細(xì)菌耐藥的分子機(jī)制2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料2前言抗菌藥物的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,使人類壽命至少延長(zhǎng)了１５年。但由于人、畜抗菌藥物的過度使用,細(xì)菌的耐藥率逐年上升,細(xì)菌耐藥性已成為全球關(guān)注的公共衛(wèi)生問題。專家估計(jì)細(xì)菌耐藥在本世紀(jì)對(duì)人類生命健康的威脅將不亞于艾滋病、癌癥和心血管疾病。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料3現(xiàn)就細(xì)菌耐藥分子機(jī)制作扼要介紹如下。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料4一、細(xì)菌產(chǎn)抗菌藥物鈍化酶而致耐藥(一)β內(nèi)酰胺酶類

1.β內(nèi)酰胺酶2.金屬β內(nèi)酰胺酶3.質(zhì)粒型頭孢菌素酶(二)氨基糖苷類修飾酶(三)紅霉素類鈍化酶１．紅霉素酯酶２．紅霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶３．維及尼亞霉素酰基轉(zhuǎn)移酶(四)氯霉素酰基轉(zhuǎn)移酶2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料5二、細(xì)菌產(chǎn)酶(蛋白)保護(hù)抗菌藥物作用靶位而耐藥(一)核糖體保護(hù)蛋白(二)紅霉素甲基化酶2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料6三、細(xì)菌獲得功能取代蛋白(酶)而耐藥(一)ＰＢＰ２’(二)連接酶:2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料7四、細(xì)菌細(xì)胞膜通透性改變導(dǎo)致耐藥2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料8五、細(xì)菌的主動(dòng)泵出功能所致耐藥(一)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(二)外排泵2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料9六、細(xì)菌的抗菌藥物作用靶位改變而致耐藥(一)青霉素結(jié)合蛋白編碼基因突變(二)ＤＮＡ回旋酶/拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ編碼基因突變(三)１６ＳｒＲＮＡ、２３ＳｒＲＮＡ基因突變2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料10一、細(xì)菌產(chǎn)抗菌藥物鈍化酶而致耐藥

(一)β內(nèi)酰胺酶類１.β內(nèi)酰胺酶:β內(nèi)酰胺酶最初于２０世紀(jì)６０年代發(fā)現(xiàn),主要水解青霉素類抗菌藥物,由ＴＥＭ-１、ＴＥＭ-２和ＳＨＶ-１基因編碼。而后由于β內(nèi)酰胺類藥物的過度使用,細(xì)菌長(zhǎng)期暴露于藥物中,編碼基因發(fā)生突變,產(chǎn)生能同時(shí)耐青霉素、頭孢菌素Ⅰ～Ⅲ代(部分可耐頭孢菌素Ⅳ代)藥物,被稱為超廣譜β內(nèi)酰胺酶(ESBLs)。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料11目前已發(fā)現(xiàn)ＥＳＢＬｓ編碼基因家族除ＴＥＭ、ＳＨＶ外,還有ＣＴＸ-Ｍ、ＯＸＡ、ＰＥＲ、ＶＥＢ、ＧＥＳ／ＩＢＣ等。每個(gè)基因家族已發(fā)現(xiàn)的基因型有數(shù)個(gè)、數(shù)十個(gè)至百余個(gè)不等,2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料12產(chǎn)ＥＳＢＬｓ菌有大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、產(chǎn)酸克雷伯菌、產(chǎn)氣腸桿菌、摩氏摩根菌、奇異變形桿菌、陰溝腸桿菌、鮑曼不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌等革蘭陰性桿菌。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料13２．金屬β內(nèi)酰胺酶:金屬β內(nèi)酰胺酶(MBLs)是數(shù)類以金屬離子為活性中心的β內(nèi)酰胺酶,能水解青霉素、頭孢菌素類和碳青霉烯類藥物,能耐β內(nèi)酰胺酶抑制劑。主要編碼基因?yàn)椋桑停泻停郑桑突蚣易?。產(chǎn)ＭＢＬｓ菌有鮑曼不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌和肺炎克雷伯菌。ＯＸＡ-２３至ＯＸＡ-２７基因表達(dá)產(chǎn)物盡管也能水解碳青霉烯類藥物,但并不是ＭＢＬｓ。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料14３．質(zhì)粒型頭孢菌素酶:質(zhì)粒型頭孢菌素酶(ｐＡｍｐＣ)能水解青霉素類、頭孢菌素類和頭霉素類藥物。世界各地已發(fā)現(xiàn)的ｐＡｍｐＣ酶基因型達(dá)３０種。根據(jù)基因同源性可分５組或６組。常見有ＤＨＡ、ＭＩＲ、ＣＭＹ、ＭＯＸ、ＦＯＸ等基因型。產(chǎn)ｐＡｍｐＣ的細(xì)菌有肺炎克雷伯菌、大腸埃希菌、奇異變形桿菌等。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料15以上β內(nèi)酰胺酶絕大多數(shù)有質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子、整合子等可移動(dòng)性遺傳元件介導(dǎo),因此易于在同種或不同種細(xì)菌傳播。目前β內(nèi)酰胺酶編碼基因命名較紊亂,有以首位感染者的名字命名(ＴＥＭ源自希臘一名叫Ｔｅｍｏｎｉｅｒａ的病人名字)、2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料16有以較高水解能力的底物(藥物)命名(ＯＸＡ源自苯唑青霉素Ｏｘａｃｉｌｌｉｎ,ＣＴＸ-Ｍ源自頭孢噻肟修飾能強(qiáng)ｃｅｆｏｔａｘｉｍｅ-ｍｏｄｉｆｉｅｄ)、有以首次發(fā)現(xiàn)的醫(yī)院命名(ＤＨＡ源自沙特Ｄｈａｈｒａｍ醫(yī)院,ＭＩＲ源自美國(guó)Ｍｉｒｉａｍ醫(yī)院)等。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料17(二)氨基糖苷類修飾酶:氨基糖苷類修飾酶(ＡＭＥｓ)可分３類:

