中华医学会(细菌耐药与对策)

1、人类致病菌耐药现状人类致病菌耐药现状与防治对策与防治对策罗晓星罗晓星 教授教授第四军医大学药学系 西安2005.11FOURTH MILITARY MEDICAL UNIVERSITY1 抗生素发展简史2 细菌耐药的现状3 细菌耐药导致的严重后果4 细菌耐药发生的机理5 导致细菌发生耐药性的原因6 控制细菌耐药的对策一、抗生素发展简史一、抗生素发展简史1929 Alexander Fleming 发现青霉素The British Journal of Experimental Pathology,1929, Vol. X, p. 226. ON THE ANTIBACTERIAL ACTION

2、 OF CULTURES OF A PENICILLIUM, WITH SPECIAL REFERENCE TO THEIR USE IN THE ISOLATION OF B. INFLUENZAE. ALEXANDER FLEMING, F.R.C.S. From the Laboratories of the Inoculation Department, St. Marys Hospital, London. Received for publication May 10, 1929. Flemings original petri dish 1939 Howard Florey 和

3、Ernst Chain分离获得青霉素， 用于动物试验。研究工作结果发表在1940和1941年 的柳叶刀杂志上。1942 青霉素首次用于救治战伤患者，拯救了 许多人 的生命。1950s 大量抗生素用于临床。1944 在诺曼底登陆时期，青霉素大量地被英美军队用于 治疗战役中的伤病员。1945 Fleming 、Florey和Chain分享了诺贝尔医学与 生理学奖。A poster from World War II, dramatically showing the virtues of the new miracle drug, and representing the high level o

4、f motivation in the country to aid the health of the soldiers at war.“Close the book on infection disease”US Surgeon General William Stewart, 1969“Infection disease will be with us for the foreseeable future”Harvard Medical School Mary Wilson, 1998 耐药细菌在耐药细菌在世界范围内广泛散布世界范围内广泛散布 耐药菌散布速度极快耐药菌散布速度极快 人类滥

5、用抗生素导致细菌耐药人类滥用抗生素导致细菌耐药细菌一旦对抗生素产生耐药性，这种耐药性一代代的传下去，形成耐药菌株。人类一旦感染了这些耐药细菌，将会带来严重后果。二、细菌耐药现状二、细菌耐药现状Influenza in 1918JAMA. 1999; 6;281(1):61-6.the interior of the old Kansas Building at Camp Funston during the height of the epidemic. Convalescent41008060402001980197519851990199520001997VISAVISAVREVREMRS

6、AMRSAMRSEMRSENPSPNPSPPercentage ofPathogensResistant toAntibioticsGram-Positive Resistance - United States, 1980-1999Paladino JA. Am J Health Syst Pharm 2000;57 Suppl 2:S10-2.Em ergence of Anti bi oti cEm ergence of Anti bi oti c- -R esi stant B acteri aR esi stant B acteri aCohen; Science 1992;257:

7、1050Gram-negative rodsEnterococcus sp.N. gonorrhoeaeH. influenzaeM. catarrhalisS. pneumoniae19501960197019801990S aureus PenicillinAmpicillin3rdgen CephalosporinsQuinolonesFigure: Data from voluntary reporting of the proportion of isolates of Staphylococcus aureus from blood culture that are methici

8、llin resistant, England and Wales.Journal of Antimicrobial Chemotherapy (2005) 56, 455462Variation in MRSA proportions between hospitals with AST results of more than 20 blood isolates. Only countries with more than one hospital are displayed.EARSS Newsletter 2004.3 Isolation rates of MRSA in differ

9、ent kinds of institutions. The isolation rates of MRSA in clinics ( ), small- ( ) and large- ( ) sized hospitals and total isolation rate ( ) were investigated every half year. The “1” in the Figure shows the first half of the year and the “2” shows the latter half of the year. JapanIsolation of MSS

