第06章 细菌耐药性

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1.抑制细菌细胞壁合成 2.影响胞浆膜通透性(多粘菌素) 3.抑制蛋白质合成(大环内酯类、氨基糖 甙类) 4.抑制核酸代谢:叶酸代谢;核酸合成 (喹诺酮、磺胺类)
表6-1 抗菌药物的主要作用部位
细胞壁
细胞膜渗透性 细胞蛋白合成 核酸合成
β-内酰胺类 万古霉素 杆菌肽 环丝氨酸
多粘菌素类 两性霉素B 制霉菌素 酮康唑
喹诺酮类:作用于DNA回旋酶,抑制细菌繁殖。 利福平(RFP):与依赖DNA的RNA多聚酶结
合,抑制mRNA的转录。 磺胺类药物:与对氨基苯甲酸(PABA)的化
学结构相似,竞争二氢叶酸合成酶,使二 氢叶酸合成减少,影响核酸的合成,抑制 细菌繁殖。
影响叶酸代谢
(TMP)
TMP与磺胺药合用(复方新诺明)有协同作用
耐药性的传播和扩散中起到重要的作用。同一
类整合子可携带不同的耐药基因盒,同一个耐
药基因又可出现在不同的整合子上,介导多重
耐药。
三、细菌耐药性的生化机制
细菌耐药的生化机制包括: ♣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 ♣细菌自身代谢状态改变等
(一)产生钝化酶使抗菌药物失效
获得耐药性大多由质粒介导,但亦可由 染色体介导的耐药性,如金葡菌对青霉素的 耐药。
影响获得耐药性发生率有三个因素:药 物使用的剂量、细菌耐药的自发突变率和耐 药基因的转移状况。
2.获得耐药性基因突变类型
(1)染色体突变:所有的细菌群体都 会发生自发的随机突变,频率很低,其 中有些突变赋予细菌耐药性。
S. pneumoniae Group A streptococcus
antibiotic
Vancomycin Oxacillin Quinolone Ampicillin Ampicillin Penicilin Tetracin Penicilin Erythromycin
Upgrade percentage of resistant strain 14.0(1998) 66.0(1996)
抑制胞浆外交叉联接过程(青霉素、头孢菌素) 抑制胞浆膜阶段粘肽合成(万古霉素、杆菌肽) 抑制胞浆内粘肽前体的形成(磷霉素、环丝氨酸)
β-内酰胺类抗生素主要抑制肽聚糖合成所需 的转肽酶反应,阻止肽聚糖链的交叉连结,使细 菌无法形成坚韧的细胞壁。
β-内酰胺抗生素可与细胞膜上的青霉素结合 蛋白(penicillin-binding protein, PBP)共价 结合。该蛋白质是青霉素作用的主要靶位,当 PBPs与青霉素结合后,导致了肽聚糖合成受阻。 可以抑制转肽酶活性,使细菌的细胞壁形成受阻。
第6章
细菌耐药性
第一节 抗菌药物的种类及其作用机制
一、抗菌药物概念 二、抗菌药物的种类 三、抗菌药物的作用机制
第二节 细菌的耐药机制
一、细菌耐药性的概念 二、细菌耐药性的遗传机制 三、细菌耐药性的生化机制 四、细菌耐药性的防治原则
第一节 抗菌药物的种类及其作用机制
1.2 The status of bacterial antibiotic resistance
β-内酰胺抗生素分子侧链的组成形式多样, 形成了抗菌谱不同、临床药理学特性各异的 多种不同β-内酰胺抗生素。
包括:
♣青霉素(penicillin)类:青霉素G、甲氧西林 等。
♣头孢菌素(cephalosporin)类:头孢唑啉等。 ♣头霉素:如头孢西丁。 ♣单环β-内酰胺类:如氨曲南。 ♣碳青霉素烯类:亚胺培南与西司他丁合用称泰
在G-杆菌中有两种:超广谱β-内酰胺酶 (extended spectrum β-lactamase, ESBL) 和AmpC β-内酰胺酶。
②氨基糖苷类钝化酶: 由质粒介导,其机制是通过羟基磷酸化、
氨基乙酰化或羧基腺苷酰化作用,将相应的化 学基团结合到药物分子上,使药物的分子结构 发生改变,失去抗菌作用。 ③氯霉素乙酰转移酶:
6.化学合成的抗菌药物 磺胺类:磺胺嘧啶(SD)、复方新诺明 (SMZco)等。 喹诺酮(fluroqinolone)类:包括氟哌 酸、环丙沙星等。
