肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药机制冯曼

肺炎链球菌对大环内酯类抗生素耐药的研究,姓名：冯曼专业：基础兽医学,内 容 导 览,肺炎链球菌简介,大环内酯类药物简介,肺炎链球菌对大环内酯类抗生 素药物的耐药机制,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药传播,链球菌 球形或卵圆形，直径0.61.0um，多数呈链状排列，短者48个细菌组成，长者有2030个细菌组成。 链球菌是化脓性球菌的另一类常见的细菌广泛存在于自然界和人及动物粪便和健康人鼻咽部，大多数不致病。医学上重要的链球菌主要有化脓性链球菌、草绿色链球菌、肺炎链球菌、无乳链球菌等。引起人类的疾病主要有：化脓性炎症、毒素性疾病和超敏反应性疾病等。,肺炎链球菌电镜下的形态 菌体呈矛头状,多成双排列,宽端相对,尖端相背,有较厚荚膜,革兰阳性. 肺炎链球菌在正常人的口腔及鼻咽部经常存在,一般不致病,只形成带菌状态.只有在免疫力下降时才致病.尤其在呼吸道病毒感染后或婴幼儿,年老体弱者易发生肺部感染.,大环内酯类是由链霉菌产生的弱碱性抗菌素，因分子中含有一个内酯结构的14或16元环而得名。大环内酯类抗生素属于生长期抑制剂，仅对增殖期的细菌有抑制作用，而对静止期的细菌无效，但在极高浓度（为常规剂量的10-20倍）时，亦可显示出杀菌作用 。,大环内酯类简介,大环内酯类抗生素,结合在细菌核糖体的50S亚单位通道附近,肽链在50S亚单位的延长和输出受阻,影响细菌蛋白合成,干扰50S rRNA亚单位的装配过程,使50S rRNA形成有缺陷的中间体,被核糖核酸酶降解,大环内酯类都包括红霉素、乙琥红霉素、甲基红霉素、罗地霉素、罗红霉素、乙酰螺旋霉素、阿齐霉素、麦迪霉素、白霉素、交沙霉素、竹桃霉素等 大环内酯类药物之间有密切的交叉耐药性存在，因而非诱导耐药性的大环内酯类药物的开发受到重视。,大环内酯类简介,大环内酯类抗生素的应用史,第一代大环内酯类抗生素-第一个发现的大环内酯类抗生素红霉素便在1952年在美国使用。其对G+球菌及致非典型肺炎病原体的抗菌作用使其成为对青霉素过敏病人上、下呼吸道及软组织感染治疗的适宜替代药物。但是，红霉素有几方面的重要缺陷，如吸收不规则，在胃酸中不稳定，消除半衰期短，胃肠道刺激及抗菌谱较窄，对流感嗜血杆菌明显地无抗菌活性。,大环内酯类抗生素的应用史,第二代大环内酯类抗生素-对以红霉素为中心的大环内酯类抗生素的结构改造研究促进了新型大环内酯类抗生素的发展。第二代大环内酯类药物包括罗红霉素、阿奇霉素、克拉霉素、地红霉素和氟红霉素等，改进大环内酯类抗生素主要集中在增加耐酸稳定性和矫正苦味上，结构修饰多集中在分子中糖部分。,大环内酯类抗生素的应用史,第三代大环内酯类抗生素-是近年来国内外竞相探索研发的一个新领域，是把14元大环内酯C-3上的红霉糖基替换为羰基而得到的新一类抗生素， 如酮内酯类、桥酮类、4-氨基甲酸酯类、酰内酯类和烯内酯类等。该类抗生素具有独特的抗耐药作用机制，它能与细菌核糖体的两个部位结合从而抑制蛋白质的合成，而大环内酯类抗生素只能与细菌核糖体的一个部位结合因而导致产生耐药。,s,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药机制,一、核糖体靶位改变,erm 基因编码的核糖体甲基化酶,肺炎链球菌核糖体的50S大亚基的23S rRNA 的v区的A2058位点的腺嘌呤残基N-6位二甲基化,大环内酯类抗生素与核糖体作用位点的亲和力显著下降而产生耐药,s,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药机制,二、主动外排机制 1996年Sutcliffe首次发现大环内脂类外排系统，Clancy等及Tait-Kamradt等相继发现编码该系统的mefA，mefE和mefI基因（三者基因序列号分别为U70055、U83667和AJ971089），三者无论在核酸水平还是蛋白质水平均具有高度同源性，但在定位和基因序列的相关结构等方面存在不少差异。 