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细菌耐药机制及现状 临床药理研究所李耘 细菌分类 g 葡萄球菌属 金葡 表葡 溶葡 人葡 链球菌属 肺炎链 化脓链 肠球菌属 粪肠球菌 屎肠球菌 g 肠杆菌科 大肠 克雷伯菌属 肠杆菌属 枸橼酸 沙雷 非发酵菌 铜绿 鲍曼不动 嗜麦芽 产碱杆菌属 所占比例 g 菌株分布 g 菌株分布 2002 2003 主要菌种 大肠埃希菌732株 18 铜绿假单胞菌555株 14 肺炎克雷伯菌435株 11 鲍曼不动杆菌413株 10 金黄色葡萄球菌278株 7 阴沟肠杆菌196株 5 嗜麦芽窄食单胞菌174株 4 合计69 2004 2005 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 糖肽类 万古霉素 替考拉宁 四环素类 米诺环素 替加环素 抗菌药物分类 氯霉素类 氯霉素林可霉素和克林霉素利福霉素类磺胺 硝基咪唑类 呋喃类恶唑烷酮类 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 克林霉素类 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 抗菌作用机制 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生物被膜 细菌耐药机制示意图 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 酶合成 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的现象 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 mrs 抗生素对耐药菌的选择 细菌耐药分类 固有耐药 由染色体基因决定 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 细菌接触抗生素后 改变代谢途径 得到的耐药 分质粒介导和染色体介导 产生灭活酶 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 超广谱 内酰胺酶 extendedspectrum lactamases 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 classi v1976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 bush1995年 bush jacoby medeiros修订补充 沿用至今 2007年 queenanandbush clinmicrobiolrev 2007 20 440 458 bush jacoby medeiros 内酰胺酶分类表 1995 内酰胺酶分类 以分子结构为基础的分类1980年 ambler提出 a b1981年 jaurin和grundstrom补充 c1988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 clavcloxedta广谱 超广谱酶 耐抑制剂广谱酶 ampc酶 金属酶 ampc酶 属bjm分类中的1组 ambler分子类别中的classc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 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 青霉素结合蛋白 pbps penicillin bindingproteins 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 resistantstaphylococcusaureus mrsa多了一个pbp2a由meca基因编码产生 青霉素甲氧西林1960年代耐青霉素1980年代甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌1997年万古霉素1990年代万古霉素耐药肠球菌 vre 万古霉素中介 耐药金黄色葡萄球菌 葡萄球菌耐药发展情况 流行现状 1997年日本报道第一株visa 2002年至今 经美国cdc确认的vrsa共6株 万古霉素异质性耐药金葡菌 hetero vrsa hvrsa 存在体外诱导因素 临床意义仍不明确 我国未见visa和vrsa报道 hvrsa在0 75 6 70 mrsa orsa检出率 mrse orse检出率 mrsa感染发生率 中国细菌耐药监测2000年mrsa监测结果 葡萄球菌sccmec分型 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 孔蛋白减少或丢失 革兰阴性细菌细胞膜 外膜屏障 例 铜绿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k12porin蛋白 ompf和ompcompf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 铜绿假单胞菌的细胞外膜上没有大多数革兰阴性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 敏感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关闭或消失 细菌就会对该抗菌药物产生很高的耐药性 亚胺培南主要是通过一个特殊的孔蛋白通道oprd2进入细菌 一旦这一孔蛋白通道消失 则产生耐药性 后天获得 插入序列引起oprd2缺失 铜绿 主动流出机制 主动流出 外排 系统 activeeffluxsystem 流出泵 effluxpump 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 已报道的具有主动流出机制的致病菌 铜绿假单胞菌 不动杆菌 链球菌 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 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 造成对抗菌药物耐药程度的普遍提高 细菌生物被膜 bacterialbiofilm bbf bbf是指细菌吸附于惰性物体如生物医学材料或机体粘膜表面后 分泌多糖基质 脂蛋白等多糖蛋白复合物 使细菌相互粘连并将其自身克隆聚集缠绕其中形成的膜样物 bbf感染主要包括生物医学材料相关感染 biomaterial associatedinfections 和生物被膜病 bacterialbiofilmdiseases 细菌生物被膜相关感染特点 常有相互转化的静止期和发作期抗菌药物初始可能有效 以后常常失败 致病菌主要来自皮肤和周围环境 包括金黄色葡萄球菌 大肠埃希菌 假单胞菌属 表皮葡萄球菌等 形成后具有强大的耐药屏蔽作用 细菌生物被膜 细菌生物被膜相关感染防治 抑制bbf的形成 大环内酯类 红霉素 阿奇霉素 克拉霉素等 可抑制多糖蛋白复合物合成酶 破坏bbf结构 促进其他药物渗透对形成稳态的bbf用能通过的杀菌剂来治疗 bbf形成初期 72小时 使用大剂量 渗透性强的敏感抗生素治疗 如氟喹诺酮类 生物医学材料相关感染 如呼吸机导管 加强护理 尽早撤机 注意引流 防止口腔及胃腔内定植菌进入呼吸道 联合 氟喹诺酮类 克林霉素类 利福霉素类 铜绿假单胞菌的生物被膜电子显微镜放大5000倍 经磷霉素和氧氟沙星治疗后电子显微镜放大5000倍 主要抗菌药物的作用机制和细菌耐药机制 主要抗菌药物的作用机制和细菌耐药机制 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 替加环素 tigecycline 克林霉素联合 夫西地酸 利福平 米诺环素 氟喹诺酮 mrsa 万古霉素治疗mrsa感染的疗效减低 cid2008 46 193 克林霉素 存在诱导耐药的可能 有治疗失败的报告 诱导耐药性菌株在疗程中易突变成固有耐药 在选用本品前宜先做d试验tmp smz 临床资料少 有治疗失败的报告 过敏反应10 剂量需较大 利福平 单用易产生耐药 与tmp smz拮抗常与夫西地酸合用米诺环素与多西环素 临床资料少 有耐药菌出现氟喹诺酮类 过多使用可选择出mrsa菌株 用于临床后mrsa迅速产生耐药性 新的fq需临床研究资料 vre vancomycin resistantenterococci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62 500mg 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 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 青霉素耐药肺炎链球菌penicillin resistantstreptococcuspneumonia 2002 2003年全国肺炎球菌监测结果 地区总数耐药 中介 北京协和818 6 18 5浙医附一6822 1 44 1中国医大附二6513 8 21 5上海中山7231 9 20 8武汉同济医院6127 9 26 2广州中山附一425 0 0北京幼儿园6334 9 12 7合计41422 7 23 7 青霉素敏感与耐药肺炎链球菌比较 prsp mic 0 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 莫西碳青霉烯类新抗菌药物 泰利霉素 链阳霉素等 铜绿假单胞菌 耐药机制主动外