細(xì)菌的耐藥與對(duì)策

1、 細(xì)菌的耐藥與對(duì)策細(xì)菌的耐藥與對(duì)策 溫州醫(yī)學(xué)院育英兒童醫(yī)院 呼吸科 羅運(yùn)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(xiàn)，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(jī)制和相關(guān)的耐藥機(jī)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(jī)制 （一）-內(nèi)酰胺類抗生素 作用機(jī)制： 細(xì)菌具有特定的細(xì)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)-內(nèi)酰胺類抗菌藥物與pbp結(jié)合后，pbp失去酶的活性，細(xì)胞壁合成受阻。最終細(xì)胞溶解、細(xì)胞死亡。 pbp按分子量不同可分為5

2、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(gè)亞型；流感桿菌pbp可分為pbp1a、pbp1b、pbp2、pbp3a、pbp3b、pbp4及pbp5等7種亞型。 -內(nèi)酰胺類抗生素的抗菌活力決定于1、 與pbp親和力的強(qiáng)弱2、 根據(jù)其對(duì)pbp及其亞型的作用特點(diǎn) 青霉素：對(duì)肺炎鏈球菌的pbp2b親和性較強(qiáng)。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(diǎn)是pbp2和pbp3，主要作用于pbp2；對(duì)革蘭氏陽性菌的作用點(diǎn)是pbp1和pbp2。 四代頭孢菌素：對(duì)肺炎鏈球菌的pbp2x，流感桿菌pbp3a及pbp3b有較強(qiáng)的親和

3、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(diǎn)：濃度依賴性、快速殺菌作用機(jī)制：抑制細(xì)菌細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的合成并改變膜結(jié)構(gòu)的完整性。1與細(xì)菌細(xì)胞膜上的能量依賴性轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)“i相轉(zhuǎn)運(yùn)”蛋白呈低親和力結(jié)合；2與細(xì)菌胞膜連接的核蛋白體30s亞基的高親和力位點(diǎn)結(jié)合不斷集聚藥物；（三）喹諾酮類 作用機(jī)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dna促旋酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶，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(shí)切斷dna雙鏈，促進(jìn)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)

4、變化，妨礙細(xì)菌dna復(fù)制，轉(zhuǎn)錄而殺菌。 （四）大環(huán)內(nèi)脂類 作用機(jī)制： 通過與敏感細(xì)菌核糖體50s亞基結(jié)合，主要抑制肽?；鵷rna由a位移向p位，抑制移位酶，阻礙肽鏈延長，從而抑制細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)合成。 二、細(xì)菌對(duì)抗生素耐藥的機(jī)制 1、 細(xì)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(xì)菌經(jīng)突變后的變異株對(duì)抗生素耐藥。 特點(diǎn)特點(diǎn)：突變率很低，耐藥菌生長和分裂緩慢， 不占主要地位。 1、 細(xì)菌耐藥的類型質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥性 指細(xì)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(gè)質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到另一個(gè)質(zhì)粒，或從質(zhì)粒到染色體或從染色體到

5、噬菌體。 特點(diǎn)特點(diǎn)：耐藥因子增多，易于傳播，院內(nèi)外流行，威脅嚴(yán)重。 2、細(xì)菌耐藥的生化機(jī)制 產(chǎn)生滅活酶：如-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-內(nèi)酰胺酶、g-桿菌產(chǎn)生的超廣譜-內(nèi)酰胺酶（esbls）和bush i型-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-內(nèi)酰胺酶分為型：第 i 型為不被克拉維酸抑制的頭孢菌素酶第型為能被酶抑制劑抑制的-內(nèi)酰胺酶第型為不被所有的-內(nèi)酰胺酶抑制劑抑制的金屬-內(nèi)酰胺酶第為不被克拉維酸抑制的青霉素酶bush i型-內(nèi)酰胺酶為一誘導(dǎo)酶特點(diǎn)特點(diǎn)：1.

6、在無抗生素時(shí)產(chǎn)生極微量的-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(dá)，產(chǎn)生持續(xù)性高水平酶；6.除碳青霉烯、四代頭孢菌素外，大多數(shù)-內(nèi)酰胺類抗生素及復(fù)方酶抑制劑可被其破壞。 bush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(xì)菌。從而導(dǎo)致多種細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。 2、細(xì)菌耐藥的生化機(jī)制膜通透性的改變：包括改變細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、降低細(xì)菌細(xì)胞壁通透性和主動(dòng)外排兩種機(jī)制。（1）阻止抗菌素進(jìn)入細(xì)菌（2）將抗生素

