細菌的耐藥與對策

1、細菌的耐藥與對策,溫州醫(yī)學(xué)院育英兒童醫(yī)院 呼吸科 羅運春,,抗菌素的問世為人類的健康和發(fā)展作出了巨大的貢獻，無疑是人類與自然界斗爭的重要里程碑。深入了解藥物的作用機制和相關(guān)的耐藥機制，尋找新的有效的抗耐藥物，合理應(yīng)用抗菌素，采用相應(yīng)的措施是非常重要的。本文就有關(guān)問題做闡述。,一 、抗菌藥物的作用機制 （一）β-內(nèi)酰胺類抗生素,作用機制

2、： 細菌具有特定的細胞壁合成需要的合成酶，即青霉素結(jié)合蛋白（Penicillin binding proteins PBP），當(dāng)β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物與PBP結(jié)合后，PBP失去酶的活性，細胞壁合成受阻。最終細胞溶解、細胞死亡。,,PBP按分子量不同可分為5種，每種又分若干類型，肺炎鏈球菌的PBP可分為PBP1A、PBP1B、PBP2A、PBP2X、PBP2B、PBP3、6個亞型；流感桿菌PBP可分為PBP1A、PBP

3、1B、PBP2、PBP3A、PBP3B、PBP4及PBP5等7種亞型。,,β-內(nèi)酰胺類抗生素的抗菌活力決定于1、  與PBP親和力的強弱2、  根據(jù)其對PBP及其亞型的作用特點 青霉素：對肺炎鏈球菌的PBP2B親和性較強。碳青酶烯類：作用于流感嗜血桿菌和大腸埃希氏菌的作用點是PBP2和PBP3，主要作用于PBP2；對革蘭氏陽性菌的作用點是PBP1和PBP2。 四代頭孢菌素：對肺炎鏈球菌的PBP2X，

4、流感桿菌PBP3A及PBP3B有較強的親和力。,（二）氨基糖苷類抗生素：慶大霉素、卡那霉素、丁胺卡那霉素等,特點：濃度依賴性、快速殺菌作用機制：抑制細菌細胞膜蛋白質(zhì)的合成并改變膜結(jié)構(gòu)的完整性。1．與細菌細胞膜上的能量依賴性轉(zhuǎn)運系統(tǒng)“I相轉(zhuǎn)運”蛋白呈低親和力結(jié)合；2．與細菌胞膜連接的核蛋白體30S亞基的高親和力位點結(jié)合不斷集聚藥物；,（三）喹諾酮類,作用機制：抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶而抑制DNA 的合成,,喹諾酮類藥物主要作用靶位是DN

5、A促旋酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ，G－菌中DNA促旋酶是喹諾酮類藥的第一靶位。DNA促旋酶通過暫時切斷DNA雙鏈，促進DNA超螺旋松解。喹諾酮類藥物嵌入斷裂DNA鏈中間，形成DNA、拓?fù)洚悩?gòu)酶、喹諾酮類三者復(fù)合物，阻止DNA拓?fù)洚悩?gòu)變化，妨礙細菌DNA復(fù)制，轉(zhuǎn)錄而殺菌。,（四）大環(huán)內(nèi)脂類,作用機制： 通過與敏感細菌核糖體50S亞基結(jié)合，主要抑制肽酰基—TRNA由A位移向P位，抑制移位酶，阻礙肽鏈延長，從而抑制細菌細胞內(nèi)的蛋

6、白質(zhì)合成。,二、細菌對抗生素耐藥的機制 1、  細菌耐藥的類型,天然或基因突變產(chǎn)生的耐藥性，通過染色體遺傳基因DNA發(fā)生突變，細菌經(jīng)突變后的變異株對抗生素耐藥。 特點：突變率很低，耐藥菌生長和分裂緩慢， 不占主要地位。,1、  細菌耐藥的類型,質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥性 指細菌接觸抗生素后產(chǎn)生的耐藥性，發(fā)生的遺傳基礎(chǔ)是染色體外的DNA片段，即耐藥質(zhì)粒。 耐藥基因可從一個質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到另一個質(zhì)粒，或從質(zhì)粒

