细菌耐药机制医学PPT.ppt

细菌耐药机制 一 外膜孔蛋白减少或丢失 细胞内抗生素浓度降低膜孔蛋白 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 膜孔蛋白 某些细菌本身存在的膜孔蛋白较少或蛋白通道较小 使一些抗菌药物不能进入菌体内部 称为 内在性耐药 或 固有性耐药 intrinsicallyresistant 即这种耐药并非是由于任何染色体的突变或是耐药质粒的获得所致 如铜绿假单胞菌的细胞外膜上没有大多数革兰阴性细菌所具有的典型的高渗透性孔蛋白 它的孔蛋白通道对小分子物质的渗透速度仅为典型孔蛋白通道的1 先天不足 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 内酰胺类抗菌药物 其对铜绿假单胞菌的活性 主要是通过一个特殊的孔蛋白通道OprD2的扩散而实现的 一旦这一孔蛋白通道消失 则铜绿假单胞菌对亚胺培南就会产生耐药性 后天培养 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 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 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 由细菌产生的能够降解 内酰胺类抗生素 如青霉素类 头孢菌素类 碳青霉烯类抗生素等 使其抗菌活性减弱或消失的酶 内酰胺酶 至今 已发现 内酰胺酶有四百多种 内酰胺酶的分类方法 内酰胺酶 临床上最重要的 内酰胺酶 是质粒介导的能够水解头孢他啶 头孢噻肟等亚氨基 内酰胺类及氨曲南等单环酰胺类抗生素 并可被克拉维酸等 内酰胺酶抑制剂所抑制的一类 内酰胺酶 ESBLs在分子生物学分类中属于A类酶 在Bush分类中属于2be类酶 超广谱 内酰胺酶 extended spectrum lactamases ESBLs 染色体 细胞核中 质粒 细胞质中 示意图 ESBLs的分类 根据基因同源性不同分为 TEM型80SHV型46CTX M型37OXA型18其它型20 http www lahey org studies webt htm CTX M 1组CTX M 2组CTX M 8组CTX M 9组 美国 TEM 10 TEM 12 TEM 26为主英国 TEM 10 TEM 12为主法国 SHV 3 SHV 4 TEM 3为主希腊 SHV 5 CTX M型意大利 SHV 12阿根廷 CTX M 2日本 TOHO 1 TOHO 2 ESBLs基因型流行情况 北京解放军总医院 1999 3 11 管希周等上海市11家医院 2000 2001 耐药性监测组浙江省12家医院 1998 9 1999 6 俞云松等华南地区 2001 4 9 陆坚等中国重症监护病房 1994 陈民钧等台湾的ICU病房 2000 HsuehPR香港 2000 HoPL等 ESBLs在中国 12 4 大肠埃希菌16 7 肺炎克雷伯菌 17 9 大肠埃希菌33 1 肺炎克雷伯菌 34 0 大肠埃希菌38 3 肺炎克雷伯菌 12 9 大肠埃希菌20 1 克雷伯菌属菌 10 大肠埃希菌12 肺炎克雷伯菌 11 9 大肠埃希菌11 3 肺炎克雷伯菌 11 大肠埃希菌13 肺炎克雷伯菌 ESBLs的活性 不耐酶的青霉素类第一 第二头孢菌素第三代头孢菌素类单酰胺菌素类 头孢西丁头孢替坦碳青霉烯类最稳定 可以分解 比较稳定 但是不同类型的ESBLs最优化的底物各不相同 ESBLsDetectionMethods InhibitionbyClavulanicAcid RonaldJ Jones ReprintedwithPermissionofAuthor ESBL EtestPrescribingInformation ABBIODISK 抑制剂增强的纸片扩散法 头孢噻肟 克拉维酸 头孢噻肟 头孢他啶 头孢他啶 克拉维酸 头孢菌素酶 大部分肠杆菌科细菌如肠杆菌属菌种 弗劳地枸橼酸杆菌 摩根摩根菌 普鲁菲登菌属菌种粘质沙雷菌等都能产生染色体介导的AmpC酶 其分子量大约为39000左右其等电点大多 9 0能分解三代头孢菌素及单环酰胺类抗生素不被 内酰胺酶抑制剂所抑制 但可被氯唑西林抑制 头孢菌素酶 低基础水平持续表达低基础水平和高诱导产生高基础水平持续表达 表型分类 阴沟肠杆菌 7 AmpC纸片法试验 铺层培养 E coliATCC25922 纸片上有待测菌 内酰胺酶的检测 CTX 酶粗提液 酶粗提液 克拉维酸 酶粗提液 氯唑西林 酶粗提液 克拉维酸 氯唑西林 首选碳青霉烯类 四代头孢菌素 如头孢吡肟 头孢匹罗 替莫西林 对其敏感的非 