7、快速泵出（3）g+菌缺乏細(xì)菌外膜，不存在通透性下降耐藥機(jī)制（4）g-菌通過膜孔蛋白進(jìn)入細(xì)胞，某些細(xì)菌對(duì)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(xì)菌耐藥的生化機(jī)制抗生素與pbp親和力的改變：pbp基因的變異，使細(xì)菌細(xì)胞壁合成的蛋白酶的分子結(jié)構(gòu)改變，-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pbp2”使其對(duì)青霉素、頭孢菌素類不敏感（2）pbp的結(jié)構(gòu)改變，使與-內(nèi)酰胺類抗生素的親和力下降而導(dǎo)致耐藥，如淋球菌、肺炎鏈球菌、銅綠假單胞菌3、細(xì)菌多重抗生素耐藥性的形成機(jī)制 多重耐藥指細(xì)菌通過互不相系的耐藥機(jī)制對(duì)兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)完全各異的抗生素出現(xiàn)耐

8、藥，mar即多重抗生素耐藥性（multiple-antibiotic-resistance） 多藥耐藥的機(jī)制多藥耐藥的機(jī)制 主要有外膜蛋白的改變和主動(dòng)排出機(jī)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(xì)菌和真菌具有耐藥決定因子，與那些臨床中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌耐藥決定因子相似，故認(rèn)為耐藥基因可以是早已存在于自然界中，也可以是通過突變（基因突變）而很快形成。細(xì)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(qiáng)劑、抗生素酶抑制

9、劑、膜通透性增強(qiáng)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：是奎奴普?。╭uinapristin）與達(dá)福普丁（dalfopristin）30：70的混合劑，與細(xì)菌核糖體50s亞基結(jié)合，抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成。達(dá)福普丁還能引起核糖體構(gòu)型改變，增強(qiáng)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(duì)革蘭氏陽性菌有很強(qiáng)的抗菌作用?？筸rsa活性比萬古霉素強(qiáng)，mic為0.131mgl-1，抗凝固酶陰性葡萄球菌作用也強(qiáng)于萬古霉素，mic為0.251mgl-1，抗屎腸球菌較強(qiáng)，1mgl-1可抑制97.8%的菌株。對(duì)腸桿

10、菌科，銅綠假單胞菌無效。 臨床表明，對(duì)mrsa感染有效率為91%，對(duì)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(xì)菌蛋白合成中的“起始復(fù)合物”形成而發(fā)揮抗菌作用。 對(duì)g+球菌有強(qiáng)大抗菌活性，mic 90（mgl-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(duì)mrsa、vre和prsp仍保持活性。對(duì)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

11、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(jī)制的抗生素 肽脫甲?；敢种苿弘拿摷柞；福╬eptide deformylase）為細(xì)菌必要的一種金屬酶，催化新合成細(xì)菌蛋白的n甲酰甲硫氨酸脫去甲酰基，是原核細(xì)胞蛋白合成的關(guān)鍵一步。研究中的actinonin，bb-3497、bb-83698，對(duì)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(xì)菌脂肪酸合成途徑酶抑制劑細(xì)菌脂肪酸合成途徑酶抑制劑，細(xì)菌脂肪酸合成途徑與哺乳動(dòng)物的相同，但哺乳動(dòng)物在合成途徑中多種酶組成復(fù)合體發(fā)揮作用，細(xì)菌則由單獨(dú)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

12、能性。thiolactomycin通過各種酶的抑制，在體內(nèi)外均有較強(qiáng)的抗結(jié)核桿菌作用。 對(duì)g+菌耐藥菌有較強(qiáng)作用的新抗生素，有脂肽claptomycin，糖肽oritavancin，寡糖ziracin等，對(duì)多重耐藥性金葡菌，mrsa、mrse、vre均有較強(qiáng)抗菌作用。 3、抗菌藥物的結(jié)構(gòu)修飾 向青霉素分子中受-內(nèi)酰胺酶攻擊部位附近導(dǎo)入障礙性基團(tuán)，使酶難與之結(jié)合，從而保護(hù)青霉素免受分解，用于治療耐青霉素酶的金葡菌感染。向-內(nèi)酰胺類抗生素分子中導(dǎo)入適當(dāng)脂性取代基，增強(qiáng)pbp 2a親和力：如新頭孢菌素mc-02479，對(duì)g+菌具很強(qiáng)抗菌活性。nb-2001抗mrsa活性比萬古霉素強(qiáng)，碳青霉烯l-78

13、5392對(duì)mrsa、vre有作用。 氨基糖苷類抗生素的耐藥機(jī)制是細(xì)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(tuán)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(qiáng)，對(duì)mrsa有強(qiáng)大的抗菌力。 大環(huán)內(nèi)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(duì)過去的大環(huán)內(nèi)脂耐藥菌尤其對(duì)肺炎球菌有很強(qiáng)作用。酰內(nèi)脂（acylides）3位脫去糖的羥基被?；拇蟓h(huán)內(nèi)脂。