10、A and MRSA in various age groups and their isolation from various types of specimens. MSSA and MRSA were isolated from various specimens. (A) isolation of MSSA and MRSA in age groups. (B) isolation of MSSA and MRSA from various specimens.JapanABPC, ampicillin; AMPC, amoxicillin; PIPC,piperacillin; S

11、BTPC, sultamicillin; CCL, cefaclor; CEZ, cefazolin; CMZ, cefmetazole; CTM, cefotiam; CAZ, ceftazidime; SBT/CPZ, sulbactam/cefoperazone; FMOX, flomoxef; IPM/CS, imipenem/cilastatin; LMOX, latamoxef; ABK, arbekacin; AMK, amikacin; DKB, dibekacin; EM, erythromycin; MINO, minocycline; DOXY, doxycycline;

12、 CLDM, clindamycin; NFLX, norfloxacin; OFLX, ofloxacin; LVFX, levofloxacin; FOM, fosfomycin; VCM,vancomycin.JapanBritish Medical Bulletin 2005; 73: 1724Antibiotic discovery and resistance developmentIn 1993Mortalities due to infectious disease 16.5 million vs Mortalities due to chronic disease 15.6

13、million超级细菌蔓延英医院超级细菌蔓延英医院 数百婴儿病房内感染数百婴儿病房内感染据英国泰晤士报2005年2月25日报道，英国每年有10万人在医院接受治疗时被感染MRSA病菌。如今，随着婴儿感染MRSA细菌病例的增加，英国卫生部投入了14万英镑（约合22.6万美元）着手开展对这一问题的调查。 根据统计的资料显示，在过去的5年中英国死于MRSA的人数增加了一倍，从487人增加到955人。不过专家们推测，死于这种细菌的实际人数要比记录中多得多。中国感染控制杂志 2006; 5(2):153-155江苏镇江某医院资料中国感染控制杂志 2006; 5(2):153-155江苏镇江某医院资料临床5

14、2家医院常见分离菌株的药物敏感性监测中华检验医学杂志 2006;29(5):452-457北京大学第三附属医院、解放军总医院、302 医院、北京友谊医院、北京儿童医院、华中科技大学附属同济医院、华中科技大学附属协和医院、湖北医科大学附属第一人民医院、湖北医科大学附属第二医院、武汉市第一医院、武汉市第三医院、武汉市第四医院、武汉钢铁集团第一职工医院、黄石市中心医院、荆州市中心医院、宜昌市中心医院、襄樊市中心医院、十堰市太和医院、十堰市东风中心医院、湖北中医药大学中心医院、武汉市儿童医院、中国医科大学第一附属医院、中国医科大学第二附属医院、沈阳军区总医院、大连医学院第一附属医院、大连医学院第二附属

15、医院、辽宁省医院、天津市第一中心医院、天津市第二中心医院、天津市第四医院、北京协和中医药大学血液病研究所、天津市环湖医院、天津医科大学附属医院、天津市公安医院、天津中医学院第一附属医院、天津肿瘤医院、天津市第三中心医院、天津市胸科医院、天津医科大学附属第二医院、天津市塘沽区医院、天津市儿童医院、广州军区总医院、第一军医大学南方医院、中山医科大学第一附属医院、暨南医学院附属华侨医院、广州医学院附属第一医院、广州医学院附属第二医院、东莞市东华医院、浙江大学第一附属医院、浙江医科大学第二附属医院、广西医科大学第一附属医院、河北医科大学第二附属医院中华检验医学杂志 2006;29(5):452-457

16、中华检验医学杂志 2006;29(5):452-457金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌肺炎链球菌粪肠球菌屎肠球菌青霉素G84.984.62.946.274.1氨苄西林37.572.1哌拉西林53.650.4NT61.884.5哌拉西林/他唑巴坦45.229.9NT59.886.2头孢曲松39.817.90NTNT头孢克洛41.015.429.4NTNT头孢噻肟36.716.20NTNT头孢呋辛39.817.114.7NTNT头孢丙烯39.813.717.6NTNT头孢吡肟38.016.20NTNT亚安培南29.512.00NTNT美罗培南34.315.48.8NTNT庆大霉素

