细菌耐药性

细菌耐药性1 前言细菌作为一种古老的生物在地球上出现远远早于人类它是世界上分布最广的有机体。

人类感染部分细菌会导致人体出现炎症，临床主要采用抗生素作为抗菌药物。

近年来因为滥用抗生素和细菌为了适应环境产生进化产生了耐药性，一些细菌还产生了更高的毒性，细菌的耐药性近年来成为临床治疗的棘手问题受到越来越多的关注。

而且耐药超级细菌已常见于新闻媒体的报道，例如《人民日报》海外版于2011年5月6日便有题为“抗生素滥用当止”的健康关注报道。

下面对细菌耐药机制进行分析介绍，并讲述抗菌药物的合理使用。

2 细菌的耐药机制2.1 细菌耐药的分类细菌耐药有天然耐药和获得性耐药两种。

1.天然耐药性，又称固有耐药性，由细菌染色体基因决定，可以代代相传，是不会改变的，具有遗传性，如肠道G-杆菌对青霉素天然耐药。

2. 获得性耐药，是在细菌与抗生素长期作用过程中产生的，可通过不再接触抗生素而消失，但若耐药基因转移到染色体上后，就会转变为天然耐药，具有遗传性。

如金黄色葡萄球菌产生β-内酰胺酶类抗生素耐药。

细菌常从其他细菌细胞摄取耐药基因，转变为耐药菌，通过改变自身代谢途径，来防御抗生素的破坏。

耐药菌又可通过质粒和转座子的介导，将耐药基因传递给其他菌株。

多药耐药的产生就是因为转座子的传递方式可以在不同种属间的细菌间进行，扩大耐药性传播的宿主范围而导致的。

2.2 细菌耐药的机理2.2.1 细菌耐药的遗传学机制2.2.1.1 染色体介导的耐药指细菌本身所固有的耐药性或通过染色体突变产生的耐药性。

细菌细胞在分裂过程中，其染色体基因可能会发生自发突变，这些突变常常涉及作用靶位的基因，使靶位蛋白的空间构象改变，理化性质也随之改变，降低药物和靶位间的结合力，从而产生耐药性。

当然，染色体介导的耐药性涉及到基因的突变，自然界发生的较少。

2.2.1.2 质粒介导的耐药为获得性耐药。

质粒( plasmid) 指存在于某些细菌细胞质中的双股环状DNA分子，具有自主复制能力，可通过细菌分裂转移到子代细胞中，控制细菌某些特定的遗传性状。

质粒上所带的耐药基因可通过接合或转导作用在不同的菌株、菌种、菌属间转移扩散，在临床上占有重要位置。

2.2.1.3 转座子介导的耐药转座子( Transposon)又名跳跃基因，是一种比质粒更小的DNA片段，能够在基因组中通过转录和逆转录，或在内切酶的作用下，在其他基因座上出现，使结构基因的产物大量增加，从而使宿主细胞对抗生素的敏感性大大降低，产生耐药性。

2.2.1.4 细菌整合子系统整合子( integron) 是近年来新发现的一种运动性DNA分子，可捕获和整合外源性基因，并使之转变为功能性基因的表达单位，（即一个含有位点特异重组系统和基因盒的天然克隆和表达系统），以增强细菌生存的适应性。

整合子在许多细菌中均存在，可通过转座子或接合性质粒，使多重耐药基因在细菌中进行水平传播。

整合子在介导和传播细菌耐药性以及细菌基因组进化方面发挥着重要作用。

与临床细菌耐药性密切相关的整合子主要为I 类II 类和III 类。

I 类整合子在转座子( 如Tn21) 质粒以及细菌染色体上均有被发现，其结构类似于缺陷型转座子或转座子的残基，I类整合子在临床革兰阴性菌株中的流行最为广泛。

II 类整合子位于转座子Tn7 及其衍生物上，其整合酶基因intI2 是缺陷型的intI1 ；II 类整合子3'保守区含有5 个tns 基因可协助转座子的移动，目前仅发现很少的几种基因盒存在于该类整合子上；III 类整合子可能是转座子的一部分，与转座子Tn402 密切相关，其整合酶基因intI3 与intI1 有59%的同源性。

