对抗生素具有较强水解作用的AmpC酶(AmpC β-lactamase )、 超广谱β-内酰胺酶(extended-spectrum β-lactamases， ESBLs) 碳青霉烯酶等
细菌耐药的遗传学机制
3. 转座子介导的耐药性
• 转座子(transposon，Tn)
在染色体、或在同一细胞中的染色体与质粒间移动， 使结构基因的产
细菌生物被膜引起的——
耐药
体外药敏试验＝体内敏感性？细菌生物被膜（B来自ofilm,BF）群居
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互助求生存
• BF是细菌为适应自然环境而形成的;
• 系细菌吸附于生物材料或机体腔道表面， 分泌多糖基质，将其自身包绕其中形成的 膜样物；
• 生长于BF中的细菌，无论其形态结构、生 理生化特性及对抗菌药物的敏感性等都与 浮游生长的细胞显著不同，致病特点也不 同。
细菌生物被膜耐药机制
C.A.Fus, European Society of Clinical Microbiology and Infectios Diseases, Volume 12,Number 4,April 2006
１阻滞抗生素的渗透；
２吸附抗生素灭活酶，促进抗生素水解； ３被膜下细菌代谢低下，呈“亚冬眠状态”，对抗 生素的敏感性降低；低于致死量的抗菌药物又容 易使细菌产生高度耐药性； ４阻止机体免疫系统对细菌的清除，产生免疫逃逸 现象，减弱机体免疫力与抗生素的协同杀菌作用。
微生态制剂主要有三类: 即益生菌(probiotics) ,如双歧杆菌和乳酸杆菌等; 益生元(prebiotics) ,如双歧因子和各种寡聚糖等; 合生元(synbiotics) ,即益生菌和益生元同时并用的生态制剂。
– 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 （HaMRSA)（医院获得） – 耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌（MRSCons） – 万古霉素耐药的金葡菌（全球6株，中国0%）
– 万古霉素耐药的肠球菌（美国最高17%中国0-5%）
细菌耐药的遗传学机制
1 染色体介导的耐药
• 细菌固有的耐药性（天然耐药）或通过染色体突变产生的 耐药性,与细菌的遗传和进化密切相关。 自发基因突变的现象可导致细菌某些表型和功能的丧 失，或获得新的功能，以对抗抗生素的作用。是同属细菌 的共同特征，如肠球菌耐头孢菌素类药物。
%R 19.7 9.4 35.8 1.1 34.2 15.4 1.6 14.6 0 0 76.3 72.2
%I 10.8 16.4 21.3 1.3 19.7 4.3 0.5 10 0 0 1.1 3.8
%S 69.5 74.1 42.9 97.6 46.1 80.3 97.5 75.5 100 100 22.6 24
不同类抗生素的常见耐药机制
• • • β-内酰胺类：细胞壁通透性降低；与PBPs亲和力与结合率 降低；产生β-内酰胺酶；细菌自溶酶缺乏。 氨基糖甙类：细胞膜主动传递中摄入减少；产生钝化酶；核 糖体30S亚基蛋白改变；Eh↓和pH↓均可降低活性。 喹诺酮类：细胞外膜OmpF量降低，使喹诺酮类摄入减少， 同时细胞膜传透通道改变，外流加快，细菌内积蓄减少； DNA旋转酶A亚基蛋白改变。 大环内脂类：核糖体50S亚基改变；局部pH↓可降低活性。
• 肠球菌占: 27%(249)
耐青霉素粪肠球菌:23%; 耐青霉素屎肠球菌:90%
• 5株对万古中介的肠球菌,未见耐万古肠球菌
医院内感染中主要革兰阴性杆菌的耐药
In vitro susceptibility of 14 antibiotic agents against 371 strains of E. coli
在治疗过程中尽量选用能透过生物被膜的杀菌剂。
喹诺酮类药物：氟罗沙星、加替沙星等对细菌生物被膜有较好的渗透性， 对生物被膜下生长缓慢的细菌也有的杀菌作用； 大环内酯类药物：克拉霉素、阿齐霉素、罗红霉素等可抑制细菌生物被 膜的形成，与氟喹诺酮类药物联用时，可提高后者对细 菌生物被膜的渗透性和对被膜下细菌的杀菌活性。
第一届卫生部全国细菌耐药监测中心网
(2005-2006 Mohnarin)
• 全国17家医院；收集菌株4075株； G- : 3150(77%) G+ : 925 (23%) • 葡萄球菌占: 536 (58%)
MRSA： 63%、 MRSE: 83%
G+ 23% GG+
G77%
葡萄球菌 肠球菌 其他G＋菌
金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌
在各种生物医学材料如导尿管、大静脉导管、气管插管 等的表面形成生物被膜，导致所谓生物医学材料相关感染。
导尿管 菌膜外表面更促使黏附 金黄色葡萄球菌菌膜
BF相关感染的类型
生物医学材料相关感染有逐年上升的趋势
• 导尿管相关泌尿系统感染发生率为92%～93%，约占院 同感染的40%； • 心脏外科生物材料（人工瓣膜）臵入术合并感染发生 率为33.3%； • 90%的机械通气患者气管插管处有细菌定植并发复发生 感染； • 大静脉导管、伤口引流管、人工关节臵入等相关感染 的发生率亦较高。