17、34.935.9NTNTNT红霉素70.576.164.784.587.9环丙沙星42.235.9NT53.472.4氧氟沙星51.470.7左氧沙星50.267.2加替沙星35.558.6万古霉素00005.2替考拉宁00005.220022003中国几种革兰阳性细菌对常见抗生素的耐药率的比较中国几种革兰阳性细菌对常见抗生素的耐药率的比较中华检验医学杂志, 2005, 28(3): 254-265 中国是世界上滥用抗生素最为严重的国家之一，由此造成的细菌耐药性问题尤为突出。临床分离的一些细菌对某些药物的耐药性已居世界首位。但人们普

18、遍对其危害性知之甚少但人们普遍对其危害性知之甚少。由于开发新型抗生素的速度远没有耐药细菌产生的速度快，照此下去，有专家估计，中国人将可能自食恶果，率先进入“后抗生素时代后抗生素时代”，亦即回到抗生素发现之前的黑暗时代，那绝对是一场重大灾难。中国致病细菌耐药现状细菌耐药已成为世界性的灾难细菌耐药已成为世界性的灾难致病细菌耐药的出现与扩散正在成为世界性的灾难贫穷国家贫穷国家：抗生素用量不足，不能有效完成疗程，导致敏感细菌被杀死，抵抗力较强的耐药细菌得以生存，繁殖。富裕国家富裕国家：过度滥用抗生素，给许多不需使用抗生素的患者应用抗生素；给家畜，家禽大量应用抗生素，最终导致耐药细菌的出现。世界各国之间

19、的交往频繁，耐药细菌极易在世界范围内扩。三、耐药细菌感染后带来的严重后果三、耐药细菌感染后带来的严重后果 患者死亡率增加 （与非耐药或敏感细菌感染相比） 住院时间延长 用于治疗的费用增加 （选用昂贵的抗生素，数种抗生素 合用，使用抗生素的时间延长） 与治疗相关的医疗开支增加 感染并发症增加 增加耐药细菌散布传播的机会有专家指出，滥用抗菌药物对人类有四大危害：一是诱发细菌耐药。病原微生物为躲避药物，在不断地变异，耐药菌株也随之产生。目前，几乎没有一种抗菌药物不存在耐药现象。二是损害人体器官。抗菌药在杀菌的同时，也会造成人体损害，如影响肝、肾脏功能、胃肠道反应及引起再生障碍性贫血等。三是导致二重感

20、染。在正常情况下，人体的口腔、呼吸道、肠道都有细菌寄生，寄殖菌群在相互拮抗下维持着平衡状态。如果长期使用广谱抗菌药物，敏感菌会被杀灭，而不敏感菌乘机繁殖，未被抑制的细菌、真菌及外来菌也可乘虚而入，诱发又一次的感染。四是造成社会危害。滥用抗菌药物可能引起一个地区某些细菌耐药现象的发生，对感染的治疗会变得十分困难，这样发展下去，人类将对细菌束手无策。Critical Care Medicine 2001; 29(4)Supplement: N114-120Impact of antibiotic resistance on clinical outcomes and the cost of car

21、e美国每年大约有250,000人因患耐药细菌感染所致菌血症而入院，其死亡率为35 %。每位幸存者的住院时间多24天，多花费40,000美元美国国家科学院医学研究所 (The Institute of Medicine The Academy of Science) 的调查研究表明，美国每年用于对付抗药细菌感染的治疗费用高达300亿美元WHO 已向全世界发出警告DRUG RESISTANCE THREATENS TO REVERSE MEDICAL PROGRESS耐药性的威胁正在逆转医学的进步耐药性的威胁正在逆转医学的进步Curable diseasesfrom sore throats an