III 类整合子的特征是其两侧为一对反向重复序列；IV 类整合子又被称为超整合子，最初在90 年代末由Mazel 等在霍乱弧菌中发现，其主要功能是一些编码适应性功能的基因。

基因盒的整合和切除是通过位点特异重组机制发生的，在其整合过程中游离的环状基因盒首先线性化，然后与整合子内部的重组位点发生位点特异重组通常在非特异位点整合的基因盒不能被切除下来，使此类整合发生的频率很低，但在质粒和细菌基因组的进化中却起着十分重要的作用，因为一旦在非特异位点整合上的基因盒，细菌将永久获得该基因。

基因盒只有在整合子中才能被转录，但现已知的绝大多数基因盒都不含启动子，所以基因盒的转录应该是从整合子的启动子开始的。

基因盒按与编码区相同的方向插入整合子中，使得其中的基因从启动子开始转录基因盒的表达水平不仅依赖于启动子的强弱，而且与启动子的距离有关同时存在于质粒上的整合子的表达，还与质粒的拷贝数有关。

但当基因盒整合在非特异位点时，由于没有启动子的存在，基因盒内的基因将沉默而不被表达大量研究表明整合子在多种临床耐药菌中广泛存在，其携带的基因盒编码的耐药基因产物几乎能耐受目前临床上所有的抗菌药物整合子多位于转座子和质粒等可移动基因元件上，这势必加快耐药基因在细菌中的播散同时基因盒一般整合到整合子的特异位点，但在非特异位点也有基因盒的发现基因盒可以从整合子上切除，以游离的环状分子形式存在，这可能在基因盒的传播中起着重要作用。

在革兰阴性杆菌临床分离株中，仅13%的菌株携带有整合子在临床分离的革兰阴性耐药菌株中整合子的出现频率可高于50%。

这些整合子中I 类整合子占绝大部分，且有多种整合子同时共存的现象。

另外，被整合的耐药基因盒不仅仅出现在革兰阴性菌中，在革兰阳性菌中也有发现，且同一血清型细菌中可同时存在多种整合子。

有研究分析整合子阳性菌株对β-内酰胺类、氨基糖苷类、单酰胺菌素和喹诺酮类抗菌药物的耐药率，比整合子阴性菌株的耐药率更高。

整合子在耐药基因的传播中起着重要作用，整合子具有捕获和贮存外源基因的能力，多重耐药整合子可含多达7 种基因盒，使得耐药菌株的数量和细菌耐受抗菌药物的种类迅速增多。

在非抗菌药物选择性环境下的革兰阴性菌中为10% —20%，在没有抗菌药物选择压力的自然环境下，整合子的检出率很低，并且一半以上的整合子中不携带耐药基因盒。

从而推测整合子的出现及耐药基因盒的捕获，与抗菌药物选择性压力有关2.2.2 细菌耐药的生物化学机制2.2.2.1 酶的灭活作用许多耐药菌在与抗生素接触过程中，可以产生灭活酶或钝化酶等，对进入细胞内的抗生素进行修饰和破坏，产生耐药性。

细菌产生的酶主要有β-内酰胺酶、金属酶、乙酰转移酶等。

例：β-内酰胺酶，这是革兰阴性细菌耐β-内酰胺类抗生素的主要耐药机制，它们水解破坏进入菌体内的β-内酰胺类的β-内酰胺环氮-碳键，目前已报道500 种以上的β-内酰胺酶。

金属酶，碳青霉烯酶( MP- 1)为Bush的B类酶,能水解亚胺培南、美罗培南以及大多数β-内酰胺类药物。

但对氧哌嗪、青霉素、氨曲南影响较小。

该酶不被克拉维酸和他唑巴坦所抑制。

氨基糖苷修饰酶，常见的有3类，每类酶具有多样性，即亚类。

包括使游离氨基乙酰化的乙酰转移酶(AAC)、使游离羟基磷酸化的磷酸转移酶(APH)及使游离羟基核苷酰化核苷转移酶(AAD)。

编码氨基糖苷修饰酶的基因常为质粒介导并与其它多重耐药基因与基因可移动元件相联系。

新近报道了西索米星衍生物的氨基糖苷类（称作新糖苷类[Neoglyside]）ACHN-490，它能对抗质粒介导的氨基糖苷修饰酶的作用，对产碳青霉烯类β-内酰胺酶的肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌等呈明显抗菌作用，为研发氨基糖苷类药物注入了活力。

