细菌耐药机制

1、细菌耐药机制细菌分类细菌分类 G 葡萄球菌：金葡、表葡、溶葡、人葡葡萄球菌：金葡、表葡、溶葡、人葡 链球菌：肺炎链、化脓链链球菌：肺炎链、化脓链 肠球菌：粪肠球菌、屎肠球菌肠球菌：粪肠球菌、屎肠球菌 G 肠杆菌科：大肠、克雷伯、肠杆菌属、肠杆菌科：大肠、克雷伯、肠杆菌属、 枸橼酸、沙雷枸橼酸、沙雷 非发酵菌：绿脓、不动、嗜麦芽、产碱非发酵菌：绿脓、不动、嗜麦芽、产碱所占比例所占比例年度年度G比例比例G比例比例98-9998-9928.8%28.8%71.2%71.2%00-0100-0133.5%33.5%66.5%66.5%02-0302-0338.2%38.2%61.8%61.8%G菌株分

2、布菌株分布占革兰阳性菌比例占革兰阳性菌比例65%25%9%1%葡萄球菌属葡萄球菌属肠球菌属肠球菌属链球菌属链球菌属其它革兰阳性菌其它革兰阳性菌社区获得性呼吸道感染社区获得性呼吸道感染的常见病原体的常见病原体 肺炎链球菌肺炎链球菌 流感嗜血杆菌流感嗜血杆菌 卡他莫拉菌卡他莫拉菌 军团菌军团菌 肺炎衣原体肺炎衣原体 肺炎支原体肺炎支原体 病毒病毒 金葡菌金葡菌 革兰阴性杆菌革兰阴性杆菌 铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌 鲍氏不动杆菌鲍氏不动杆菌 肺炎克雷白杆菌肺炎克雷白杆菌 大肠埃希菌大肠埃希菌 金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 粪肠球菌粪肠球菌 G菌株分布菌株分布占革兰阴性菌比例占革兰阴性菌比例23.0%2

3、1.5%14.2%13.7%9.2%18.4%克雷伯菌属大肠不动杆菌属绿脓肠杆菌属其它抗菌药物分类抗菌药物分类 -内酰胺类内酰胺类v青霉素类：青霉素青霉素类：青霉素G、甲氧西林、氨、甲氧西林、氨苄西林、苄西林、 哌拉西林哌拉西林v头孢类：一、二、三、四代头孢类：一、二、三、四代v其它其它-内酰胺类：头霉素、碳青霉烯、内酰胺类：头霉素、碳青霉烯、单环、酶抑制剂、氧头孢单环、酶抑制剂、氧头孢 氨基糖苷类：庆大霉素、阿米卡星、奈氨基糖苷类：庆大霉素、阿米卡星、奈 替米星替米星抗菌药物分类抗菌药物分类 大环内酯类：红霉素、阿齐霉素、克拉大环内酯类：红霉素、阿齐霉素、克拉霉素、罗红霉素霉素、罗红霉素 氟

4、喹诺酮类：环丙沙星、左氧沙星、莫氟喹诺酮类：环丙沙星、左氧沙星、莫西沙星、加替沙星西沙星、加替沙星 多肽类：万古霉素、替考拉宁多肽类：万古霉素、替考拉宁 四环素类：米诺环素、替加环素四环素类：米诺环素、替加环素 氯霉素类：氯霉素氯霉素类：氯霉素 林可霉素和克林霉素林可霉素和克林霉素微生物间的抗生现象微生物间的抗生现象 抗生物质：微生物生长末期产生抗生物质：微生物生长末期产生的次级代谢产物。抑制自身蛋白、的次级代谢产物。抑制自身蛋白、酶，降低代谢，节能；杀灭对手。酶，降低代谢，节能；杀灭对手。 抗生现象：为了不被其它微生物抗生现象：为了不被其它微生物产生的抗生物质侵入与杀灭，不产生的抗生物质侵入

5、与杀灭，不断加强自身耐受与抵御能力。断加强自身耐受与抵御能力。细菌耐药性的产生细菌耐药性的产生 抗菌药物激发细菌抗生能力，耐药。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。各种耐药菌的新抗生素。 道高一尺，魔高一丈。道高一尺，魔高一丈。 出现对多种抗生素耐药的多重耐药出现对多种抗生素耐药的多重耐药菌。菌。抗菌药物作用机制抗菌药物作用机制 干扰细菌细胞壁的合成，使其不能生长繁殖：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