22、d ear infection to TB and malaria are in danger of becoming incurable一些诸如咽喉炎，耳朵感染，结核和疟疾等可治一些诸如咽喉炎，耳朵感染，结核和疟疾等可治愈的疾病正在变为不可治愈疾病的危险之中。愈的疾病正在变为不可治愈疾病的危险之中。目前我们还有有效药物治愈几乎所有的感染性疾病，但是我们正在经历失去这些有效药物的危险如果我们不能有效地控制耐药细菌感染，那么这些耐药细菌将把这个世界带回到抗生素前时代-既我们的祖父母曾经生活的没有抗生素的时代。我们决不希望这种情况发生在我们的子孙身上。我们这个世界或许只有十年或二十年的时间来使用目

23、前仍然有效的，用于控制感染疾病的抗生素，我们正在与时间竞赛来控制感染性疾病，而不希望感染性疾病战胜药物。WHO总干事Gro Harlem Brundtland博士指出：WHO感染疾病计划常务主任David Heymann博士强调：Drug-Resistant Bacteria Still on the RiseNew York Times December 28, 2000 Denise GradyBacteria are adapting to the excessive use of antibiotics by evolving into hard-to-kill superbugs.

24、Nature 18 September 2003 Tom KlarkeDrug companies snub antibiotics Speaker in the 43rd Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy in Chicago said that many firms, such as Roche and Eli Lilly, are turning away from antibiotics to concentrate on treatments for chronic illness ins

25、tead.四、细菌耐药性发生的机理四、细菌耐药性发生的机理1 天然或固有耐药性(Natural or intrinsic resistance) Inaccessibility of the target (i.e. impermeability resistance due to the absence of an adequate transporter: aminoglycoside resistance in strict anaerobes) Multidrug efflux systems: i.e. AcrE in E. coli, MexB in P. aeruginosa D

26、rug inactivation: i.e. AmpC cephalosporinase in Klebsiella Target site modification (i.e. Streptomycin resistance: mutations in rDNA genes (rpsL), -lactam resistance: change in PBPs (penicillin binding proteins) Reduced permeability or uptake Metabolic by-pass (i.e trimethoprim resistance: overprodu

27、ction of DHF (dihydrofolate) reductase or thi- mutants in S. aureus) Derepression of multidrug efflux systems 2. 突变耐药性（突变耐药性（Mutational resistance）Drug inactivation (i.e. aminoglycoside-modifying enzymes, -lactamases, chloramphenicol acetyltransferase) Efflux system (i.e. tetracycline efflux) Target

28、 site modification (i.e. methylation in the 23S component of the 50S ribosomal subunit: Erm methylases) Metabolic by-pass (i.e trimethoprim resistance: resistant DHF reductase) 3外源性或获得性耐药性 (Extrachromosomal or acquired resistance ) Disseminated by plasmids or transposonsBABy-passAltered targetEfflux

29、ImpermeabilityInactivationMechanism of Antibiotic Resistance12345五、诱发细菌耐药性的主要原因五、诱发细菌耐药性的主要原因 滥用抗生素滥用抗生素在我国，滥用抗生素的情况十分普遍， 表现为盲目使用抗生素，调查资料显示： 我国门诊感冒患者约有75应用抗生素。 外科手术围手术期应用抗生素的情况则高达95。 住院患者中，抗生素应用率为79，这一数字远高于 英国的22%和各国平均水平30%。其中使用广谱抗生素和 联合使用两种以上抗生素的占58。 医院不做药敏试验就使用抗生素的情况也十分严重。不合理处方和患者滥用使一些人畜共患的致病微生物耐药

30、性或明显变异的致病微生物直接传给人类。在动植物中滥用抗生素，使一些微生物产生明显的基因突变，产生所谓的“超级细菌”或“超级微生物”，使原本对人类不致病的微生物变得致病了抗生素不仅会通过肉类食品进入人类食物链，还会随家畜的排泄物大量进入农田、农作物，将使大肠杆菌等自然界广泛存在的微生物也产生耐药性。 抗生素添加剂的广泛应用The majority of antibiotics used in food animals belong to classes of antibiotics which are also used to treat human illness; these include