7、到染色體或從染色體到噬菌體。 特點：耐藥因子增多，易于傳播，院內(nèi)外流行，威脅嚴(yán)重。,2、細菌耐藥的生化機制,產(chǎn)生滅活酶：如β-內(nèi)酰胺酶、氨基苷類鈍化酶和氯霉素乙酸轉(zhuǎn)移酶，金黃色葡萄球菌產(chǎn)生的青霉素酶、G-菌產(chǎn)生的β-內(nèi)酰胺酶、G-桿菌產(chǎn)生的超廣譜β-內(nèi)酰胺酶（ESBLs）和Bush I型β-內(nèi)酰胺酶。 ESBLs可水解頭孢噻肟、頭孢他啶等三代頭孢菌素，但可被酶抑制劑所抑制。,,1995年Bush等將β-內(nèi)酰胺酶分為Ⅳ型：第

8、 I 型為不被克拉維酸抑制的頭孢菌素酶第Ⅱ型為能被酶抑制劑抑制的β-內(nèi)酰胺酶第Ⅲ型為不被所有的β-內(nèi)酰胺酶抑制劑抑制的金屬β-內(nèi)酰胺酶第Ⅳ為不被克拉維酸抑制的青霉素酶,,Bush I型β-內(nèi)酰胺酶為一誘導(dǎo)酶特點：1. 在無抗生素時產(chǎn)生極微量的β-內(nèi)酰胺酶；2.接觸抗生素后可誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的酶；3.去除抗生素后產(chǎn)酶水平又可恢復(fù)。4.由Amp C基因編碼；5.當(dāng)Amp C基因突變后去阻遏表達，產(chǎn)生持續(xù)性高水平酶；6.除碳青

9、霉烯、四代頭孢菌素外，大多數(shù)β-內(nèi)酰胺類抗生素及復(fù)方酶抑制劑可被其破壞。,,BushⅡ型是由質(zhì)粒介導(dǎo)產(chǎn)生的ESBLs，主要由肺炎克雷伯氏菌、大腸埃希氏菌產(chǎn)生。ESBLs可將耐藥質(zhì)粒以轉(zhuǎn)化、傳導(dǎo)、整合、易位等方式傳播給其他細菌。從而導(dǎo)致多種細菌產(chǎn)生耐藥性。,2、細菌耐藥的生化機制,膜通透性的改變：包括改變細菌細胞壁和細胞膜的結(jié)構(gòu)、降低細菌細胞壁通透性和主動外排兩種機制。（1）阻止抗菌素進入細菌（2）將抗生素快速泵出（3）G+菌缺乏細

10、菌外膜，不存在通透性下降耐藥機制（4）G-菌通過膜孔蛋白進入細胞，某些細菌對多種抗生素耐藥，原因是其缺乏膜孔蛋白的微通道所致。,2、細菌耐藥的生化機制,抗生素與PBP親和力的改變：PBP基因的變異，使細菌細胞壁合成的蛋白酶的分子結(jié)構(gòu)改變，β-內(nèi)酰胺類抗生素?zé)o法與之結(jié)合或結(jié)合能力降低（1）產(chǎn)生新的青霉素結(jié)合蛋白：如MRSA的PBP－2”使其對青霉素、頭孢菌素類不敏感（2）PBP的結(jié)構(gòu)改變，使與β-內(nèi)酰胺類抗生素的親和力下降而導(dǎo)致耐藥

11、，如淋球菌、肺炎鏈球菌、銅綠假單胞菌,3、細菌多重抗生素耐藥性的形成機制,多重耐藥指細菌通過互不相系的耐藥機制對兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)完全各異的抗生素出現(xiàn)耐藥，Mar即多重抗生素耐藥性（multiple-antibiotic-resistance） 多藥耐藥的機制 主要有外膜蛋白的改變和主動排出機制。,4、耐藥基因的起源,目前認(rèn)為，多數(shù)產(chǎn)生抗生素的細菌和真菌具有耐藥決定因子，與那些臨床中發(fā)現(xiàn)的細菌耐藥決定因子相似，故認(rèn)為耐藥基因可以是早

