细菌耐药机制.ppt.ppt

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1、细菌耐药机制及现状,临床药理研究所 李耘,细菌分类,G葡萄球菌属：金葡、表葡、溶葡、人葡链球菌属：肺炎链、化脓链肠球菌属：粪肠球菌、屎肠球菌G肠杆菌科：大肠、克雷伯菌属、肠杆菌属、枸橼酸、沙雷非发酵菌：铜绿、鲍曼不动、嗜麦芽、产 碱杆菌属,所占比例,G菌株分布,G菌株分布,2002-2003,主要菌种,大肠埃希菌 732株（18%）铜绿假单胞菌 555株（14%）肺炎克雷伯菌 435株（11%）鲍曼不动杆菌 413株（10%）金黄色葡萄球菌 278株（7%）阴沟肠杆菌 196株（5%）嗜麦芽窄食单胞菌 174株（4%）合计69%(2004-2005),抗菌药物分类,-内酰胺类青霉素类：青霉素G

2、、甲氧西林、氨苄西林、哌拉西林头孢类：一、二、三、四代其它-内酰胺类：头霉素、碳青霉烯、单环、酶抑制剂、氧头孢氨基糖苷类：庆大霉素、阿米卡星、奈 替米星,抗菌药物分类,大环内酯类：红霉素、阿齐霉素、克拉霉素、罗红霉素氟喹诺酮类：环丙沙星、左氧沙星、莫西沙星、加替沙星糖肽类：万古霉素、替考拉宁四环素类：米诺环素、替加环素,抗菌药物分类,氯霉素类：氯霉素林可霉素和克林霉素利福霉素类磺胺、硝基咪唑类、呋喃类恶唑烷酮类,抗菌药物作用机制,干扰细菌细胞壁的合成，使其不能生长繁殖：-内酰胺类、万古霉素、磷霉素、环丝霉素等损伤细菌细胞膜，破坏其屏障作用：多粘菌素B、多粘菌素E、两性霉素B、制霉菌素、米康唑、

3、酮康唑等影响细菌蛋白质合成，使其丧失生长繁殖的物质基础：四环素、氯霉素、大环内酯类、克林霉素类、氨基糖苷类、夫西地酸等,抗菌药物作用机制,抑制核酸合成或作用，影响核酸代谢，阻碍遗传基因的复制：利福霉素类、灰黄霉素、喹诺酮类、甲 硝唑、呋喃类、新生霉素等抑制细菌代谢：磺胺药、甲氧苄氨嘧啶 抑制结核环脂酸的合成：异烟肼,抗菌作用机制,细菌耐药机制,产生灭活酶。改变抗生素结构使其灭活。改变靶位蛋白。改变细菌细胞内与抗生素作用靶位，使细菌对该抗生素不再敏感，但仍能发挥其正常功能。降低抗生素在菌体内的集聚。改变外膜通透性，减少抗生素进入 增加外流产生生物被膜。,细菌耐药机制示意图,微生物间的抗生现象,抗

4、生物质：微生物生长末期产生的次级代谢产物。抑制自身蛋白、酶合成，降低代谢，节能；杀灭对手。抗生现象：为了不被其它微生物产生的抗生物质侵入与杀灭，不断加强自身耐受与抵御能力的现象。,细菌耐药性的产生,抗菌药物激发细菌抗生能力，耐药。耐药使得人类千方百计造出能杀灭各种耐药菌的新抗生素。道高一尺，魔高一丈。出现对多种抗生素耐药的多重耐药菌(MRS)。,抗生素对耐药菌的选择,细菌耐药分类,固有耐药：由染色体基因决定，代代相传。如：肠道阴性杆菌对青霉素；铜绿假单胞菌对氨苄西林；链球菌对庆大霉素。获得耐药：细菌接触抗生素后，改变代谢途径，得到的耐药。分质粒介导和染色体介导。,产生灭活酶,-内酰胺酶发展,第

5、一阶段是由于青霉素的广泛应用，导致产生质粒介导青霉素酶，致使耐青霉素金黄色葡萄球菌大量增加。第二阶段是随着广谱青霉素的使用，在肠杆菌科及其它一些革兰阴性菌中，出现能够水解这类抗生素的质粒介导广谱酶，如：TEM-1、SHV-1等。,-内酰胺酶发展,20世纪70年代，以呋辛为代表的第二代耐广谱酶头孢菌素开始在临床应用，产生染色体介导的头孢菌素酶，这是-内酰胺酶发展的第三阶段。20世纪80年代以来，随着第三代头孢菌素和单环类抗生素的广泛使用，超广谱-内酰胺酶(Extended Spectrum-Lactamases,ESBLs)大量出现，第四阶段。第五阶段：碳青霉烯酶,-内酰胺酶分类,以其功能为基础