31、: tetracyclines (四环素类) sulfonamides (磺胺类) penicillins (青霉素类) fluoroquinolones(喹诺酮类) macrolides (大环内酯类） cephalosporins(头孢菌素类) aminoglycosides(氨基糖苷类) chloramphenicols(氯霉素类) streptogramins (链阳性菌素类) Because these classes of antibiotics are similar, then bacteria resistant to antibiotics used in animals

32、will also be resistant to antibiotics used in humans.Prolonged chemotherapy can lead to an enhanced rate of emergence of resistance to antibacterial agents.a | Most multiplying bacteria are killed by bactericidal antibiotics, such as penicillin. b | Surviving bacteria that are not killed can, over a

33、 period of days, produce resistant clones, which are then selected by the antimicrobial agent. This results in the resistant clone becoming predominant.六、控制细菌耐药的基本对策六、控制细菌耐药的基本对策患者患者不要坚持为自己或子女应用抗生素。咨询医生何种抗生素对自身的感染有效，并了解作用与副作用。牢记大多数的感冒、咳嗽、咽喉痛、流涕由病毒感染所致，抗生素对其无效。一定要按疗程服用抗生素，即使病情好转也不中断。不要使用过期的抗生素。养成勤洗手的

34、习惯。医生医生不要过度开抗生素处方尽量选择选择性高的“窄谱”抗生素，保存广谱抗生素用于对老抗生素耐药的细菌检查完每一位患者均应洗手告诉患者细菌耐药的危险性熟知每一位患者的免疫状态抗微生物药的合理选择经验治疗 (原始治疗）：因无法确定感染的微生物， 故抗生素必须覆盖所有可能的微生物，常选用 联合治疗或单一广谱抗生素。确定治疗：确定了病原体，选用窄谱、低毒性的抗生素。选择抗生素时需要考虑的因素：1、选择药敏试验2、药代动力学因素：药物到达感染部位，浓度MIC。3、给药途径4、宿主防御因素：宿主防御机能的状态。5、局部因素：感染局部细胞碎片，脓液影响疗效。6、年龄7、遗传8、药物过敏抗微生物药治疗的

35、合并应用抗微生物药治疗的合并应用抗微生物药临床合用的指征：1、尚不清楚特殊病原的严重感染治疗。2、治疗混合细菌感染。 3、提高治疗特殊感染时的抗菌疗效。4、阻止微生物突变所产生的耐药：例如某种微生物对第 一种药物产生耐药性的频率是10-7，对第二种药物是 10-6, 该微生物同时对两种药物产生耐药的理论频率应 该是10-13。抗生素的临床选择原则抗生素的临床选择原则首先要掌握抗生素的抗菌谱 根据致病菌的敏感度选择抗生素 根据感染疾患的规律及其严重程度选择抗生素，重症深部感染选择抗菌作用强，血与组织浓度均较高的抗生素。根据抗菌药物的药动学特点选择抗生素（吸收、分布、消除）。 Public cam

36、paign, physician education, and increased antibiotic cost25899091 929394959605101520Stephenson, JAMA 1996;275:175 C ontrol l i ng C ontrol l i ng Pneum ococcalPneum ococcalR esi stanceR esi stance- -I cel andI cel and% nonsusceptible S. pneumoniaeC ontrol l i ng Erythrom yci n R esi stance i n C ont

37、rol l i ng Erythrom yci n R esi stance i n G roup A Streptococci G roup A Streptococci - -Fi nl andFi nl andSeppala, NEJM 1997;337:441YearErythromycinconsumption (DDD/1000)Erythromycin resistance (%)878889909192939495960123451015202530Erythromycin resistanceErythromycin consumption医院医院完善控制感染的各种措施使用紫