6、作用：损伤细菌细胞膜，破坏其屏障作用： 多粘菌素多粘菌素B、多粘菌素、多粘菌素E、两性霉素、两性霉素B、制霉、制霉菌素、米康唑、酮康唑等菌素、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影响细菌蛋白质合成，使其丧失生长繁殖的物质基础：质基础： 四环素、氯霉素、大环内酯类、林可霉素类、四环素、氯霉素、大环内酯类、林可霉素类、氨基糖苷类、夫西地酸等氨基糖苷类、夫西地酸等抗菌药物作用机制抗菌药物作用机制 抑制核酸合成或作用，影响核酸代谢，抑制核酸合成或作用，影响核酸代谢， 阻碍遗传基因的复制：阻碍遗传基因的复制： 利福霉素类、灰黄霉素、喹诺酮类、甲利福霉素类、灰黄霉素、喹诺酮类、甲 硝

7、唑、呋喃类、新生霉素等硝唑、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：异烟肼抑制结核环脂酸的合成：异烟肼 细菌耐药分类细菌耐药分类 固有耐药：染色体基因决定，代代相传。固有耐药：染色体基因决定，代代相传。 如：肠道阴性杆菌对青霉素；如：肠道阴性杆菌对青霉素； 铜绿假单胞菌对氨苄西林；铜绿假单胞菌对氨苄西林； 链球菌对庆大霉素。链球菌对庆大霉素。 获得耐药：接触抗生素后，改变代谢途获得耐药：接触抗生素后，改变代谢途径，得到的耐药。径，得到的耐药。 质粒介导、染色体介导质粒介导、染色体介导细菌耐药机制细菌耐药机制 产生灭活酶。改

8、变抗生素结构使其灭活。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。感，但仍能发挥其正常功能。 降低抗生素在菌体内的集聚。降低抗生素在菌体内的集聚。 改变外膜通透性，减少抗生素进入改变外膜通透性，减少抗生素进入 增加外流增加外流产生灭活酶产生灭活酶抗生素抗生素灭活酶灭活酶-内酰胺类内酰胺类-内酰胺酶内酰胺酶氨基糖苷类氨基糖苷类氨基糖苷灭活酶氨基糖苷灭活酶乙酰化酶乙酰化酶腺苷化酶腺苷化酶核苷化酶核苷化酶磷酸化酶磷酸化酶氯霉素氯霉素氯霉素乙酰转移

9、酶氯霉素乙酰转移酶夫西地酸夫西地酸I型氯霉素乙酰转移酶型氯霉素乙酰转移酶大环内酯类大环内酯类酯酶酯酶I、酯酶、酯酶II林可霉素类林可霉素类核苷酸转移酶核苷酸转移酶-内酰胺酶发展内酰胺酶发展 第一阶段是由于青霉素的广泛应用，导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。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现能够水解这类抗生素的质粒介导广谱酶，如：酶，如：

10、TEM-1、SHV-1等。等。 -内酰胺酶发展内酰胺酶发展 2020世纪世纪70年代，以呋辛为代表的第二代年代，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。内酰胺酶发展的第三阶段。 2020世纪世纪8080年代以来，随着第三代头孢菌年代以来，随着第三代头孢菌素和单环类抗生素的广泛使用，素和单环类抗生素的广泛使用，ESBLsESBLs大大量出现，第四阶段量出现，第四阶段 。 第五阶段：碳青霉烯酶第五阶段：碳青霉烯酶 -内酰胺酶分类内酰胺酶分类 以其功能为基础的分类以其功

11、能为基础的分类 1968年，年，Sawai， 可诱导的头孢菌素酶可诱导的头孢菌素酶 广谱广谱内酰胺酶内酰胺酶 1973年，年，Richmond和和Sykes， class IV 1976年，年，Sykes和和Matthew， A、B两大类两大类1981年，年，Mitsuhashi和和Inoue， 头孢菌素酶头孢菌素酶Csase 青霉素酶青霉素酶Pcase 头孢呋辛水解酶头孢呋辛水解酶Cxase -内酰胺酶分类内酰胺酶分类 1989年，年， Bush 1995年，年， Bush-Jacoby-Medeiros 修订补充，沿用至今。修订补充，沿用至今。 Bush, Jacoby & Medeiro