乙酰轉(zhuǎn)移酶,由ａａｃ基因家族編碼;

核酸轉(zhuǎn)移酶,由ａｐｈ基因家族編碼;

核苷轉(zhuǎn)移酶,由ａｎｔ基因家族編碼(核苷轉(zhuǎn)移酶曾稱腺苷轉(zhuǎn)移酶,由ａａｄ基因家族編碼)。已發(fā)現(xiàn)的基因型已超過３０種。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料18ＡＭＥｓ基因位于多數(shù)整合子上,傳播迅速。ＰＣＲ為ＡＭＥｓ基因靈敏、特異、快捷的檢測(cè)方法。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料19(三)紅霉素類鈍化酶１．紅霉素酯酶:腸桿菌可攜帶ｅｒｅＡ、ｅｒｅＢ基因表達(dá)紅霉素酯酶使紅霉素酯解失活,ｅｒｅＡ／ｅｒｅＢ基因由質(zhì)粒介導(dǎo)。此酶產(chǎn)生菌已報(bào)道的有大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、變形桿菌等。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料20２．紅霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶:由ｍｐｈＡ、ｍｐｈＢ、ｍｐｈＣ基因編碼,其表達(dá)產(chǎn)物可使紅霉素脫氧二甲胺己糖Ｃ-２’位置發(fā)生磷酸化或糖基化而失活。產(chǎn)此酶菌有腸桿菌和葡萄球菌。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料21３．維及尼亞霉素酰基轉(zhuǎn)移酶:此酶在葡萄球菌中由ｖａｔＡ、ｖａｔＢ、ｖａｔＣ編碼;在腸球菌中有ｖａｔＤ、ｖａｔＥ編碼。其表達(dá)產(chǎn)物對(duì)維及尼亞霉素活性有修飾作用。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料22(四)氯霉素?；D(zhuǎn)移酶:此酶由ｃａｔ基因家族編碼,其表達(dá)產(chǎn)物修飾氯霉素使之失活。Ｇ+菌、Ｇ-菌均已發(fā)現(xiàn)可產(chǎn)此酶。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料23二、細(xì)菌產(chǎn)酶(蛋白)保護(hù)抗菌藥物作用靶位而耐藥2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料24(一)核糖體保護(hù)蛋白(一)核糖體保護(hù)蛋白:核糖體保護(hù)蛋白(ＲＰＰｓ)由ｔｅｔＭ基因編碼,該蛋白能阻遏四環(huán)素與細(xì)菌核糖體結(jié)合,從而使藥物失去作用。淋病奈瑟菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎鏈球菌、李斯特菌、加德納菌均可獲得內(nèi)含ｔｅｔＭ基因的質(zhì)粒而耐四環(huán)素。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料25(二)紅霉素甲基化酶(二)紅霉素甲基化酶:紅霉素等大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥物是通過作用于細(xì)菌核糖體２３ＳｒＲＮＡ基因,抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成而達(dá)到抑菌目的。當(dāng)細(xì)菌獲得ｅｒｍ基因表達(dá)紅霉素甲基化酶,導(dǎo)致細(xì)菌核糖體２３ＳｒＲＮＡ基因甲基化,紅霉素對(duì)其作用失效而耐藥。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料26ｅｒｍ基因家族已超過２０種基因型。其中ｅｒｍＢ是最常見的基因型,已報(bào)道有從葡萄球菌屬、腸球菌屬、奈瑟菌屬、鏈球菌屬和腸桿菌屬檢出該基因。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料27三、細(xì)菌獲得功能取代蛋白(酶)而耐藥(一)ＰＢＰ２’:正常情況下金黃色葡萄球菌只擁有青霉素結(jié)合蛋白２(ＰＢＰ２)。β內(nèi)酰胺酶類藥物通過與ＰＢＰ２結(jié)合從而阻斷細(xì)菌細(xì)胞壁的合成導(dǎo)致細(xì)菌破壁死亡。金黃色葡萄球菌獲得ｍｅｃＡ基因可表達(dá)ＰＢＰ２’。ＰＢＰ２’與ＰＢＰ２一樣具轉(zhuǎn)肽酶活性,在細(xì)菌細(xì)胞合成中起重要作用,但ＰＢＰ２’與β內(nèi)酰胺類藥物的結(jié)合力極低。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料28當(dāng)細(xì)菌獲得ｍｅｃＡ基因并表達(dá)ＰＢＰ２’后,使用β內(nèi)酰胺類藥物盡管可阻斷ＰＢＰ２介導(dǎo)的細(xì)胞壁合成,但不能阻斷ＰＢＰ２’的細(xì)胞壁合成,細(xì)菌仍可生存和繁殖。