细菌耐药机制huanglulu

专题二——细菌耐药性产生机制与新药研发总结

黄璐璐基础兽医学学号：

2014107031

一、抗菌药应用与耐药性发展

细菌多重耐药现象日益严重，耐药机制也趋于复杂，主要有以下几种耐药机制：细菌水平和垂直传播耐药基因的整合子系统；细菌可同时产生多种水解酶和修饰酶；细菌膜基因改变而形成的外排泵出系统；细菌生物膜的形成；细菌使药物作用的靶位改变等。因此分析研究细菌耐药机制、耐药基因的传播与转移，掌握细菌耐药性的变迁，以减少耐药性的产生已成为一关注的话题。

对人类健康和公共卫生构成威胁的动物源耐药菌：G-的耐药性，对Salmonella& E. coli沙门氏菌和大肠杆菌产生耐药的药物：Fluroquinolones氟喹诺酮类，3rd Cephalosporins第三代头孢，Aminoglycosides氨基糖甙类，Sulphonamides磺胺类；对Campylobacter弯曲杆菌产生耐药的药物：Fluroquinolones氟喹诺酮类，Macrolides 大环内酯类。G+的耐药性，对Enterococci 肠球菌，Streptococci链球菌，Staphylococci葡萄状球菌产生耐药性的药物：Vancomycin万古霉素和Streptogramins链霉素。

实例：丹麦1998年爆发一起FQs耐药沙门氏菌DT104感染，源自猪，通过食物传播。Fey等2000年报道了美国western Nebraska一例由牛传给儿童的头孢曲松耐药沙门氏菌DT104感染的病例。这是首次报道家庭获得耐药菌。

二、细菌耐药机制研究进展

固有耐药(intrinsic resistance)：基于药物作用机制的一种内在的的耐药性，又称天然耐药，由细菌染色体基因决定，代代相传。另外，细菌遗传基因DNA 都有一个极低的突变率，当细菌细胞分裂105～109 代后就有一次突变出现，故对某一抗生素产生耐药现象。如：肠道阴性杆菌—青霉素；绿脓杆菌—氨苄西林

获得性耐药(acquired resistance)的来源主要有以下几个方面：获得性耐药来源于原基因的突变或获得新基因。为防御抗生素的破坏，细菌常常从附近其它细菌细胞摄取耐药基因。事实上，在整个微生物界可以看成为一个巨大的多细胞有机体，细胞间可以很随意地进行基因交换。耐药菌死亡后所释放的耐药基因，可以很容易地被另一个细菌“拾起”而获得耐药性。耐药基因可存在于细菌染色体，也可由质粒携带，耐药基因也可嵌入转座子中。最常见的质粒是对抗生素耐药性编码的耐药质粒(R质粒)，耐药质粒在细菌间穿梭而将耐药性传播。

主要包括以下几个方面：

1基因突变(mutation)：如氟喹诺酮类耐药；

2可移动因子(Mobile elements)：如四环素耐药基因tet来源于链霉菌和分支杆菌。抗生素工业化生产中通常要进行菌株改造，即用突变剂使抗生素产量大大增加，因而该过程也是高水平的诱导耐药过程。相应的基因随细菌死亡释放出来，和抗生素一起制成药品。用药后大量DNA带入体内，质粒在细菌间穿梭时将该耐药基因带入细菌，使细菌获得耐药性。

质粒（plasmid）：是染色体以外能自主复制的遗传因子。包括接合性质粒（conjugative plasmid）：包含耐药决定因子和耐药转移因子（主要是性纤毛），在细菌间以接合方式转移。接合的传递方式主要出现在革兰氏阴性菌中，特别是肠道菌。通过接合方式一次可完成对多种抗生素的耐药性转移。接合转移不仅可在同种、亦可在不同属间细菌中进行。非接合性质粒（non-conjugative plasmid)：无耐药转移因子，不能通过结合转移耐药决定因子，而系通过转化、转导或由接合型质粒“诱动”（mobilization）等方式转移。

转座子(transposon)：是一种比质粒更小的DNA片段，它能够随意地插入或跃出别的DNA分子中，将耐药性的遗传信息，在细菌质粒、噬菌体和染色体间传递，造成耐药性的多样化。是可从细菌基因组一个位点移至另一个位点的DNA 序列。可转座的遗传片段有两种，转座子和插入顺序（IS）

整合子( integ ron) 是捕获外源基因并使之转变为功能性基因的表达单位，通过转座子和接合质粒在细菌中传播的遗传物质。整合子的基本结构由1 个编码整合酶( integrase) 的Int I 基因、2 个基因重组位点at t I 和at tc、启动子和耐药基因盒组成。整合子的基因捕获和表达系统主要包括：整合酶基因（Int），重组位点（attI），高效启动子（Pc）

基因盒(integron-cassette)：是单一的可移动的DNA 分子，通常以独立的状态存在，只有当它被整合子捕获并整合到整合子中才能转录[由一个attC位与开放阅读框(ORFs)连在一起的结构，大多数为耐药基因，为整合子的可动部分。基因盒插入到增强子的下游。attC参与基因盒的移动。基因盒本身不含启动子，Pc驱动基因盒编码蛋白质的表达。

3生物被膜形成：减少药物的渗透。细菌生物被膜是指有大量表现出不同于浮游菌表型的细菌首先粘附于惰性或活体介质的表面，并被自身所产生的胞外多聚基质所包被的一个群体组织。由细菌和胞外聚合物组成。大多出现于由介质介导的治疗病例中。生物被膜介导耐药的机制：1.抗菌药物渗透延迟； 2.被膜菌生理特性的改变； 3.被膜菌不同耐药基因的表达

4耐药基因的水平转移方式

转化（Transformation）：Uptake of “naked”DNA。耐药菌溶解后释出的DNA进入敏感菌体内，其耐药基因与敏感菌中的同种基因重新组合，使敏感菌成为耐药。

接合（Conjugation）：Plasmid transfer Conjugative transposons。通过耐药菌和敏感菌菌体的直接接触，由耐药菌将耐药因子转移给敏感菌，可发生在不同种细菌间，可同时转移多种耐药基因，最常见的方式。

转导（Transduction）：phage delivers DNA to cell 。耐药菌通过噬菌体将耐药基因转移给敏感菌，转导是金葡菌中耐药性转移的唯一方式。

5细菌耐药的生化机制