12、s -内酰胺酶分类表（内酰胺酶分类表（1995） BJM1989年年Buch分组分组Richmond-Sykes分类分类Mitsuhashi-Inoue型型分子分子分类分类酶作用底物酶作用底物 抑制作用抑制作用代表酶代表酶CAEDTA11Ia, Ib, IdCSaseC头孢菌素类头孢菌素类Amp C酶酶(从阴性菌中从阴性菌中分离分离)；MIR-12a2a没包括没包括Pcase VA青霉素类青霉素类+青霉素酶青霉素酶 (从阳性菌中从阳性菌中分离分离)2b2bIIIPcase IA青霉素类，头孢菌青霉素类，头孢菌素类素类+TEM-1, TEM-2, SHV-12be2b除除IV中中K1外，其它外，

13、其它没包括没包括CXaseA青霉素类，窄谱与青霉素类，窄谱与超广谱头孢菌素类超广谱头孢菌素类，单环类，单环类+TEM-3至至TEM-26，SHV-2至至SHV-6，催产，催产克雷伯菌克雷伯菌K1酶酶2br没包没包括括没包括没包括没包括没包括A青霉素类青霉素类 TEM-30至至TEM-36，TRC-12c2cII, VPcase IVA青霉素类，羧苄西青霉素类，羧苄西林林+PSE-1，PSE-3，PSE-42d2dVPcase II, PCaseIIID青霉素类，邻氯西青霉素类，邻氯西林林 OXA-1至至OXA-11，PSE-22e2eIcCXaseA头孢菌素类头孢菌素类+可诱导头孢菌素酶可诱导

14、头孢菌素酶(从普通变形杆菌分离从普通变形杆菌分离)2f没包没包括括没包括没包括没包括没包括A青霉素类、头孢菌青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类素类、碳青霉烯类+NMC-A(从阴沟肠杆菌从阴沟肠杆菌分离分离)，Sme-1(从粘质从粘质沙雷菌分离沙雷菌分离)33没包括没包括没包括没包括B大多数大多数 -内酰胺类内酰胺类包括碳青霉烯类包括碳青霉烯类+L1(从嗜麦芽窄食黄单从嗜麦芽窄食黄单胞菌分离胞菌分离)，Cer A(从脆弱拟杆菌从脆弱拟杆菌中分离中分离)44没包括没包括没包括没包括未测未测定定青霉素类青霉素类 青霉素酶青霉素酶(从假单胞菌从假单胞菌中分离中分离)-内酰胺酶分类内酰胺酶分类 以分子结构

15、为基础的分类以分子结构为基础的分类 1980年，年，Ambler提出，提出， A, B 1981年，年，Jaurin和和Grundstrom补充，补充，C 1988年，年，Huovinen再补充，再补充， D-内酰胺酶热点内酰胺酶热点 近年来，与细菌耐药发展和新抗生素开近年来，与细菌耐药发展和新抗生素开发密切相关的发密切相关的内酰胺酶有内酰胺酶有4类：类：ESBLs；对酶抑制剂敏感性下降的对酶抑制剂敏感性下降的内酰胺酶；内酰胺酶；质粒介导质粒介导AmpC酶；酶；水解碳青霉烯类的水解碳青霉烯类的内酰胺酶。内酰胺酶。 四类酶的初步区别四类酶的初步区别 CLAV CLOX EDTA广谱、超广谱酶广谱

16、、超广谱酶 耐抑制剂广谱酶耐抑制剂广谱酶 AmpC酶酶 金属酶金属酶 AmpC 属属BJM分类中的分类中的1组，组，Ambler分子类别中的分子类别中的class C 广泛播散于肠杆菌科细菌，非发酵菌中也有发广泛播散于肠杆菌科细菌，非发酵菌中也有发现。现。 比比ESBLs的底物谱更广。除对第一、二、三代的底物谱更广。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。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，而且可对第四代头孢菌素和碳青霉烯类敏感，而且可被低浓度的邻氯西林抑制。被低浓度的邻氯西林抑制。 改变

17、靶位蛋白改变靶位蛋白 改变靶位蛋白与抗生素亲和力改变靶位蛋白与抗生素亲和力 增加靶位蛋白数量增加靶位蛋白数量 产生敏感菌所没有的新蛋白产生敏感菌所没有的新蛋白青霉素结合蛋白（青霉素结合蛋白（PBPs） Penicillin-Binding Proteins, PBPs 占细菌全部膜蛋白的占细菌全部膜蛋白的1 多数存在内膜中多数存在内膜中 不同细菌内膜所含不同细菌内膜所含PBPs数目不等数目不等 肠杆菌属：肠杆菌属：6-8个个 肺炎链球菌、化脓性链球菌：肺炎链球菌、化脓性链球菌：5个个 金葡菌：金葡菌：5个个 淋球菌：淋球菌：3个个 流感杆菌：流感杆菌：8个个MRSA Methicillin-R