导管相关感染—— 凝固酶阴性葡萄球菌（CNS）
• 以表皮葡萄球菌为主，同时它也是医院内感染败血症的常见细 菌（CNS中耐甲氧西林菌株） • 可产生大量细胞间脂多糖粘附素(polysaccharide Intercellular Adhesin，PIA)与细胞外粘液样物质 (Extracellular Slime Substanece，ESS)，可通过不同途径 吸附在导管表面，引致导管所致的感染。 • 动物实验已证实PIA、ESS具有干扰宿主防御功能，ESS可抑制B 淋巴细胞的遗传性质、使合成免疫球蛋白减少；还可干扰吞噬 细胞；可保护包埋在其中的葡萄球菌免受抗生素的作用，由于 膜状物形成的生物膜 ，使得感染灶中细菌可以不断释放，从 而引起败血症。
BF引起脑脊液分流术后感染
导管内表面 导管外表面
球菌和杆菌
C.A.Fus, European Society of Clinical Microbiology and Infectios Diseases,Volume 12,Number 4,April 2006
控制BF引起细菌耐药的策略
１、抑制生物被膜的形成
• 耐药基因决定了各种各样的机制，使细菌抵抗特 定抗菌药物的抑制作用。
细菌耐药性变异的趋势
近年来临床上发现的耐药细菌的变迁有以下6个主要表现： （1）耐甲氧西林的金葡菌（MRSA）感染率增高； （2）凝固酶阴性葡萄球菌（CNS）引起感染增多； （3）耐青霉素肺炎链球菌（PRP）在世界范围，包括许多国 家和地区传播（大叶性肺炎）； （4）出现耐万古霉素屎肠球菌（VRE）感染； （5）耐青霉素和耐头孢菌素的草绿色链球菌（PRS）的出现（细 菌性心内膜炎）； （6）产生超广谱β-内酰胺酶（ESBL）耐药细菌变异。
%I 17.3 5 15.7 4.7 10.7 7.5 6.9 11.3 2.2 0
%S 58.8 59.4 58.2 74.5 78.3 64.2 64.2 60.4 74.8 95.6
MIC50 16 4 8 2 1 0.5 1 2 4 2
MIC90 64 256 128 16 16 16 16 16 256 2
• 对FQs 的耐药率高达 >70% • 对3-4代头孢菌素耐药机制几乎全为ESBLs
• 其中头孢吡肟和头孢他啶保持了高效
绿脓假单胞菌
In vitro susceptibility of 10 antibiotic agents against 318 strains of P. aeruginosa
对于耐药性而言，如果编码抗菌药物作用靶位的核苷 酸发生点突变，导致转录的靶位蛋白空间构象发生改变， 结果使药物与靶位之间的结合力下降或丧失，而使细菌产 生耐药性。
倪语星，洪秀华主编。细菌耐药性监测抗感染治疗。人们军医出版社，2002年
2 质粒介导的耐药
• 目前该类耐药在临床上占有重要地位
• 质粒可以通过接合或转导作用在不同的细菌之间进行转移。
物大量增加，从而使宿主细胞失去对抗菌药物的敏感性。 Tn还可以使位于染色体上和非接合质粒上的基因转移到接合质粒中，因 此实现细菌间的基因转移或交换。
• 整合子
可移动，可捕获和整合细菌的耐药基因，在细菌耐药性的传播和扩散 中起到了至关重要的作用。 整合子可在不同细菌中水平传播，在同一类整合子上可携带不同的耐 药基因盒，同一个耐药基因又可出现在不同的整合子上。细菌的耐药基因 可以在不同的整合子中移动，介导多重耐药的形成。
细菌耐药的遗传学机制
细菌耐药生物化学机制
（一）细菌产生灭活酶或钝化酶 使抗菌药物失活或结构改变； （二）细菌药物作用靶位改变或数目改变
使之不与抗菌药物结合；
（三）细菌细胞膜渗透性改变
使之不能进入菌体内
（四）细菌主动药物外排机制
将药物排出菌体之外
（五）细菌生物被膜的形成
这些耐药机制不是相互孤立存 在的，两个或更多种不同的机制相 互作用决定一种细菌对一种抗菌药 物的耐药水平。
MIC Range .125 - 256 .064 - 512 .016 - 512 .125 - 512 .016 - 256 .016 - 64 .064 - 64 .064 - 64 .125 - 512 .25 - 128
全球关注的多重耐药（表型）的阳性球菌
• 社区获得MRSA (CaMRSA)
•
• 四环素类：药物外流加快，在细菌体内积蓄减少；核糖体 30S亚基改变；产生灭活酶。 • 氯霉素类：细胞膜摄入减少；产生氯霉素乙酰转移酶。 • 林可霉素类：核糖体50S亚基改变，细菌产生灭活酶。 • 肽 类：如万古霉素，细菌不易产生耐药性，但也可由靶 位改变而产生耐药。 • 磺胺类：改变二氢叶酸合成酶的结构；增加磺胺的拮抗物 PAPA的产量。
Antibiotic name Cefoxitin Cefoperazone/Sulbactam Ceftriaxone Cefotaxime/Clavulanic Cefotaxime Ceftazidime Ceftazidime/Clavulanic Cefepime Imipenem Meropenem Ciprofloxacin Levofloxacin