2.2.2.2 改变细胞膜的渗透性该机理适用于有细胞外膜的革兰阴性菌，其膜通透能力变化较大。

细菌与抗生素作用时，由于膜孔蛋白缺陷、特异性通道的改变和脂质双层改变等使细菌细胞外膜通透性降低，阻碍抗生素进入内膜靶位，从而产生耐药。

特别受影响的是β-内酰胺类、喹诺酮类、甲氧嘧啶和氯霉素等。

2.2.2.3 细菌的主动外输机制是靠一种位于细胞膜上的功能性膜转运蛋白，即药物外输泵的作用来完成的。

当细胞内药物浓度累积到一定程度，与该泵相关的mRNA的表达增加，使细胞膜上该泵的数量增加，细胞内的药物被泵出，产生耐药性。

如革兰阴性杆菌对喹诺酮类和大环内酯类抗生素的耐药性。

2.2.2.4 改变作用靶位细菌上有许多可以与抗生素结合的靶位，当这些靶位发生突变或者被细菌所产生的酶修饰后，细菌对抗生素的敏感性降低，产生耐药性。

如革兰阳性菌耐药的主要机制是青霉素结合蛋白的改变。

2.2.2.5 细菌代谢状态的改变休眠状态或营养缺陷的细菌细胞可呈现出对多种抗生素耐药。

3 抗菌药物的合理使用细菌耐药机制复杂，尤其是多种耐药菌的产生，对临床上抗感染的治疗造成诸多困扰。

而抗生素的长期应用和不合理使用是导致细菌产生耐药性的主要原因，所以合理使用抗生素对临床治疗是极其重要的。

3.1 抗生素合理应用的原则世界卫生组织在2001 年公布了一项控制抗生素耐药性的全球战略，解决细菌耐药性是需要多学科共同协助完成的，其基本原则是正确处理抗生素处方与细菌耐药性之间的关系。

3.2 抗生素的选择临床上应从病原微生物的种类，病人的机体状态(如肝、肾功能状态，对药物的敏感性等) 以及药物的抗菌作用这三方面来进行全面综合的考虑，选择最佳的抗生素和治疗方案。

忽略其中任何一项，都有可能导致细菌耐药性的产生，这将使抗感染的治疗变得十分困难。

另外还应考虑患者对药价的承受能力，不盲目使用价格高的抗生素，可通过药敏试验对病人感染的病原体进行病原性检查，选择合理的有效的抗生素。

3.3 减缓细菌耐药性的产生对常见的致病菌进行耐药性检测，建立细菌耐药性检测网，为临床上抗生素的选择提供参考; 对抗菌药物进行分级应用，严格掌握抗生素的预防用药、局部用药和联合用药; 用药时严格控制抗生素的剂量和疗程，既要避免因剂量太少或疗程太短而造成病情加重蔓延和反复发作，从而产生耐药性，又要防止因剂量过大或疗程太长产生的毒性和浪费; 一般仅用一种抗生素能解决的就不用多种抗生素，仅用窄谱抗生素能解决的就不用广谱抗生素，但对大环内脂类细菌易产生耐药的抗生素，使用时要联合用药，以较少耐药性的发生; 根据抗生素在体内的代谢特点，选择合适的给药时机。

如对具有时间依赖性的β-内酰胺类抗生素，可确定具体的给药间隔，以获得最大血药浓度; 循环使用抗生素，使细菌与一部分抗生素在一定时间内脱离接触，避免敏感菌转变为致病菌。

3.4 严格执行消毒隔离措施为防止医院内耐药菌的交叉感染，应对细菌感染区域，做好隔离消毒措施。

3.5 加快新药研发目前的研究方向主要集中在以下几个方面:开发新的、稳定性高的药物及酶抑制物，如开发对β-内酰胺酶不敏感的抗生素或可抑制β-内酰胺酶的抗生素; 提高阻遏蛋白水平、调控外排基因的表达等来对抗由细菌外排系统造成的耐药。

然而，仅仅依靠研究新药，并不能延长抗生素的使用寿命，只有在各医疗单位建立合理应用抗生素的管理体制，才是最有效的方法。