12、已存在于自然界中，也可以是通過突變（基因突變）而很快形成。細菌產(chǎn)生的突變也能傳遞（基因轉(zhuǎn)移）。,三、抗耐藥菌藥物,耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA），耐青霉素肺炎鏈球菌（PRSP），耐萬古霉素腸桿菌（VRE）的出現(xiàn)，醫(yī)學(xué)界致力于研究開發(fā)具新作用靶位，新化學(xué)結(jié)構(gòu)類型的新抗菌藥，如抗菌增強劑、抗生素酶抑制劑、膜通透性增強劑、外排泵抑制劑等。,1、抗革蘭氏陽性耐藥菌新藥,新鏈陽菌素（streptogramin）類抗生素Synercid：是

13、奎奴普丁（quinapristin）與達福普?。╠alfopristin）30：70的混合劑，與細菌核糖體50S亞基結(jié)合，抑制細菌蛋白質(zhì)合成。達福普丁還能引起核糖體構(gòu)型改變，增強奎奴普丁與核糖體的親和力，兩者合用有明顯的協(xié)調(diào)作用。,,Synercid對革蘭氏陽性菌有很強的抗菌作用?？筂RSA活性比萬古霉素強，MIC為0.13—1mgL-1，抗凝固酶陰性葡萄球菌作用也強于萬古霉素，MIC為0.25—1mgL-1，抗屎腸球菌較強，1mgL-

14、1可抑制97.8%的菌株。對腸桿菌科，銅綠假單胞菌無效。,,臨床表明，對MRSA感染有效率為91%，對萬古霉素?zé)o效的屎球菌有效率為67%常見不良反應(yīng)：惡心（4.6%） 嘔吐（2.7%） 腹瀉（2.7%） 皮膚發(fā)紅（2.5%）,,惡唑烷酮類（oxazolidinones）抗菌藥利奈唑酮（Linezolid）：作用于50S核糖體亞基，抑制細菌蛋白合成中的“起始復(fù)合物”形成而發(fā)揮抗菌作用。,,對G+球菌有強大抗菌活性，MIC 90（m

15、gL-1），金葡菌為4.0，糞腸球菌為1.0，屎腸球菌2.0，肺炎鏈球菌2.0，對MRSA、VRE和PRSP仍保持活性。對金葡菌、表葡菌、肺炎鏈球菌等引起的嚴(yán)重感染顯示出優(yōu)異的療效。主要用于VRE、MRSA感染，包括院內(nèi)和社區(qū)獲得性肺炎、并發(fā)性皮膚與皮膚組織感染。,2、具新作用機制的抗生素,肽脫甲酰基酶抑制劑：肽脫甲?；福≒eptide deformylase）為細菌必要的一種金屬酶，催化新合成細菌蛋白的N—甲酰甲硫氨酸脫去甲?；?，

16、是原核細胞蛋白合成的關(guān)鍵一步。研究中的Actinonin，BB-3497、BB-83698，對呼吸道G+菌、包括耐奎諾酮、青霉素的肺炎鏈球菌與MRSA等有良好的作用。,,細菌脂肪酸合成途徑酶抑制劑，細菌脂肪酸合成途徑與哺乳動物的相同，但哺乳動物在合成途徑中多種酶組成復(fù)合體發(fā)揮作用，細菌則由單獨的酶催化每一步反應(yīng)。此種差異使相差的酶成為抗菌靶位的可能性。Thiolactomycin通過各種酶的抑制，在體內(nèi)外均有較強的抗結(jié)核桿菌作用。,,對