38、外线灯，改善环境卫生，敦促工作人员经常洗手。迅速、准确分离耐药细菌。卫生保健机构卫生保健机构敦促儿童、青少年、成年和老年人适时免疫接种。监测抗生素，特别是广谱抗生素滥用的情况。政府部门政府部门建立全国耐药细菌监测体系，建立公共卫生和医疗机构之间信息交换体系，及时发布耐药菌信息和说明。强化公共卫生机构快速监测和控制感染性疾病发生的能力；完善监测耐药菌监测实验室和和流行病调查的设备；建立培训计划，培养专业人才。设立研究基金，用于研究新型疫苗和抗生素。设立研究基金用于研究细菌致病和耐药机理。监测抗生素在食用肉食动物饲养中使用的情况。国家食品药品监督管理局规定，从2004年7月1日起，各种处方类抗菌药

39、物必须持执业医师处方才能购买研究机构研究机构继续研制新型抗生素。研发新的疫苗。制药公司制药公司在药品说明书上注明有关细菌耐药的原因。继续开发新的疫苗和抗生素。农业农业减少抗生素在动物饲料和食品中的应用。世界卫生组织世界卫生组织制定全球行的策略，加强耐药细菌的监测，加强发展中国家卫生设施（污水处理、饮水净化等）建设。1997 the World Health Organization called for a ban on using antibiotics to promote growth in animal agriculture.1998 the European Union banne

40、d adding human-use antibiotics to animal feed. The United States has no such policy. 调控调控MRSA耐药基因表达的信号通路耐药基因表达的信号通路 -内酰胺酶-内酰胺酶PBP2aMecR1 RNAMecR1 RNABlaR1 RNABlaR1 RNAMecR1MecR1BlaR1BlaR1MecIMecI反义药物反义药物反义药物BlaIBlaIAntisense antibioticFIG. 1. Effects of anti-MecR1 PS-ODN on growth of WHO-2. Cells we

41、re treated with either PS-ODNs or mismatched PS-ODN and the diluted WHO-2 was inoculated on solid agar that contained 6 g/ml of oxaccilin. The number of CFU was calculated from the number of colonies growing on plates. (A) Photograph of original culture plates. The a and b represented the control st

42、rain and mismatch PS-ODN treated strain; the c, d, e indicated 5, 10, 15 g/ml PS-ODN treated strains respectively. (B) CFU Inhibitions of WHO-2. The C was control group, the M was mismatch PS-ODN group, and 5, 10 and 15 standed for g/ml of PS-ODN in different groups. The data were expressed as mean

43、SD, n = 10, *P 0.05, *P 0.05, *P 0.01 vs control.FIG. 2. Growth rate in liquid culture of MRSA strain WHO-2. Bacteria were treated with either anti-MecR1 PS-ODNs or mismatched PS-ODN and then cells were cultured in liquid medium that contained 16 g/ml of oxacillin. Absorbance (A600) is a linear meas

44、ure of cell growth. The data were expressed as mean SD, n = 10.Fig. 3. Semi-quantification of MecR1 mRNA after treatment with antisense PS-ODN (15 g/ml) in MRSA strain WHO-2. After 2 hour incubation with PS-ODN, total-cell RNA was purified and RT-PCR was performed to quantify the transcription produ

45、cts of MecR1. (A) Gel analysis of MecR1 at 22, 24, 26, 28 and 30 cycles of PCR and 16S indicated 16S rRNA as an internal standard at 28 cycles of PCR. (B) Reduction of MecR1 mRNA in WHO-2 by PS-ODN at different cycles of PCR. n = 5, the data were expressed as mean SD, RNA expression was quantified a

46、fter scanning and by comparison with internal-control. Fig. 4. Concentration dependent reduction of MecR1 mRNA in WHO-2 by PS-ODN. After PS-ODNs were delivered into S. aureus WHO-2, cells were incubated for 2 hours. Thereafter RNA was purified and RT-PCR was carried out as described in Method and Materials. (A) Gel analysis of MecR1