内酰胺类抗生素 如氨基苷类 喹诺酮类 常规的青霉素类 三代头孢菌素 内酰胺酶抑制剂和 内酰胺抗生素合剂往往对该类细菌无效正在研究中的特异性AmpC酶抑制剂如BRL42175 Ro47 8284 Ro48 1256和Ro48 1220等虽然体外效果不错 但距临床应用还有一定时间 产AmpC酶菌株感染的抗生素选择 指所有能明显水解亚胺培南或美罗培南等碳青霉烯类抗生素的一类 内酰胺酶分别属于Ambler分子分类中的A类 B类 D类酶 碳青霉烯酶 天然来源碳青霉烯酶嗜麦芽寡养单胞菌的L1酶获得性碳青霉烯酶 Ambler分子分类 B类酶 金属酶 IMP VIM类及SPM 1A类酶 NMC A KPC 1 GES 2等D类酶 OXA 23至OXA 27 40 48 54 碳青霉烯酶按其来源可分为 嗜麦芽寡养单孢菌 产生二种可诱导的染色体 内酰胺酶L1和L2 L1 classBZincEnzyme 对Ticarcillin和Aztreonam常敏感 L2 属于2e类 主要水解头孢菌素及单环酰胺类的氨曲能 克拉维酸能抑制其活性 特美汀在 内酰胺抗生素中对嗜麦芽寡养单孢菌有较好的抗菌活性 类酶分类属于 型 具有丝氨酸位点 可以被克拉维酸抑制 包括阴沟肠杆菌 粘质沙雷菌中由染色体介导的NMC A Sme 1 Sme 3 IMI 1酶 以及肺炎克雷伯菌中质粒介导的KPC 1 KPC 2酶 铜绿假单胞菌中质粒介导的GES 2酶 A类碳青霉烯酶都是青霉素酶 对亚胺培南的水解活性强于美罗培南 可以引起青霉素类 氨曲南 碳青霉烯类抗生素耐药 碳青霉烯类抗生素水解酶 类酶 金属酶 金属酶不仅对 内酰胺酶的抑制剂敏感性差 而且能够水解包括碳青霉烯类在内的几乎所有 内酰胺类抗生素 金属酶分别属于 类和B类酶 多数金属酶对亚胺培南的水解能力强于美洛培南 但蜡样芽胞杆菌 酶和3b中的AsbM1对美洛培南的水解能力更强 金属酶对氨曲南的水解能力都很弱 碳青霉烯类抗生素水解酶 D类酶 OXA酶 在Bush分群中属于2d类 对苯唑西林的水解活性很强 OXA型碳青霉烯酶对亚胺培南的水解活性较低 对头孢他啶 头孢噻肟 氨曲南水解活性也很弱 除OXA 23外 其它酶能被三唑巴坦 克拉维酸抑制 OXA型碳青霉烯酶编码基因可位于质粒或染色体上 或定位在I型整合子基因盒中 具备向其他菌种转移的能力 碳青霉烯类抗生素水解酶 碳青霉烯酶的地域分布 1 碳青霉烯酶的地域分布 IMP纸片 EDTA 2 巯基丙酸 阳性对照株结果 临床标本结果 IMP纸片 EDTA 2 巯基丙酸 金属酶筛选结果 Enzyme Enzyme EDTA Enzyme cloxacillion Enzyme clavulanicacid 2f类酶 三维抑制试验 CAZ 2 巯基丙酸 金属酶筛选结果 由于产碳青霉烯酶细菌耐药机制比较复杂 目前尚无可以高效控制该类产酶菌感染的药物 临床治疗方案还需依赖药敏结果进行制定 单环酰胺类 环丙沙星 庆大霉素对部分产酶株有活性 对于产OXA型碳青霉烯酶的鲍曼不动杆菌 部分可选用含舒巴坦的复合制剂如头孢哌酮 舒巴坦等 产A类酶菌株可选用三代头孢菌素 产碳青霉烯酶细菌感染的治疗 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 庆大霉素高水平耐药 HLGR 主要的耐药机制氨基糖苷类修饰酶耐药基因百分率AAC 6 Ie APH 2 Iaaac 6 Ie aph 2 Ia 90 APH 2 Icaph 2 IcAPH 2 Idaph 2 IdAPH 2 Ibaph 2 Ib 10 氨基糖苷类耐药 三 靶位改变 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 拓扑异构酶 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 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 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 erm编码 高耐 法国 西班牙 中国主动外排泵 mef编码 低耐 加拿大 美国 修饰酶 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 MexYMexY OprM外排系统 底物喹喏酮氯霉素四环素头霉素美罗培南氨基糖苷 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 五 细菌生物被膜 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