05医学微生物学-细菌耐药性.ppt

*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六章 细菌的耐药性,1,抗菌素（,bacteriophage，antibiotics）,抗生素 (antibiotics)抗菌药物（antibacterial agents）,现代抗生素的概念：,由某些微生物产生的、或半合成的及人工合成，能抑制微生物和其他细胞增殖的物质。,2,青霉素类,头孢菌素类,内酰胺类,头霉素类,碳青霉烯类,单环菌素类 内酰胺酶抑制剂,大环内酯类,抗生素,氨基糖甙类,四环素类,利福霉素类,糖肽类,喹诺酮类,磺胺类,人工合成,3,4,5,1.干扰细菌细胞壁的合成,-内酰胺类抗生素、磷霉素、环丝氨酸、万古霉素、杆菌肽。,干扰粘肽肽聚糖的合成的不同阶段，导致细菌细胞壁不能承受细胞内较高的渗透压，菌体崩解死亡。,6,-内酰胺类,抗生素,作用机理,：,抑制细胞壁粘肽的合成,青霉素作用点,溶菌酶作用点,N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,-内酰胺类,抗生素,7,2.损伤细菌胞膜的功能,多粘菌素类,抗生素,具有表面活性物质，能选择性地与细菌胞浆膜中的磷酯结合；能使胞浆膜通透性增加，导致菌体内的蛋白质、核苷酸、氨基酸、糖和盐类等外漏，从而使细菌死亡。,8,抗生素药物作用部位及机制,作用部位,机制,抗菌药物,主要靶位,细胞壁,阻断细胞壁合成,青霉素类,头孢菌素类,转肽酶,转肽酶,核糖体,阻止核糖体,蛋白合成,糖肽类,磷霉素类,环丝氨酸,杆菌肽,氯霉素类,大环内脂类,林可霉素类,四环素类,氨基糖甙类,乙酰-D-丙氨酰-丙氨酸多聚酶,丙酮酸UDP-NAG转移酶,丙氨酸消旋酶/合成酶,异丙基磷酸酶,肽链转移酶,转位酶,肽链转移酶,伸长因子G,核糖体亚基A位,核酸,阻断DNA,RNA合成,影响叶酸代谢,喹诺酮类,利福霉素类,呋喃类,磺胺类,甲氧苄胺嘧啶,初始合成阶段和转运过程,DNA旋转酶,RNA聚合酶,DNA支架结构,磷脂,二氢叶酸合成酶,二氢叶酸还原酶,细胞膜,影响细胞浆膜通透性,多粘菌素,DNA支架结构,11,12,耐药性(drug resistance)：,是指细菌对药物所具有的相对抵抗性。,耐药性程度：,临床上通常以该药物的治疗浓度与该药对细菌的最小抑菌浓度（MIC）的相对关系而定。,耐药、敏感、中介。,13,细菌耐药性产生的机制,细菌耐药性产生的遗传机制,细菌耐药性产生的生化机制,14,一、细菌耐药性的遗传机制,（,起源）,固有耐药性（intrinsic resistance）,获得耐药性（acquired resistance）,15,（,一）固有耐药的遗传机制,由种属特异性决定，,有些微生物具有一些,独特的结构或代谢，,天生对药物不敏感。,如,支原体,无细胞壁结构，对青霉素、头孢菌素等,内酰胺类抗菌药物天然不敏感；,常见革染氏阴性杆菌,对氨苄青霉素耐药率为100,其原因为该菌外膜上的孔蛋白通透性极低。,嗜麦芽寡养单孢菌,对亚胺培南和氨曲南耐药率为 100，其原因为该菌产生金属,内酰胺酶及丝氨酸活性酶。两者均为可诱导酶。,16,（二）获得性耐药的遗传机制,1.,基因突变,2.,获得外源基因,17,基因突变是自发的、随机的，,自发突变率：10,-10,10,-7,或10,-16,10,-10,耐药突变株的形成是自发突变加上,药物选择的结果,。,由基因突变引起的耐药性，一般对,一种或两种相类似的药物耐药。