ｍｅｃＡ基因源自松鼠金葡菌,由轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)。目前除金黃色葡萄球菌外,表皮葡萄球菌、溶血葡萄球菌也可獲得ｍｅｃＡ基因而耐全部β內(nèi)酰胺類藥物。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料29(二)連接酶(二)連接酶:萬古霉素等糖肽類藥物可與細(xì)菌細(xì)胞壁成分Ｄ-丙氨酰-Ｄ-丙氨酸結(jié)合,抑制細(xì)菌壁肽聚糖的合成。而耐萬古霉素菌株中所獲得的ｖａｎＡ或ｖａｎＢ或ｖａｎＤ基因可表達(dá)一組功能相似的連接酶,導(dǎo)致合成３Ｄ-丙氨酰-Ｄ-乳酸取代正常的胞壁肽聚糖成分Ｄ-丙氨酰-Ｄ-丙氨酸,結(jié)合至肽聚糖機(jī)構(gòu)中造成對(duì)萬古霉素耐藥。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料30四、細(xì)菌細(xì)胞膜通透性改變導(dǎo)致耐藥亞胺培南等抗菌藥物需穿透銅綠假單胞菌細(xì)胞膜上的微孔方能到達(dá)作用的靶位。當(dāng)銅綠假單胞菌編碼微孔蛋白的ｏｐｒＤ２基因發(fā)生缺失突變時(shí),細(xì)胞膜上微孔缺失,亞胺培南無法進(jìn)入胞內(nèi)而失去作用。其他Ｇ-桿菌也有類似現(xiàn)象。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料31五、細(xì)菌的主動(dòng)泵出功能所致耐藥(一)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白:一些細(xì)菌獲得編碼轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因,如ｔｅｔＡ、ｍｅｆＡ、ｃｍｌＡ、ｑｎｒ基因等。它們的編蛋白分別能將四環(huán)素、紅霉素、氯霉素、喹諾酮類物泵出細(xì)菌細(xì)胞外而致耐藥。此類基因由質(zhì)粒介。ＰＣＲ檢測(cè)陽性即提示為耐藥菌。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料32(二)外排泵:目前對(duì)銅綠假單胞菌存在的４種外排泵系統(tǒng)研究較多。它們分別為ＭｅｘＡ、Ｂ-ＯｐｒＭ［外排藥物有四環(huán)素、喹諾酮類、氯霉素、大環(huán)內(nèi)酯類、新生霉素、利福霉素、淺藍(lán)霉素及β內(nèi)酰胺類(碳青霉烯類除外)］;ＭｅｘＣ、Ｄ-ＯｐｒＪ(外排四環(huán)素、氯霉素、喹諾酮類、大環(huán)內(nèi)酯類、第四代頭孢、淺藍(lán)霉素);2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料33ＭｅｘＥ、Ｆ-ＯｐｒＮ(外排氯霉素、喹諾酮類、碳青霉烯類);ＭｅｘＸ、Ｙ(功能尚不清)。上述系統(tǒng)中編碼基因突變、表達(dá)異常,均可導(dǎo)致藥物外排而耐藥。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料34六、細(xì)菌的抗菌藥物作用靶位改變而致耐藥(一)青霉素結(jié)合蛋白編碼基因突變:β內(nèi)酰胺類藥物必須先與青霉素結(jié)合蛋白(ＰＢＰ)結(jié)合方能起抗菌作用。ＰＢＰ的編碼基因(ｐｂｐ)突變導(dǎo)致ＰＢＰ構(gòu)象改變,與β內(nèi)酰胺類藥物結(jié)合力下降而耐藥。Ｇ+和Ｇ-菌中均存在這一耐藥機(jī)制。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料35(二)ＤＮＡ回旋酶/拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ編碼基因突變:喹諾酮類藥物主要作用于細(xì)菌的ＤＮＡ回旋酶或拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ而起抗菌作用。當(dāng)編碼ＤＮＡ回旋酶的ｇｙｒＡ、ｇｙｒＢ基因,編碼拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ的ｐａｒＣ、ｐａｒＥ基因突變,其表達(dá)產(chǎn)物的構(gòu)象改變即可致耐藥。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料36(三)１６ＳｒＲＮＡ、２３ＳｒＲＮＡ基因突變:細(xì)菌的１６ＳｒＲＮＡ基因發(fā)生突變,氨基糖苷類藥物將對(duì)其失去作用;２３ＳｒＲＮＡ基因發(fā)生突變,紅霉素類將對(duì)其失去作用。2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料37一、細(xì)菌產(chǎn)抗菌藥物鈍化酶而致耐藥(一)β內(nèi)酰胺酶類