7.其他 抗结核药物:利福平、异烟肼、乙胺丁醇、 吡嗪酰胺等。 多肽类抗生素:多粘菌素类、万古霉素、 杆菌肽、林可霉素和克林霉素等。
(二)按生物来源分类
(2)可传递的耐药性(突变基因水平 转移方式:接合、转导、转化)
接合:细胞间通过性菌毛相互沟通,将遗传物 质如质粒或染色质DNA从供体菌转移给受 体菌。
转导:以噬菌体及其含有的质粒DNA为媒介, 介导供体菌耐药基因转移给受体菌内。 金葡菌、链球菌获得耐药。
转化:少数细菌可从周围环境中摄入裸DNA, 并掺入到细菌染色体中。
抗菌药物作用机制总结图示
第二节 细菌的耐药机制
一、细菌耐药性的概念 二、细菌耐药性的遗传机制 三、细菌耐药性的生化机制 四、细菌耐药性的防治原则
一、细菌耐药性的概念
细菌耐药性(drug resistance)
亦称抗药性,是指细菌对某抗菌药物(抗 生素或消毒剂)的相对抵抗性。指病原体或肿 瘤细胞对反复应用的化学治疗药物敏感性降低 或消失的现象。
②转座子介导的耐药性:转座子 (transposon, Tn)又名跳跃基因,是比质粒 更小的DNA片段,可在染色体中跳跃,实现菌 间基因转移或交换,使结构基因的产物大量增 加,使宿主细胞失去对抗菌药物的敏感性。
③整合子(integron)与多重耐药:整合 子是移动性DNA序列,可捕获外源基因并使之 转变为功能性基因的表达单位。整合子在细菌
0
2007, Zhejiang, P. R. C
E.faecalis
E.feces
1.3 Antibiotic resistance of common pathogenic bacteria (percentage)
Bacteria name
Enterococcus S. aureus C. jejuni S. dysenteriae Saimonella N. gonorrhoeae
钝化酶(modified enzyme)是 耐药菌株产生的、具有破坏或灭活抗 菌药物活性的某种酶,它通过水解或 修饰作用破坏抗生素的结构使其失去 活性,如分解青霉素的酶或改变氨基 糖苷类抗生素结构的酶。
重要的钝化酶有以下几种:
①-内酰胺酶: 特异性水解打开药物分子结构中的β-内酰胺
环,使其完全失去抗菌活性,又称灭活酶 (inactivated enzyme),由染色体和质粒介 导。分青霉素型水解青霉素类;头孢菌素型水解 头孢类和青霉素类。
细菌一旦失去细胞壁的保护作用,在相对低 渗环境中会变形、裂解而死亡。
2.损伤细胞膜的功能,增加细胞膜的通透性
有两种机制: ①某些抗生素分子(如多粘菌素类)呈两极
性,亲水端与细胞膜蛋白质部分结合,亲脂端与 细胞膜内磷脂结合,导致细菌胞膜裂开,胞内成 分外漏,细菌死亡。
②两性霉素B和制霉菌素能与真菌胞膜上固 醇类结合,酮康唑抑制真菌胞膜中固醇类的生物 合成,均致细胞膜通透性增加。细菌胞膜缺乏固 醇类,故作用于真菌的药物对细菌无效。
1.0(1987) 82.0(1998) 43.0(1998)
8.0(1985) 44.0(1998) 3.0(1988) 10.0(1990) 4.0(1988) 6.0(1990) 6.0(1988) 12.3(1998) 7.0(1988) 20.0(1990)
Nation or area
Taiwan Norway Spain Spain Spain USA USA Australia Finland
耐药基因转移能依靠质粒、转座子和整合 子等可移动的遗传元件介导下,进行传播。
可传递耐药性传播的三种结构形式:R质 粒、转座子和整合子。 ①R质粒的转移:细菌中广泛存耐药质粒,质 粒介导的耐药性传播在临床上占有非常重要的 地位。多数细菌的质粒具有传递和遗传交换能 力,细菌质粒能在细胞中自我复制,并随细菌分 裂稳定地传递给后代,能在不同细菌间转移。
氯霉素
四环素类
红霉素
林可霉素类 氨基糖苷类
磺胺药 甲氧苄胺嘧啶 利福平 喹诺酮类
细菌结构与抗菌药物