,突变若发生在,染色体,上，则可代代相传。,突变若发生在,质粒,上，可能丢失，但,可广泛传播,。,1、基因突变,染色体上的基因能否转移到质粒上？,18,供体菌 受体菌,耐药基因,2、外源基因的获得,基因转移,方式：,转化(transformation)、转导(transduction)、,接合(conjugation)、,溶原性转换（,lysogenic conversion,）,基因转移元件,：质粒、,噬菌体、,转座子、整合子。,19,前噬菌体,噬菌体,lysogenic conversion,噬菌体（染色体或质粒DNA）,供体菌,transduction,性菌毛（质粒，或染色体DNA）,供体菌,conjugation,直接摄取（裸露DNA）,供体菌,transformation,基因转移载体,基因来源,方式,基因的转移和重组方式的比较,20,关于基因转移元件的推测：,单个基因自发突变,耐药基因,其mRNA逆转录产物作为基因盒被细菌染色体上的整合子捕获,多个耐药基因被捕获，形成多重耐药,转座子转位至质粒，导致R质粒的形成,整合子两端插入IS转变为转座子,21,二、细菌耐药性的生化机制,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,其他：如细菌生物被膜的形成,22,1、钝化酶的产生,钝化酶一类由耐药菌株产生、具有,破坏或灭活抗菌药物活性,的某种酶。,-,内酰胺酶,氨基糖苷类钝化酶,氯霉素乙酰转氨酶,23,耐药机制：,可水解具有,内酰胺环结构抗生素，使细菌产生耐药性。,生理功能：参与细胞壁的合成,由质粒或染色体编码，为,诱导型合成,大部分,革兰阳性菌和阴性菌、分枝杆菌中都发现有不同特性的,内酰胺酶。,内酰胺酶：,-内酰胺酶的产生是细菌耐药的最常见的机制，在各种耐药机制中占80%。,24,超广谱,-,内酰胺,酶,Extended-Spectyum-Lactamase，ESBLs,能水解青霉素类，一代、二代、三代头孢菌素和氨曲南。,主要由,-内酰胺酶基因(,TEM,和,SHV,等)点突变,而来。,多数可被,内酰胺酶抑制剂（如克拉维酸，三唑巴坦及舒巴坦）所抑制。,25,AmpC内酰胺酶(简称AmpC酶)amoxicillin，AmpC，羟氨苄青霉素,作用于头孢菌素，又称为头孢菌素酶。,可分解碳青霉烯类以外的,所有-内酰胺类抗生素。,不被,内酰胺酶抑制剂,所抑制，,由,染色体或质粒,介导产生。,耐药谱更广,26,氨基糖苷类钝化酶,耐药机制：,可修饰抗菌药物分子中某些保持抗菌活性所必需的基团，使其与作用靶位核糖体的亲和力大为降低。,氨基乙酰化、羟基磷酸化、羟基核苷化,由质粒编码，可在细菌间转移播散。,交叉耐药,一种氨基糖苷类抗生素可被多种钝化酶所作用；,同一种酶可作用于几种结构相似的氨基糖苷类抗生素。,27,2、药物作用靶位的改变,抗菌药物作用靶位,：,靶位的失去和/或,亲和力降低,，,内酰胺类抗生素耐药,：PBPs的变化,28,3、抗菌药物的渗透障碍,细胞壁障碍和/或外膜通透性的改变,原来允许某种抗菌药物通过的,孔蛋白通道关闭或消失，或产生新的蛋白阻塞了细胞壁水孔，,抗菌药物无法进入细菌内发挥作用。,细菌生物膜（BF）,29,细菌生物被膜,（biofilm,BF）,BF 是存在于液体环境中被膜样的细菌群落。由附着于实体表面的细菌细胞及由其自身分泌的含水聚合性基质包裹形成的细菌群落。,是一种在液体环境中与游走细胞相对应的细菌群体存在形式。