作用,但不如氨基苷类抗生素.如哌拉西林,美洛西林,三代头孢菌素,特点 1，抗金葡菌等G+菌不如一，二代 2，对G-菌优于第二代：抗一般G-作用；抗菌谱如吲哚+变形杆菌，肠杆菌，沙雷菌，类杆菌，柠扪酸杆菌等G-杆菌；头孢哌酮，头孢他定，头孢咪唑，头孢匹胺对绿脓杆菌有效。 3，对-内酰胺酶稳定。,5. 肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌感染治疗：耐药监测的主要任务是超广谱-内酰胺酶(ESBLs)的检出率及治疗药物的体外抗菌活性比较。由默沙东公司资助的全国近30家医院参与的连续监测发现ESBLs在大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌中的检出率由1994年的10%左右上升到2019年的35%左右，因此在治疗这类细菌引起的感染时需充分重视ESBLs的存在。抗生素对产ESBLs菌株体外抗菌活性监测发现，碳青霉烯类一直维持强的抗菌活性，复合制剂中有治疗作用的头孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦存在10%左右的耐药，因此在重症感染时，主张选择碳青霉烯类；国外认为有治疗作用的环丙沙星，无论是产ESBLs的大肠埃希菌还是肺炎克雷伯菌，国内的敏感率仅20%30%，不推荐使用于产ESBLs菌株的治疗。,ESBL是由革兰阴性菌产生的能破坏三代头孢菌素及氨曲南的一类酶。自1983年首次在欧洲报道以来，目前已有上百种类型。ESBL由质粒介导，最常见于肺炎克雷伯菌、大肠杆菌。奇异变形杆菌、产气肠杆菌中ESBL的报道也在增加。ESBL的危险因素同其它院内感染类似，即三代头孢菌素的使用、介入性操作、病情重、住院时间长等。,一项全国7个城市14家医院参加的NPRS(医院内病原菌耐药性监测, Nosocomial Pathogen Resistance Surveillance)耐药监测数据显示，大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌中，ESBLs的发生率从1994年的10%、12%分别上升至2019年的35.3%、32.7%。,我国的学者发现：北京、广州、杭州等地ESBLs主要为头孢噻肟酶，即CTXM家族17-20，这严重影响头孢噻肟和头孢曲松在医院内对医院感染的病原菌的治疗。NPRS数据证实大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌中头孢噻肟、头孢曲松的敏感性(68.3%，69%)明显低于头孢他啶(83.3%)。而头孢他啶、头孢吡肟、哌拉西林/三唑巴坦及头孢哌酮/舒巴坦对头孢噻肟耐药株中的很大一部分还保持敏感。而亚胺培南，不论ESBLs产生与否，对全体大肠埃希和肺炎克雷伯菌活性一直很高，MIC50和MIC90仅为0.25g/ml和0.5g/ml。,对头孢噻肟耐药、中间和敏感的大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌对其他抗生素的敏感性(%),产ESBLs的感染可选用亚胺培南、美罗培南、帕尼培南等碳青霉烯类，也可选用复合抗生素如哌拉西林/三唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦，以及头霉菌素类如头孢美唑等。根据药敏也可选用阿米卡星、环丙沙星。但由于我国大肠杆菌对氟喹喏酮类的耐药率远远高于国外，对产ESBLs的大肠杆菌，治疗上可能会少了一个选择。,19942019年，在全国32家医院重症感染患者中分离的10575株革兰阴性菌中，铜绿假单胞菌、不动杆菌属、嗜麦芽窄食单胞菌分别占19.7%、