17、G+菌耐藥菌有較強作用的新抗生素，有脂肽Claptomycin，糖肽Oritavancin，寡糖Ziracin等，對多重耐藥性金葡菌，MRSA、MRSE、VRE均有較強抗菌作用。,3、抗菌藥物的結(jié)構(gòu)修飾,向青霉素分子中受β-內(nèi)酰胺酶攻擊部位附近導(dǎo)入障礙性基團，使酶難與之結(jié)合，從而保護青霉素免受分解，用于治療耐青霉素酶的金葡菌感染。向β-內(nèi)酰胺類抗生素分子中導(dǎo)入適當(dāng)脂性取代基，增強PBP 2a親和力：如新頭孢菌素MC-02479，對G+

18、菌具很強抗菌活性。NB-2001抗MRSA活性比萬古霉素強，碳青霉烯L-785392對MRSA、VRE有作用。,,氨基糖苷類抗生素的耐藥機制是細菌產(chǎn)生磷酸轉(zhuǎn)移酶、乙酰轉(zhuǎn)移酶、核苷轉(zhuǎn)移酶等氨基核苷類抗生素修飾酶，使特定的羥基或氨基發(fā)生磷酸化、乙烯化或腺苷化而失效。選擇性消去氨基糖苷分子中的某些基團可有效克服耐藥性。如阿貝卡星（arbekacin）是地貝卡星的一位氨基被修飾后的衍生物，抗菌活性比阿米卡星強，對MRSA有強大的抗菌力。,大環(huán)內(nèi)

19、脂類抗生素在克服耐藥性探索中有：,酮內(nèi)脂（ketolides）3位為酮基的新十四元大環(huán)內(nèi)脂，泰利霉素（telithnomycin）對過去的大環(huán)內(nèi)脂耐藥菌尤其對肺炎球菌有很強作用。酰內(nèi)脂（acylides）3位脫去糖的羥基被?；拇蟓h(huán)內(nèi)脂。TEA-0769抗糞鏈球菌活性比克拉霉素強16倍，對耐紅霉素金葡菌、鏈球菌都有作用。FMA-122對耐紅霉素的肺炎鏈球菌具有優(yōu)異抗菌活性。,,四環(huán)素類抗生素：四環(huán)素類抗生素與核糖體30S亞基結(jié)合，阻斷

20、細菌蛋白質(zhì)合成，耐藥機制主要是外排和核糖體保護。對四環(huán)素進行結(jié)構(gòu)修飾后tigilcycline對臨床分離的MRSA，PRSP與VRE作用優(yōu)于萬古霉素。 糖肽類抗生素：糖肽類抗生素的作用機制是與粘肽合成中的D-丙氨酰-D-丙氨酸結(jié)合，生成復(fù)合物，阻斷細菌細胞壁粘肽合成。細菌耐藥機制是使D-丙氨酰-D-丙氨酸中的D-丙氨酸變異成D-乳酸或D-絲氨酸，不與萬古霉素結(jié)合。經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾后，對耐萬古霉素、替考拉寧的VRE有較強的抗菌活性。 喹諾酮

21、類抗生素：經(jīng)修飾后的喹諾酮類比較平衡地作用于DNA旋轉(zhuǎn)酶與DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶兩個靶位，對耐環(huán)丙沙星的金葡菌、表葡菌和腸球均等有很強的活性，對需氧菌與厭氧菌包括脆弱擬桿菌都有較強活性。,,4、抗生素酶抑制劑：,克拉維酸、舒巴坦和他唑巴坦對2型β-內(nèi)酰胺酶都有很強抑制作用；但除他唑巴坦外，對I型(Ampc酶)無效，三種對金屬β-內(nèi)酰胺酶無效，目前發(fā)現(xiàn)有：對金屬β-內(nèi)酰胺酶顯示強大抑制作用的衍生物CL18195；對各型酶都有作用的廣譜β-內(nèi)酰胺