18、esistant Staphylococcus aureus, MRSA 多了一个多了一个PBP2a 由由mecA基因编码产生基因编码产生MRSA、ORSA检出率检出率27.637.441.028.640.341.60.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.01998-19992000-20012002-2003MRSAORSAMRSE、ORSE检出率检出率15.733.829.115.784.182.10.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.01998-19992000-20012002-2003MRS

19、EORSE外膜屏障外膜屏障 阴性菌：外膜；阳性菌：细胞壁阴性菌：外膜；阳性菌：细胞壁 外膜：糖肽脂多糖外膜：糖肽脂多糖 外膜屏障与外膜外膜屏障与外膜porin蛋白有关蛋白有关 porin蛋白组成传送膜通道蛋白组成传送膜通道 改变改变porin蛋白组成或数量来改变其蛋白组成或数量来改变其通透性通透性外膜屏障外膜屏障 例：绿脓对氨苄西林固有耐药例：绿脓对氨苄西林固有耐药 诱导出外膜屏障功能缺损变异株，对诱导出外膜屏障功能缺损变异株，对氨苄西林、羧苄西林的氨苄西林、羧苄西林的MIC值由值由256, 64mg/L降到。降到。 例：大肠杆菌例：大肠杆菌K12 porin蛋白：蛋白：Omp F 和和 Om

20、p C Omp F 为非特异通道，喹诺酮类、为非特异通道，喹诺酮类、-内酰胺类、四环素、氯霉素均可经其进内酰胺类、四环素、氯霉素均可经其进入细胞内入细胞内主动流出机制主动流出机制 主动流出（外排）系统主动流出（外排）系统 （active efflux system） 流出泵（流出泵（efflux pump） 将扩散进细菌细胞内的抗菌药物泵出细胞外将扩散进细菌细胞内的抗菌药物泵出细胞外 每一系统由每一系统由3部分组成部分组成一是外膜蛋白，位于细胞外膜，使药物排一是外膜蛋白，位于细胞外膜，使药物排到菌体外；到菌体外；二是内膜蛋白，位于细胞内膜，识别药物二是内膜蛋白，位于细胞内膜，识别药物并将其主动

21、运出；并将其主动运出；三是膜融合蛋白，连接内、外膜。三是膜融合蛋白，连接内、外膜。主动流出机制主动流出机制 底物非常广泛，且一种细菌中可存在多底物非常广泛，且一种细菌中可存在多种不同的主动流出系统种不同的主动流出系统 是细菌形成多重耐药的主要原因。是细菌形成多重耐药的主要原因。主动流出机制研究方法主动流出机制研究方法 传统：进行完整的细胞物质运动力学分传统：进行完整的细胞物质运动力学分 析。以同位素或荧光标记转运底析。以同位素或荧光标记转运底 物。易受干扰。物。易受干扰。 Rosen和和Mcclee法：法： 反翻膜泡（反翻膜泡（Inverted membrane vesicles）。用）。用法

22、国压力器（法国压力器（French press）破坏细胞，离心）破坏细胞，离心收集膜沉淀，制成膜泡。使完整细胞的内面转收集膜沉淀，制成膜泡。使完整细胞的内面转为膜泡外面，主动外排变为主动摄取。为膜泡外面，主动外排变为主动摄取。主动流出机制主动流出机制 已报道的具有主动流出机制的致病菌：已报道的具有主动流出机制的致病菌：大肠埃希菌大肠埃希菌、铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌、金黄色葡、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、空肠弯曲杆菌萄球菌、表皮葡萄球菌、空肠弯曲杆菌等。等。 已报道的能被泵出菌体外引起耐药的抗已报道的能被泵出菌体外引起耐药的抗菌药物：菌药物：四环素类四环素类、氟喹诺酮类氟喹诺酮类、大环、大环内

