遗传变异2与细菌耐药性

1、1,细菌的变异机制,基因的转移和重组 基因的突变,2,第三节 基因的转移和重组,基因转移（gene transfer） 外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。 重组（recombination） 转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。 细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转导、溶原性转换和原生质体融合等方式进行。,3,3. 转导（transduction）,以噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。 普遍性转导（generalized transduction） 局限性转导（restricted tra

2、nsduction）,4,5,供体菌,普遍性转导 ( generalized transduction),6,普遍性转导generalized transduction,前噬菌体从溶原菌染色体上脱离 增殖时噬菌体的DNA大量复制，装配时可能发生错误 转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头部的供体菌染色体注入受体菌内。 被包装的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分。,7,结果 完全转导 流产转导,8,局限性转导restricted transduction,或称特异性转导， 所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。 溶原期时，噬菌体DNA整合在细菌染色体特定部位 噬菌体DNA发生偏差分离，

3、将自身的一段DNA留在细菌染色体上，而带走了细菌DNA上两侧的基因。 当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。,9,4. 溶原性转换 (lysogenic conversion),当温和噬菌体感染细菌时，以前噬菌体形式与宿主菌基因组整合，成为溶原性细菌，使细菌获得新的性状。,10,5. 原生质体融合(protoplast fusion),两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理，细菌细胞壁被破坏，成为原生质体后进行彼此融合的过程。,11,整合,噬菌体,lysogenic conversion,噬菌体为载体,供体菌,transduction,性菌毛,供体菌,conjugation

4、,直接摄取,供体菌,transformation,转移方式,基因来源,基因的转移和重组,12,第四节 基因突变,基因突变：DNA碱基对的置换、插入或缺失所致的基因结构的变化 分为点突变和染色体畸变 碱基置换：转换（transition）和颠换（transversion） 插入或缺失导致移码突变,13,一、 基因突变规律,自发突变和诱发突变 突变率： 自发突变率很低1106 1109 诱发突变高 1104 1106 突变与选择 回复突变与抑制突变,14,影印试验(replica plating),15,二、突变型细菌及其分离,抗性突变型 营养缺陷突变型 条件致死性突变型 发酵阴性突变型,16,第

5、五节 细菌遗传变异的实际意义,影响细菌学诊断 预防耐药菌株的扩散 制备菌苗 检测致癌物 在基因工程中的应用,17,第6章 细菌的耐药性,第一节 抗菌药物的种类及其作用机制 第二节 细菌的耐药机制 第三节 细菌耐药性的防治,18,第一节 抗生素的种类及其作用机制,抗菌药物：具有杀菌和抑菌活性，用于预防和治疗细菌性感染的药物，包括抗生素和化学合成的药物。 抗生素：对特异性微生物有杀灭和抑制作用的微生物产物，有天然和人工半合成两类。 抗菌药物的种类： 按化学结构和性质来分 内酰胺类、大环内酯类、氨基糖甙类、四环素类、氯霉素 按生物来源分类： 细菌产生的、真菌产生的、放线菌产生的,19,青霉素类 头孢

6、菌素类 内酰胺类 头霉素类 碳青霉烯类 大环内酯类 抗菌药物 氨基糖甙类 四环素类 氯霉素类 喹诺酮类 磺胺类 其他,人工合成,抗生素,20,二、抗菌药物的作用机制,根据抗菌药物对细菌结构及功能的干扰环节不同，其作用机制可分为下列几类： 1.干扰细菌细胞壁的合成: 如-内酰胺类， 2.损伤细胞膜的功能:如两性霉素B、酮康唑 3.影响蛋白质合成:如氯霉素、红霉素、四环素 4.抑制核酸合成:如磺胺药、利福平、喹诺酮类,21,22,1. 干扰细菌细胞壁的合成,-内酰胺类抗生素主要竞争性与细胞膜上的转肽酶结合，使其失去活性，干扰肽聚糖的合成，使细菌无法形成细胞壁 转肽酶，即青霉素结合蛋白（penici