22、酶抑制劑（碳青霉烯衍生物）J110441。,5、增強藥物膜滲透性：,在抗生素作用下，細菌外膜發(fā)生變異，藥物不能滲入是細菌耐藥機制，帶有羥吡酮部分結(jié)構(gòu)的頭孢菌素LB-10517，MT-0703-S可經(jīng)鐵轉(zhuǎn)運透過菌膜，對PORIN蛋白變異的亞胺培南耐藥的綠膿桿菌有抗菌活性。碳青霉烯BMS-181139在其主核有堿性基因，能通過PORIN以外渠道透過細胞膜，對亞胺培南耐藥的綠膿桿菌有效。,,磷霉素分子量小，易吸收，可通過主動轉(zhuǎn)運在菌體內(nèi)形成高

23、濃度，對MRSA的PBP2’青霉素結(jié)合蛋白親和力強，并能使多重耐藥性綠膿桿菌外膜出現(xiàn)破綻，便于另一抗菌藥進攻。通過協(xié)同療法，治療危重MRSA與綠膿桿菌感染都獲得良好療效。,6、外排泵抑制劑：,如細菌將進入菌體內(nèi)的藥物泵出，是獲得耐藥性的重要機制，近年來有多種外排泵抑制劑如NorA泵抑制劑，INF-271與氟喹諾酮并用對耐藥性金葡菌有效；RND泵抑制劑MC-207110、MC04124能使左氟沙星抗綠膿桿菌活性增加8倍；還有真菌外排泵抑制

24、劑等。,四、臨床抗生素應(yīng)用的挑戰(zhàn)和對策,眾所周知，抗菌藥物耐藥導(dǎo)致發(fā)病率和病死率升高，醫(yī)療費用增加，預(yù)防耐藥的發(fā)生和耐藥的病原菌的傳播在疾病防治中有重要的意義。,1、細菌耐藥性的產(chǎn)生,（1）產(chǎn)生滅活抗生素的酶；（2）抗生素作用靶位改變；（3）阻止抗生素到達作用部位；（4）編碼抗生素主動外排基因，即所謂的耐藥泵出機制（sump pump）。諸多耐藥機制過去認(rèn)為是由于通道性障礙，后來發(fā)現(xiàn)實際上是由外排泵介導(dǎo)的。,,有些靶位改變的耐藥是

25、單點突變，如喹諾酮類和利福平的耐藥，β-內(nèi)酰胺類耐藥的靶位改變相當(dāng)復(fù)雜。由于細菌有多個PBP靶位，所以耐藥發(fā)生過程緩慢，逐步發(fā)生。金黃色葡萄球菌對甲氧西林耐藥是產(chǎn)生了一種新的基因，PBP2′或mecA基因。細菌一旦獲得耐藥，也特別擅長傳播耐藥，傳播方式與敏感細菌的傳播方式一樣，主要是通過接觸傳播，也可通過空氣微粒傳播。,2、    抗菌藥應(yīng)用與耐藥的關(guān)系,相當(dāng)多的證據(jù)表明：抗菌藥應(yīng)用和耐藥的產(chǎn)生有因果聯(lián)系。

26、治療或預(yù)防過程中的耐藥選擇是導(dǎo)致耐藥菌感染的重要因素，這種因素比病人之間相互傳播導(dǎo)致耐藥感染的作用更大。,,其證據(jù)是：⑴抗菌藥應(yīng)用的變化與耐藥率的變化平行；⑵醫(yī)院內(nèi)菌株耐藥率比社區(qū)獲得菌株的耐藥率高；⑶院內(nèi)感染爆發(fā)流行過程中，耐藥菌感染病人感染前使用抗菌素的比例比對照組病人高；⑷醫(yī)院內(nèi)耐藥率最高的病區(qū)，其抗菌藥使用率也最高；⑸病人用抗菌藥的時間越長，耐藥菌繁殖的可能性越大。因此，人群的抗生素使用強度是選擇耐藥的最重要因素，抗

27、菌藥使用是耐藥的原因。,3、臨床抗生素耐藥的簡狀,最近三年，中國細菌耐藥監(jiān)測組對從18家醫(yī)院分離的2081株致病菌進行了敏感試驗。 （1）葡萄球菌對抗菌藥物的耐藥率： 1）甲氧西林耐藥金葡萄（MRSA）檢出率為27.55%；苯唑西林耐藥金葡菌（ORSA）檢出率為28.5 %； 2）甲氧西林耐藥表皮藥菌球菌（MRSE）檢出率為15.67%；,,3）金葡萄、表皮葡萄球菌和溶血葡萄球菌對青霉素的耐藥率分別為 83.67