14、tea-0769抗糞鏈球菌活性比克拉霉素強(qiáng)16倍，對(duì)耐紅霉素金葡菌、鏈球菌都有作用。fma-122對(duì)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：四環(huán)素類抗生素與核糖體30s亞基結(jié)合，阻斷細(xì)菌蛋白質(zhì)合成，耐藥機(jī)制主要是外排和核糖體保護(hù)。對(duì)四環(huán)素進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾后tigilcycline對(duì)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：糖肽類抗生素的作用機(jī)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(xì)菌細(xì)胞壁粘肽合成。細(xì)菌耐藥機(jī)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

15、后，對(duì)耐萬古霉素、替考拉寧的vre有較強(qiáng)的抗菌活性。 喹諾酮類抗生素喹諾酮類抗生素：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(gè)靶位，對(duì)耐環(huán)丙沙星的金葡菌、表葡菌和腸球均等有很強(qiáng)的活性，對(duì)需氧菌與厭氧菌包括脆弱擬桿菌都有較強(qiáng)活性。 4、抗生素酶抑制劑： 克拉維酸、舒巴坦和他唑巴坦對(duì)2型-內(nèi)酰胺酶都有很強(qiáng)抑制作用；但除他唑巴坦外，對(duì)i型(ampc酶)無效，三種對(duì)金屬-內(nèi)酰胺酶無效，目前發(fā)現(xiàn)有：對(duì)金屬-內(nèi)酰胺酶顯示強(qiáng)大抑制作用的衍生物cl18195；對(duì)各型酶都有作用的廣譜-內(nèi)酰胺酶抑制劑（碳青霉烯衍生物）j110441。 5、增強(qiáng)藥物膜滲透性： 在抗生素作用下，細(xì)菌外膜發(fā)生

16、變異，藥物不能滲入是細(xì)菌耐藥機(jī)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(yùn)透過菌膜，對(duì)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(xì)胞膜，對(duì)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(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)在菌體內(nèi)形成高濃度，對(duì)mrsa的pbp2青霉素結(jié)合蛋白親和力強(qiáng)，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(jìn)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(xì)菌將進(jìn)入菌體內(nèi)的藥物泵出，是獲得耐藥性的重要機(jī)制，近年來有多種外

17、排泵抑制劑如nora泵抑制劑，inf-271與氟喹諾酮并用對(duì)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劑等。四、臨床抗生素應(yīng)用的挑戰(zhàn)和對(duì)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(fèi)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(xì)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(dá)作用部位；（4）編碼抗生素主動(dòng)外排基因，即所謂的耐藥泵出機(jī)制（sump pump）。諸多耐藥機(jī)制過去認(rèn)為是由于通道性障礙，后來發(fā)現(xiàn)實(shí)際上是由外排泵介導(dǎo)的。 有些靶位改

18、變的耐藥是單點(diǎn)突變，如喹諾酮類和利福平的耐藥，-內(nèi)酰胺類耐藥的靶位改變相當(dāng)復(fù)雜。由于細(xì)菌有多個(gè)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(duì)甲氧西林耐藥是產(chǎn)生了一種新的基因，pbp2或meca基因。細(xì)菌一旦獲得耐藥，也特別擅長傳播耐藥，傳播方式與敏感細(xì)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。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：抗菌藥應(yīng)用的變化與耐藥率的變化平行；醫(yī)院內(nèi)菌株耐藥率比社區(qū)獲得菌株的耐藥率高

19、；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(duì)照組病人高；醫(yī)院內(nèi)耐藥率最高的病區(qū)，其抗菌藥使用率也最高；病人用抗菌藥的時(shí)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(qiáng)度是選擇耐藥的最重要因素，抗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(xì)菌耐藥監(jiān)測組對(duì)從18家醫(yī)院分離的2081株致病菌進(jìn)行了敏感試驗(yàn)。 （1）葡萄球菌對(duì)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

20、菌對(duì)青霉素的耐藥率分別為 83.67%、56.72%、95 .16%；4）未發(fā)現(xiàn)對(duì)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(duì)萬古霉素為中介株。（2）肺炎球菌對(duì)抗菌藥物的耐藥率；1）青霉素與氨芐青霉素對(duì)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(duì)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(duì)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%；3）肺炎鏈球菌對(duì)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(duì)司帕沙星的敏感率為80%；5）肺炎鏈球菌對(duì)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(duì)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(duì)亞胺培南的敏感率為99.55%；3）大腸桿菌對(duì)氨芐西林的耐藥率已達(dá)82.59%；4）大腸桿菌對(duì)喹諾酮類