7、llin-binding protein, PBP）,23,2.增加细菌胞膜的通透性,某些抗生素如多粘菌素类抗生素使细菌细胞膜裂开 两性霉素B和制霉菌素能与真菌细胞膜中的磷酯结合，导致细胞膜通透性增加，从而使细菌死亡。,24,3. 抑制细菌蛋白质合成,氨基糖甙类及四环素类与细菌核蛋白体30S亚基结合， 氯霉素、红霉素与细菌核蛋白体50S亚基结合，导致细菌蛋白质合成受阻。,25,4. 抑制核酸代谢,利福平特异性地抑制细菌RNA多聚酶的活性，阻碍mRNA的合成。 喹诺酮类抑制DNA回旋酶，妨碍细菌DNA的复制。,26,5. 抗叶酸代谢干扰核酸的合成,磺胺类、甲氧苄啶、乙胺丁醇、异烟肼等。 干扰敏感

8、细菌叶酸合成，使细菌不能获得嘌呤以合成核酸。 哺乳动物细胞能直接利用周围环境中的叶酸进行代谢，但大多数致病菌必须自身合成叶酸。,27,28,抗生素药物作用部位及机制,29,第二节 细菌的耐药机制,耐药性（drug resistance）是指细菌对某抗菌药物（抗生素或消毒剂）所具有的相对抵抗性。 耐药性程度：以该药对细菌的最小抑菌浓度（MIC）表示。 敏感、耐药,30,细菌的耐药机制,内因：遗传因素 外因：滥用抗生素、消毒剂的不合理应用,31,一、 细菌耐药的遗传机制,固有耐药性（intrinsic resistance）：细菌对某些抗菌药物天然不敏感。 获得耐药性（acquired resis

9、tance）：细菌DNA的改变导致其获得了耐药性的表型。 染色体突变 质粒介导的耐药性：R质粒 转座子介导的耐药性 整合子介导的耐药性,32,钝化酶的产生： 药物作用靶位的改变 抗菌药物的渗透障碍 主动外排机制 其他,二、细菌耐药性的生化机制,33,合理使用抗菌药物； 严格执行消毒隔离制度； 加强药政管理； 研制新抗菌药物和质粒消除剂； 破坏耐药基因。,三、细菌耐药性的防治,34,小结,35,36,37,38,抗生素药物分类（按功能）,繁殖期杀菌剂 静止期杀菌剂 快速抑菌剂 慢速抑菌剂 青霉素类，头孢 氨基糖 四环素类， 如磺胺药 菌素类，-内酰 甙类， 氯霉素， 类，环丝 胺酶抑制剂，单 多

10、粘菌 大环内酯 氨酸等 环类，头霉素类 素类 类，林可 衍生物，青酶烯 霉素类等 类，头孢烯类， 磷霉素，多肽类,39,1、一种抗菌药不能控制的严重感染 （败血症、细菌性心内膜炎、化脓性脑膜炎等） 2、混合感染 3、难治性感染 4、二重感染 5、需要长期使用抗菌药物而又要防止耐药菌株发生的疾病 联合用药应适当减少各种药物的剂量, 关于抗生素联合用药,适合抗菌药物联合使用的疾病,40,1、增强作用 2、相加作用 3、无关作用 4、拮抗作用, 关于抗生素联合用药,据临床药学工作者统计： 约20%25%的： 为增强作用 约60%70%的： 无关作用或相加作用 约10%15%的： 为拮抗作用,41,两

11、种杀菌性抗生素联合使用时产生增强/协同作用 如青霉素+庆大霉素，为增强作用 （青霉素抑制敏感细菌繁殖期细胞壁合成，庆大霉素抑制敏感细菌静止期蛋白质合成，二药通过不同途径作用于细菌、加速细菌死亡） 两种快速性抑菌性抗生素联合使用时会产生相加作用。 如红霉素+氯霉素，红霉素+四环素， 或四环素+氯霉素等，为相加作用 （均通过抑制敏感细菌的蛋白质合成起作用，作用途径相同）,42,杀菌性与抑菌性抗生素联合使用时，多为无关作用 或拮抗作用 如青霉素+红霉素/四环素/氯霉素等，为拮抗作用 （青霉素是快速性杀菌性抗生素，对处于繁殖期的细菌作用较强，而红霉素、四环素和氯霉素是快速性抑菌性抗生素，可快速抑制敏感细菌的繁殖，联用则无形中削弱了青霉素的杀菌能力，青霉素也无形中削减了红霉素/四环素/氯霉素的抑菌能力）,43,新型的