细菌耐药性机制研究进展
作者简介: 周显凤,男,硕士研究生,从事食品微生物检验工作
破 坏细菌细胞膜结构[8]。
2 细菌耐药性机制
耐药性可能是基因水平转移的结果,也可能是 病原菌基因组上的不相邻点突变引起的。 抗生素 作用于病原菌可以被视为一种环境压力,含有突变 基因的细菌得以生存和复制,并将导致抗性超强的 子代。 2.1 药物钝化或修饰 β-内酰胺是结构类似于细 胞壁前体肽聚糖肽酰 D-丙氨酰基-D-丙 氨 酸 末 端 的类似体,能与青霉素结合蛋白(PBP)和 β-内 酰 胺 酶互相反应。 耐 β-内酰胺类药物的细菌主要是通过 基因编码诱导产生 β-内酰胺酶使药物钝化或者失 活。 如 S. aureus 耐青霉素是由编码 β-内酰胺酶的blaZ 基因介导的。当 S. aureus 暴露在 β-内酰胺类抗生素 环境中,这种胞外酶大量合成并水解 β-内酰胺环以 钝化其活性。 最近的研究显示 blaZ 基因由另外两个 相 邻 调 控 基 因 blaR1 和 blaI 控 制 ,还 有 研 究 证 明 了 β- 内 酰 胺 酶 合 成 信 号 通 路 需 要 蛋 白 BlaR1 和 BlaI 连续地断裂 。 [9,10] 此外,近期出现的超级细菌 NDM-1 产生的金属-β-内酰胺分解酶能分解 β-内酰胺环结 构,因此可使任何含 β-内酰胺环结构的抗生素失效。 研究还发现表达该酶的基因 blaNDM-1 不只存在于单个 质 粒 上 ,并 且 容 易 在 细 菌 间 转 移 和 重 组 [7]。
在革兰阴性细菌中, 质粒介导的耐药基因可以 表达与 DNA 促旋酶结合的蛋白,以保护其免受喹诺 酮的作用。 最终,DNA 促旋酶和拓扑异构酶 IV 关键 位点的突变能减弱它们与喹诺酮的结合亲和力,降 低药物的作用效果 。 [15] 拓扑异构酶 IV 和促旋酶亚单 位是耐药性突变的重要位点,其中拓扑异构酶 IV 的 突变最为关键。 有研究显示,细菌蛋白 LexA 在获得 耐喹诺酮和利福霉素的突变中起着关键作用 。 [16]
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得 性 MRSA 感 染 现 在 已 经 愈 发 流 行 并 导 致 大 部 分 社区 S. aureus 感染 。 [12]
MRSA 不但对甲氧西林耐药, 而且对其他多种 抗菌药耐药。 近年来, 随着广谱抗菌药的广泛应用, S. aureus 对抗菌药的耐药情况日渐严重,MRSA 的分 离率有日渐增高的趋势。 随时监测 S. aureus 耐药性 的变化,指导临床用药,避免抗菌药的滥用,从而减 少耐药菌株的产生显得十分重要。 2.3 改变代谢途 径 一 些 磺 胺 类 药 物 耐 受 菌 通 过 改变代谢途径,其生长代谢不需要对氨基苯(甲) 酸— —— 一 个 叶 酸 和 核 酸 合 成 的 重 要 前 体 ,这 类 细 菌 能利用自己合成的叶酸, 而不需要外源性 PABA 。 [13] 细菌对磺胺类药物易产生抗药性, 尤其在用量或疗 程不足时更易出现。产生抗药性的机制,可能是细菌 改变代谢途径,如产生较多二氢叶酸合成酶,或能直 接利用环境中的叶酸,肠道菌丛常通过 R 因子的转 移而传播。 2.4 减少药物累积 减少药物累积,主要通过降低 药物通透性和(或)增加透过细胞表面将药物泵出。 现已知有三种耐氟喹诺酮机制,以药物泵出的形势 可 以 大 大 减 少 胞 内 喹 诺 酮 浓 度 。 氟 喹 诺 酮 是 20 世 纪 80 年 代 用 于 治 疗 革 兰 阴 性 菌 感 染 的 主 要 药 物 , 同时也用于治疗由肺炎链球菌和葡萄球菌引起的 感 染 。 [14]
随着全球化速度的提升, 细菌耐药性越发多样 化,耐药性控制已不能单靠某一国家或地区来实现,
各国应设立专门的监督机构, 联合建立有效的耐药 监测系统。 另外, 医药部门应加强大众药物知识教 育、限制 OTC 抗生素类药物的一次性出售药量等措 施,从而有效地遏制细菌耐药性的恶化,避免走向无 抗生素可用的境地。
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1 抗菌药物的抑(杀)菌机制
用于治疗细菌感染的大部分抗细菌药物的作用 机制主要分为以下几个:①破坏细胞壁的合成,如 β-内 酰 胺 类 抗 生 素 (青 霉 素 、头 孢 类 、碳 青 霉 烯 类 、 万古霉 素 等 );②抑 制 蛋 白 质 的 表 达 ,如 结 合 50S 核 糖体亚单位的大环内酯类(氯霉素、克林霉素、利奈 唑胺等);结合 30S 核糖体亚单位的氨基糖苷类及四 环素类抗生素;③干扰核酸的合成,如利福平抑制 RNA 合成,氟喹诺酮类抑制 DNA 合成;④磺胺类药 物抑制细菌相关代谢途径;⑤多粘菌素和达托霉素
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细菌耐药性机制研究进展
·综 述·
周显凤, 倪贤生, 吴越 综述, 高建新 审校 (南 昌 市 疾 病 预 防 控 制 中 心 ,江 西 南 昌 330038)
中 图 分 类 号 : R378
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4小结
近年来, 许多卫生监管系统报道医院里出现的 耐药菌数量明显上升和耐药程度加强的趋势, 尤其 是 MRSA 和耐万古霉素金黄色葡萄球菌 (VRSA)耐 药性不断加强 。 [19] 除此之外,E. coli 和 K. pneumoniae 等肠杆菌科细菌不断出现多重耐药和超级耐药。 随 着细菌耐药性的日益严重,人们面临了进退两难的境 地。 开发新型药物及发掘新颖天然产物、减少或合理 使用抗菌药物、预防和阻止耐药性菌株的全球蔓延等 任务都是目前急需全球共同合作的。 WHO 已经起草 了遏制细菌耐药性的全球战略,目的是通过减少不 合理用药而降低耐药选择性压力、阻止耐药菌的传 播、鼓励开发新的抗菌药物及建立耐药性监测系统。
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20 世纪中期,随着医院和社区获得性耐青霉素 葡萄球菌的相继出现, 细菌耐药性逐步成为一个全 球性备受瞩目的问题 。 [1,2] 细菌耐药性又 称 抗 药 性 , 是细菌对抗生素不敏感的现象, 产生原因是细菌在 自身生存过程中的一种特殊表现形式。 抗药性基因 能通过细菌间的接合、转导、转化而传递,因此耐药 基因可通过自然选择的方式 进 行 演 化 [3]。 许 多 耐 药 基因存在于质粒上,有利于它们的转化。如果细菌携 带数种耐药基因,常被称作多重耐药菌,或者非正式 的称之为超级细菌。