23、酯类、氯霉素、内酯类、氯霉素、 -内酰胺类。内酰胺类。常见耐药菌的治常见耐药菌的治疗选择疗选择细菌耐药机制MRSA首选：万古霉素首选：万古霉素替代：替考拉宁、替代：替考拉宁、TMP/SMZ、 链阳菌素（链阳菌素（streptogramins）、）、 利奈唑烷（利奈唑烷（linezolid）、）、 达托霉素（达托霉素（Daptomycin）、）、 Oritavancin(LY333328) 、 Dalbavancin联合：夫西地酸、磷霉素、利福平、新生联合：夫西地酸、磷霉素、利福平、新生 霉素、氟喹诺酮霉素、氟喹诺酮VREVancomycin-resistant Enterococci 固有耐药

24、固有耐药 ： 内酰胺类抗生素（特别内酰胺类抗生素（特别 是头孢菌素和耐酶青霉素）是头孢菌素和耐酶青霉素） 低浓度的氨基糖苷类抗生素低浓度的氨基糖苷类抗生素 克林霉素克林霉素 氟喹诺酮类抗菌药物氟喹诺酮类抗菌药物 甲氧苄氨嘧啶甲氧苄氨嘧啶-磺胺甲基异恶唑磺胺甲基异恶唑 VRE获得性耐药：高浓度的获得性耐药：高浓度的 内酰胺类抗生素内酰胺类抗生素 高浓度的氨基糖苷类抗生素高浓度的氨基糖苷类抗生素 糖肽类糖肽类 四环素四环素 红霉素红霉素 氟喹诺酮类抗菌药物氟喹诺酮类抗菌药物 利福平利福平 氯霉素氯霉素 夫西地酸夫西地酸 呋喃妥英呋喃妥英 VREv肠球菌对肠球菌对-内酰胺类抗生素的耐药机制：内酰胺类

25、抗生素的耐药机制：产生了与产生了与 内酰胺类亲和力低的内酰胺类亲和力低的PBP5 v肠球菌对氨基糖苷类抗生素的耐药机制：肠球菌对氨基糖苷类抗生素的耐药机制：中度耐药（中度耐药（MIC在在62500mg/L之间），之间），原因是通透性低；原因是通透性低； 高度耐药（高度耐药（MIC 2000mg/L），原因之），原因之一是产生氨基糖苷类灭活酶一是产生氨基糖苷类灭活酶 。VREv肠球菌对糖肽类抗生素的耐药机制：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合成了一种新的肽聚糖前体D-丙氨酰丙氨酰-D-乳酸羧肽，替代了正常的乳酸羧肽，替代了正常的D-丙氨酰丙氨酰-D-丙氨酸二肽，而新的羧

26、丙氨酸二肽，而新的羧肽对糖肽类亲和力大大下降肽对糖肽类亲和力大大下降 （靶位（靶位改变）改变）D-LacD-LacD-LacD-AlaD-Ala D-AlaUDP-MurNAc-tripeptideD-Ala D-AlaD-AlaUDP-MurNAc-tetrapeptideVMUDP-MurNAc-tripeptideDdlVanXVanAVMPyruvateD-AlaAdding enzymeUDP-MurNAc-tripeptideD-AlaVMAdding enzymeVanHVanYVanRVanSVREv针对针对VRE感染的经验治疗首先应参考当地的细感染的经验治疗首先应参考当地的细

27、菌耐药状况并结合实验室的菌种鉴定和药敏结菌耐药状况并结合实验室的菌种鉴定和药敏结果果 。v粪肠球菌：青霉素粪肠球菌：青霉素G、氨苄西林、磷霉素、呋喃、氨苄西林、磷霉素、呋喃妥因妥因v高度耐药：对高度耐药：对-内酰胺类、新喹诺酮、氨基糖苷内酰胺类、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。等进行药物敏感试验，以选择联合方案。v链阳菌素、利奈唑烷、达托霉素、链阳菌素、利奈唑烷、达托霉素、Oritavancin、晚霉素（晚霉素（SCH27899）、）、Tigilcycline(GAR-936)等。等。 PRSPPenicillin-Resistant Streptococcus pneumonia 头孢曲松或头孢噻肟头孢曲松或头孢噻肟 大剂量青霉素（大剂量青霉素（1000万单位万单位/日）或氨苄西林日）或氨苄西林v 万古霉素利福平万古霉素利福平 有活性的喹诺酮类如：左氧、莫西有活性的喹诺酮类如：左氧、莫西 碳青霉烯类碳青霉烯类青霉素敏感与耐药肺炎链球菌比较青霉素敏感与耐药肺炎