1.β內(nèi)酰胺酶

同時(shí)耐青霉素、頭孢菌素Ⅰ～Ⅲ代(部分可耐頭孢菌素Ⅳ代)藥物,被稱為超廣譜β內(nèi)酰胺酶(ESBLs)2.金屬β內(nèi)酰胺酶

MBLs3.質(zhì)粒型頭孢菌素酶

pAmpC(二)氨基糖苷類修飾酶(ＡＭＥｓ)(三)紅霉素類鈍化酶１．紅霉素酯酶２．紅霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶３．維及尼亞霉素?；D(zhuǎn)移酶(四)氯霉素酰基轉(zhuǎn)移酶2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料38二、細(xì)菌產(chǎn)酶(蛋白)保護(hù)抗菌藥物作用靶位而耐藥(一)核糖體保護(hù)蛋白(二)紅霉素甲基化酶2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料39三、細(xì)菌獲得功能取代蛋白(酶)而耐藥(一)ＰＢＰ２’(二)連接酶:2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料40四、細(xì)菌細(xì)胞膜通透性改變導(dǎo)致耐藥2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料41五、細(xì)菌的主動(dòng)泵出功能所致耐藥(一)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(二)外排泵2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料42六、細(xì)菌的抗菌藥物作用靶位改變而致耐藥(一)青霉素結(jié)合蛋白編碼基因突變(二)ＤＮＡ回旋酶/拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ編碼基因突變(三)１６ＳｒＲＮＡ、２３ＳｒＲＮＡ基因突變2023/7/22新生兒科業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)資料43完后面內(nèi)容直接刪除就行資料可以編輯修改使用資料可以編輯修改使用資