医学微生物学6-细菌耐药

第6章细菌的耐药性p.63一、抗菌药物的种类与作用机制二、耐药性的遗传机制三、耐药性的生化机制四、细菌耐药性的防治,第二节细菌的耐药机制,1.耐药(drugresistance)的概念:细菌能抵抗药物作用，使该药物不能达到预期的临床杀菌或抑菌效果；亦即“相对抗性”。,自身保护的结果抗菌药物泛用和滥用的结果耐药程度：用MIC表示,临床上以“治疗浓度”与MIC的关系表示：S（敏感）：血药浓MICR（耐药）：血药浓MICI（中介）：血药浓介于两者之间,固有耐药性(intrinsicresistance)：天然不敏感性由细菌染色体决定，代代相传的性状获得耐药性（acquiredresistance）：在正常情况下对某种药物敏感的细菌群体中出现的耐药性，由染色体基因突变或耐药基因转移造成。,2.耐药的分类,多重耐药（multidrugresistance,MDR）细菌同时对多种作用机制不同的药物具有耐药性交叉耐药（crossresistance）细菌对某一种药物产生耐药后对其他作用机制相似的药物也产生耐药,一、细菌耐药的遗传机制,1.固有耐药的遗传机制,2.获得性耐药的遗传机制,1.固有耐药的遗传机制,染色体带有编码耐药性的基因，种属特异性决定如青霉素酶基因、氨基糖甙类乙酰转移酶基因等某些细菌特有的细胞壁有效屏障某些细菌外膜上的孔蛋白通透性极低,2.获得性耐药的遗传机制,染色体基因突变：产生对单种药物的耐药性突变是自发的、随机的自发突变率：10-910-6,耐药基因转移元件,整合子(integron),质粒(plasmid),转位因子(transposableelement),IS,r决定因子,IS,RTF,r决定因子,R质粒结构示意图,RTF,转位因子结构示意图,IR,IR,中心序列,跳跃基因元件，不能独立复制末端重复序列与插入功能有关宿主范围很广,整合子（integron，In）具有位点特异性重组功能的一种基因片段，能识别并捕获移动性基因盒，基因盒常携带耐药基因可存在于质粒、转座子或染色体上,又称为整合子基因盒系统integron-genecassettessystem,组成,中间的可变区域1个或多个基因盒,3端保守区（3CS）,5端保守区（5CS）,整合子基因盒系统的结构,5,3,intI,gene2,gene1,整合子结构示意图,attI,A,B,C,P1,P2,P,attC,5CS,intI基因,编码整合酶integrase，催化基因盒整合至具有同源性的短序列（attI或attC）之间,外源基因整合位点attI,两个启动区域,根据intI基因的不同，可将In分为六类,由3个ORF组成qacE1编码季胺类化合物耐药性sul1编码磺胺类药物耐药性ORF5功能不明,3CS,基因盒（genecassettes）可移动的小分子DNA，仅携带一个基因和一个特异性重组位点（即attC，又称59-baseelement），不含启动子attC的两端为7个bp的回文序列目前发现的基因盒携带的基因绝大多数为抗生素耐药基因,基因盒有两种存在形式,整合状态的线性分子,不能复制的游离环状分子,基因盒起源的假说：来自细菌mRNA的反转录产物,gene,gene,整合子与转位因子的关系,整合子是缺陷转位因子或转位因子的变体整合子缺少转位基因，不能启动自身转移基因盒不以反向重复序列为界,关于基因转移元件的推测,单个基因自发突变,耐药基因,接合性菌毛转化转导温和噬菌体转座（易位）宿主范围很广，多重耐药菌株产生的重要原因转位因子质粒质粒染色体,基因转移方式,接合时F因子的转移与复制,F+,F,染色体,F质粒,转化,供体菌,转导,噬菌体DNA,转座作用的Shopiro模型,A,B,Tn,供体质粒,C,D,靶序列,受体质粒,A,D,C,B,合成互补链,1)抗生素的诱导作用2)抗生素的筛选作用,3.抗生素在耐药性形成中的作用,二、细菌耐药的生化机制,1.产生钝化酶（modifiedenzyme）或修饰药物的化学结构，使之失去抗菌活性2.改变菌体内药物作用的靶位（target）3.阻止抗菌药物到达菌体内，抗生素渗透障碍4.主动外排5.其他：改变代谢、产生拮抗剂等,1.钝化酶或灭活酶,1)内酰胺酶根据氨基酸和核酸组成分4组胞外酶，多数可诱导，基因常位于质粒或转座子上,1.钝化酶或灭活酶,2)氯霉素乙酰转移酶胞内酶，由质粒或染色体基因编码3)红霉素酯化酶组成酶，由质粒介导,1.钝化酶或灭活酶,4)氨基糖苷类钝化酶分3类：乙酰转移酶（AAC）游离氨基乙酰化磷酸转移酶（APH）游离羟基磷酸化核苷转移酶（AAD）游离羟基核苷化一种氨基糖苷类可被多种钝化酶所作用，同一种酶又可作用于几种结构相似的氨基糖苷类由质粒控制,2.靶位改变,青霉素结合蛋白（PBP）PBP数量改变或缺失药物与PBP亲和力降低诱导性PBP的出现,2.靶位改变,正常PBP：PBP1，PBP2，PBP3，PBP3，PBP4,2.靶位改变,万古霉素耐药表型：VanA，VanB喹诺酮类药物的两个靶酶：DNA螺旋酶，拓扑异构酶IV药物靶位的过度表达,3.抗生素渗透障碍,膜通透性改变膜孔蛋白（OmpF,OmpC）缺陷多向性突变特异性通道的改变脂质双层改变,3.抗生素渗透障碍,主动外排抗生素由质子偶联交换产生的质子驱动力介导膜转运系统与ATP结合,1）抗生素的诱导作用,-内酰胺类抗生素AmpC-内酰胺酶产量-内酰胺类抗生素激活金葡菌mecR1产生PBP2a，对甲氧西林耐药四环素，氯霉素等诱导大肠杆菌marA基因表达，产生多重耐药,敏感菌株，耐药菌株,2）抗生素的筛选作用,滥用抗生素,长期使用抗生素,1.用于无细菌感染并发症的病毒感染2.选用对病原菌无效或弱效的抗生素3.不分情况，使用广谱抗生素4.剂量不足或过大5.服用上次用剩的抗生素6.抗生素用作牲畜的生长剂,常见的滥用情况,第三节细菌耐药性的防治,1.合理使用抗生素根据药敏试验结果选用敏感的抗生素定期公布各标本的病原菌分离率和耐药谱掌握适当的剂量和疗程联合用药以降低耐药性突变频率避免用抗生素作预防性治疗“轮换”使用抗生素，510年为一周期,2.消毒隔离，防止耐药菌交叉感染隔离耐药菌感染患者医护人员检查病人前要严格洗手定期检查医生、护士、护工的