28、%、56.72%、95 .16%；4）未發(fā)現(xiàn)對萬古霉素耐藥的金葡萄、表皮萄菌球菌和溶血性葡萄球菌株，2株溶血葡萄球菌（3.23%）對萬古霉素為中介株。,,（2）肺炎球菌對抗菌藥物的耐藥率；1）青霉素與氨芐青霉素對肺炎鏈球菌仍有較好的抗菌作用，MIC90為0.5mg/L；2）肺炎鏈球菌對青霉素G的R%為2.5%，中介率為20%，敏感率為77 .5%。肺炎鏈球菌對苯唑西林的耐藥率為17.5%。中介耐藥率為22.5%，兩者相加為40%；

29、3）肺炎鏈球菌對頭孢曲松，頭孢噻肟與頭孢呋辛的耐藥率均為0，中介耐藥率分別為0，2.5%與12.5%，敏感率分別為100%、97.5%、87.5%；4）肺炎鏈球菌對司帕沙星的敏感率為80%；5）肺炎鏈球菌對紅霉素的耐藥率為40%。中介耐藥率為2.5%，敏感率為57.5%。,,（3）大腸桿菌與肺炎克雷伯桿菌的耐藥率：1）大腸桿菌對頭孢他啶，頭孢噻肟與頭孢曲松的耐藥率分別為4.46%、8.04%和9.82%。2）大腸桿菌對亞胺培南

30、的敏感率為99.55%；3）大腸桿菌對氨芐西林的耐藥率已達82.59%；4）大腸桿菌對喹諾酮類耐藥率為60%左右；5）肺炎克雷伯桿菌對三代頭孢菌素與氟喹諾酮類的耐藥率在10～20%之間，對亞胺培南為2.4%，對頭孢他啶，頭孢噻肟為20%；6）肺炎克雷伯桿菌對氨芐西林的耐藥率為51.10%。,,（4）銅綠假單胞菌 敏感率頭孢他啶81.55%，亞胺培南87.73%,環(huán)丙沙星86.9，不動桿菌對亞胺培菌的敏感率為96.6%。

31、,4、臨床合理應(yīng)用抗生素的措施,合理應(yīng)用抗生素是一系統(tǒng)工程。（1）加強對病原體的測定和病原體的監(jiān)測。臨床微生物檢驗室為臨床醫(yī)生提供細菌藥敏資料，指導(dǎo)臨床醫(yī)生合理選擇抗生素。定期進行耐藥現(xiàn)象和新生耐藥現(xiàn)象的監(jiān)測，以及耐藥的趨勢監(jiān)測，從而為臨床醫(yī)師提供應(yīng)用抗生素的可靠指南。,,（2）預(yù)防耐藥的發(fā)生和減少已經(jīng)存在的耐藥。，制定積極有效的感染控制計劃，有效的抗生素控制；包括限制不合理用藥，合理選擇抗菌藥品種，適當(dāng)?shù)膭┝亢妥罴训寞煶蹋垣@得控制

32、感染的最佳效果。目標(biāo)：對所有病人均采用最有效、毒性最小、費用最低的抗生素治療，并且按照有效治愈或預(yù)防感染的精確療程治療。,,（3）控制耐藥菌的傳播 由于耐藥與其他細菌一樣，能進行傳播，針對可以傳播的或者有重要流行病學(xué)意義的細菌寄存或感染病人，切除傳播途徑，避免直接接觸的傳播；皮膚—皮膚接觸，耐藥菌從感染或寄殖的病人通過身體接觸傳播到敏感的宿住。養(yǎng)成勤洗手的衛(wèi)生習(xí)慣，實行屏障隔離和環(huán)境控制與措施。,,（4）制訂和實施抗生素控制政策。