,在自然界细菌多以生物被膜存在，,可吸附于惰性或活性实体表面，,如机体粘膜或生物医学材料表面。,30,4、主动外排机制,细菌对抗菌药物的主动（需能量）泵出作用,产生,多重耐药性,主要对,-内酰胺类，大环内酯类，四环素类、氯霉素类及喹诺酮类耐药,在G,菌多重耐药性中起的重要作用,。,31,细菌耐药的主要机制,钝化酶产生,孔蛋白改变，细胞壁/膜 通透性改变,抗生素靶位点改变,32,各类抗生素耐药机制,作用机理,耐药机制,-,内酰胺类,干扰细胞壁合成,产,-,内酰胺酶；LBP改变；,氨基糖甙类,作用于菌体内核糖体，抑制蛋白合成，并破坏细胞膜完整性,细菌产生磷酸转移酶，乙酰转移酶，使之磷酸化，乙酰化或腺苷化而失效,大环内酯类,作用与细菌核糖体，抑制蛋白合成,靶位变异，降低药对核糖体的结合力；膜通透性障碍，泵出，水解大环内酯环,糖肽类,药与粘肽合成中的D-丙氨酰-D-丙氨酸结合，生成复合物，阻断C壁粘肽合成,使前式中的D-丙氨酸变异成D-乳酸或D-丝氨酸，,喹诺酮类,抑制细菌DNA促旋酶与DNA拓扑异构酶，,是促旋酶A亚基中的Ser-84或Glu-88改变；外膜通透性降低；外排泵出；过期,33,抗生素不合理使用,细菌耐药性,数据表明：,上世纪五六十年代青霉素一次剂量是2万4万单位，现在需用几十万、几百万单位,葡萄球菌、肠道革兰氏阳性杆菌、结核杆菌、痢疾杆菌之所以长久地肆虐人类，就是耐药性不断增强的结果,环丙沙星20年前开始在临床上应用，当时副作用小、疗效好，现在几乎对60以上的病人失去作用,34,国内外抗生素使用现状,WHO推荐：抗生素医院使用率为30,美英等发达国家医院：使用率2225,中国卫生部要求抗生素使用在50以内,近五年我国医院中抗生素使用率均保持在 6782之间，抗生素类药物的费用占全部药费的40左右,在使用抗生素人群中，1/3以上根本不需要用抗生素，约50以上并未起到作用,35,我国抗生素使用现状,医生处方中抗生素所占比例：,城区感冒患者占70%,农村感冒患者占85-92%,抗生素抑菌与杀菌联合使用,城区感冒患者使用,2种抗生素占51%,联合使用中不正确占22%,农村感冒患者使用,2种抗生素占42%,联合使用中不正确的占72-84%,36,抗生素使用中的误区,误区1：抗生素=消炎药（细菌/病毒/无菌性炎症）,误区2：抗生素可预防感染,误区3：广谱抗生素优于窄谱抗生素,误区4：新的抗生素比老的好，贵的抗生素比便宜的好,误区5：使用抗生素种类越多，越能有效控制感染,误区6：频繁更换抗生素（使用时间不当）,误区7：抗生素用作牲畜的生长剂,37,制定抗微生物药物应用指南,并强制实施；,在药敏试验指导下选药；,原则上尽量选用窄谱抗菌药,一般疗程 710d,如3d无效应更换药品；,联合用药应有明确指征,一般以23种为宜,最好不同时使用抗细菌药、抗真菌药、抗病毒药、抗原虫药和抗结核药,否则既无助于感染的解决,更增加毒副反应；,减轻抗菌药物压力的对策：,38,采取限用策略：如轮作制，即将某些抗菌药停用一段时期后再用，以恢复细菌对药物的敏感性；,加强监控，掌握致病菌变化以及耐药情况,及时反馈临床；,坚决制止在经济利益驱动下滥用抗菌药物；,严格控制预防使用和非医疗的农、林、牧、副、渔以及饲料的使用。,减轻抗菌药物压力的对策：,39,探索新的抗感染方法：,改良现有抗生素，寻找新的抗菌靶位，如信号转导抑制剂。,寻找质粒消除剂或阻止接合转移的药物。,引入“以菌制菌”的微生态疗法。,研发快速准确的耐药性检测方法：,PCR扩增耐药基因,基因芯片技术检测耐药基因,40,