MefA 泵属于主要易化超家族，由405 个氨基酸组成，含有12 个跨膜区域，靠质子动力外排14、15 元环大环内酯类。mef E 基因是细菌主动外排基因操纵子元件, 编码一种能量依赖的膜药物外排泵蛋白, 可将14、15 元环红霉素等大环内酯类抗生素泵出细菌细胞外, 使细菌产生低水平耐药性。,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药机制,二、主动外排机制,大环内酯类抗生素需要在肺炎链球菌菌体内蓄积足够的浓度, 才能结合足够的核糖体, 达到抑制或杀灭细菌的作用。由mef构成外排泵, 可以将进入细胞内的大环内酯类抗生素泵出细胞外而产生耐药。 仅14、15 元环大环内酯类抗生素可以激活外排泵, 而16 元环大环内酯类、林可酰胺类、链阳菌素类抗生素则不能激活外排泵。,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药机制,s,三、23S rRNA 和(或)核糖体蛋白突变 有些临床耐药株既不含erm 基因, 也没有mef 基因, 主要是由于23S rRNA 突变或者编码核糖体蛋白L4、L22的基因突变。 23S rRNA区和区以下任何一个位点( 752 , 2057 , 2058 , 2059 , 2062, 2609 和2611)发生突变, 都会引起大环内酯类抗生素与核糖体结合亲和力的改变，从而导致肺炎链球菌的耐药，突变的核糖体数量与耐药水平呈正相关。,s,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药机制,三、23S rRNA 和(或)核糖体蛋白突变 核糖体蛋白L22和L4结合于23S rRNA 的区, 参与维持23S rRNA 的立体构象。L4核糖体蛋白改变 多肽链通道变窄 大环内酯类抗生素结合部位远离该通道而失效。L22核糖体蛋白改变 多肽链通道变宽 以无效的方式结合大环内酯类抗生素。 由核糖体突变导致耐药的肺炎链球菌约占临床耐药菌株的2 %以下，在欧洲、北美洲、澳大利亚和日本等地均发现了此类菌株。国内目前尚无核糖体突变的报道。,不同地区耐药机制,世界各区域的研究表明不同地区间肺炎链球菌红霉素耐药主要机制存在一定的差别。,在加拿大、瑞士、美国mefA介导的主动外排机制是其对大环内酯类耐药的主要机制，近年来同时含ermB和mefA的耐药菌株快速增长，2004年美国已达29.6%，且99%的阳性菌株为多重耐药。,多数欧洲和亚洲国家以ermB介导的核糖体甲基化占优势，但亚洲国家ermB和mefA同时存在的比率高于欧洲及美国，如韩国占47.3%。,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素药物的耐药传播方式,一、水平传播 耐药基因经转化、转导或接合转座子接合转移给敏感菌。（ mefA定位于转座子，可以在不同球菌属间水平传递；mefE基因定位于大环内酯外排基因集合体，亦可在球菌属间水平传递，并可整合到细菌Tn2009中；目前还未发现mefI基因具有传递性。）二、克隆传播 通过旅游、接触等途径, 一些高耐药克隆株在不同国家和地区播散, 形成世界范围内对大 环内酯类抗生素耐药的传播。,小结,肺炎链球菌对大环内酯类抗生素耐药情况不断加重, 所以对所有大