荚膜:保护层,增强致病力,抵抗吞噬。 细胞壁:特殊保护层 鞭毛:细胞运动器官 性菌毛和质粒:形成遗传耐药和变异的部分。 核糖体:合成蛋白质
G-菌与G+菌细胞壁结构比较图
G-菌
G+菌
1.抑制细菌细胞壁的合成
80 70 60 50 40 30 20 10
0 2001 2002
2003 2004
2005
The status of A. baumannii(鲍曼不动杆菌) resistant to
amikacin
2006, Hunan, P.R.C
(%)
90 80 70 60 50 40 30 20 10
2.抗生素(antibiotic agents): 微生物在其代谢过程中产生的能杀灭或
抑制其它特异病原微生物的产物。抗生素分 子量小,低浓度就能发挥其生物活性,有天 然和人工半合成两类。
二、抗菌药物的种类
(一)按抗菌药物化学结构和性质分类: 1.β-内酰胺类(β-lactam) 化学结构中含有β-内酰胺环的抗生素。
H.influenzae N.gonorrhoeae E.faecalis Acinetobacter S.aureaus
抗菌药物的作用与细菌耐药性的关系 抗菌药物的选择压力
二、细菌耐药性的遗传机制
遗传学上把细菌耐药性分为固有耐药性和获 得耐药性。
(一)固有耐药(intrinsic resistance) 固有耐药性指细菌对某些抗菌药物的天然不 敏感。固有耐药性细菌称为天然耐药性细菌,其 耐药基因来自亲代,由细菌染色体基因决定而代 代相传的耐药性,存在于其染色体上,具有种属 特异性。如肠道杆菌对青霉素的耐药,固有耐药 性始终如一并可预测。
1.细菌产生的抗生素 如多粘菌素和杆菌 肽。
2.真菌产生的抗生素 如青霉素及头孢菌 素,现在多用其半合成产物。
3.放线菌产生的抗生素 放线菌是生产抗 生素的主要来源。其中链霉菌和小单孢菌产生 的抗生素最多。常见的抗生素包括链霉素、卡 那霉素、四环素、红霉素、两性霉素B等。
三、抗菌药物的作用机制
根据对病原菌的作用靶位,将抗生素的作 用机制分为四类(表6-1)。
能。 ♣β-内酰胺酶抑制剂:如舒巴坦棒酸使酶失活。
2.大环内酯类(macrolides) 红霉素、螺旋霉素等。
3.氨基糖苷类(aminoglycosides) 链霉素、庆大霉素
4.四环素类(tetracycline) 四环素、强力霉素等。
5.氯霉素类(chloramphenic) 包括氯霉素、甲砜霉素。
3.抑制蛋白质的合成
抗生素可影响细菌蛋白质合成,作用部位 及作用时段各不相同。
氨基糖苷类——蛋白质合成全过程抑制药
四环素类——30S亚基抑制药
百度文库霉素
林可霉素类
50S亚基抑制药
大环内酯类
结果细菌蛋白质合成受到干扰。
4.抑制核酸(DNA/RNA)合成
抗生素可通过影响细菌核酸合成发挥抗菌作用。
(二)获得耐药(acquired resistance) 1.获得耐药性概念
获得耐药性指细菌DNA的改变导致其获得耐 药性表型。耐药性细菌的耐药基因来源于基因 突变或获得新基因,作用方式为接合、转导或转 化。可发生于染色体DNA、质粒、转座子等结构 基因,也可发生于某些调节基因。
在原先对药物敏感的细菌群体中出现了对 抗菌药物的耐药性,这是获得耐药性与固有耐 药性的重要区别。
Distribution of antibiotic resistant bacteria in the world
一、抗菌药物概念
1.抗菌药物(antibacterial agents) 指对病原菌具有抑制或杀灭作用、用于
预防和治疗细菌性感染的药物,包括抗生素 (antibiotics)和化学合成的药物。
耐药性的程度
用某药物对细菌的最小抑菌浓度(MIC) 表示。临床上有效药物治疗剂量在血清中浓度 大于最小抑菌浓度称为敏感,反之称为耐药。
Some of antibiotic-resistant bacteria
M.tuberculolsis
E.coli
P.aeruginosa S.dysenteriae S.pneumoniae
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