6、的分类 1968年，Sawai，可诱导的头孢菌素酶 广谱内酰胺酶 1973年，Richmond和Sykes，class IV 1976年，Sykes和Matthew，A、B两大类1981年，Mitsuhashi和Inoue，头孢菌素酶Csase 青霉素酶Pcase 头孢呋辛水解酶Cxase,-内酰胺酶分类,1989年，Bush 1995年，Bush-Jacoby-Medeiros 修订补充，沿用至今。2007年，Queenan and Bush（Clin Microbiol Rev.2007,20:440-458）,Bush,Jacoby&Medeiros-内酰胺酶分类表（1995）,-内酰胺

7、酶分类,以分子结构为基础的分类 1980年，Ambler提出，A,B 1981年，Jaurin和Grundstrom补充，C 1988年，Huovinen再补充，D,-内酰胺酶热点,近年来，与细菌耐药发展和新抗生素开发密切相关的内酰胺酶有4类：ESBLs；对酶抑制剂敏感性下降的内酰胺酶；质粒介导AmpC酶；水解碳青霉烯类的内酰胺酶。,四类酶的初步区别,CLAV CLOX EDTA广谱、超广谱酶 耐抑制剂广谱酶 AmpC酶 金属酶,AmpC酶,属BJM分类中的1组，Ambler分子类别中的class C 广泛播散于肠杆菌科细菌，非发酵菌中也有发现。比ESBLs的底物谱更广。除对第一、二、三代头孢

8、菌素、单环类耐药外，对头霉素类和常用酶抑制剂也具有强的活性。对第四代头孢菌素和碳青霉烯类敏感，而且可被邻氯西林抑制。,改变靶位蛋白,改变靶位蛋白与抗生素亲和力增加靶位蛋白数量产生敏感菌所没有的新蛋白,主要抗菌药物作用靶位,-内酰胺类 青霉素结合蛋白（PBP）氨基糖苷类 核糖体30S亚基大环内酯类 核糖体50S亚基氟喹诺酮类 DNA旋转酶（拓扑异构 酶）、拓扑异构酶糖肽类 D-丙氨酰D-丙氨酸四环素类 核糖体50S亚基,青霉素结合蛋白（PBPs）,Penicillin-Binding Proteins,PBPs占细菌全部膜蛋白的1多数存在内膜中不同细菌内膜所含PBPs数目不等 肠杆菌属：6-8个

9、 肺炎链球菌、化脓性链球菌：5个 金葡菌：5个 淋球菌：3个 流感杆菌：8个,MRSA,Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus,MRSA多了一个PBP2a由mecA基因编码产生,青霉素 甲氧西林 1960年代 耐青霉素 1980年代 甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌 1997年 万古霉素 1990年代 万古霉素耐药 肠球菌（VRE）万古霉素中介/耐药 金黄色葡萄球菌,葡萄球菌耐药发展情况,流行现状,1997年日本报道第一株VISA。2002年至今，经美国CDC确认的VRSA共6株。万古霉素异质性耐药金葡菌（hetero-

10、VRSA，hVRSA）,存在体外诱导因素，临床意义仍不明确。我国未见VISA和VRSA报道，hVRSA在0.75%-6.70%。,MRSA、ORSA检出率,MRSE、ORSE检出率,MRSA感染发生率,中国细菌耐药监测2000年MRSA监测结果,葡萄球菌SCCmec分型,外膜屏障,阴性菌：外膜；阳性菌：细胞壁外膜：糖肽脂多糖外膜屏障与外膜porin蛋白有关porin蛋白组成传送膜通道改变porin蛋白组成或数量来改变其通透性（孔蛋白减少或丢失）,革 兰 阴 性 细 菌 细 胞 膜,外膜屏障,例：铜绿对氨苄西林固有耐药 诱导出外膜屏障功能缺损变异株，对氨苄西林、羧苄西林的MIC值由256,64m

11、g/L降到0.031mg/L。例：大肠杆菌K12 porin蛋白：Omp F 和 Omp C Omp F 为非特异通道，喹诺酮类、-内酰胺类、四环素、氯霉素均可经其进入细胞内,铜绿假单胞菌的细胞外膜上没有大多数革兰阴性菌所具有的典型的高渗透性孔蛋白，它的孔蛋白通道对小分子物质的渗透速度仅为典型孔蛋白通道的1%。,“先天不足”,敏感菌可以通过降低外膜的渗透性而发展成为耐药菌，即原有的孔蛋白通道由于细菌发生突变而关闭或消失，细菌就会对该抗菌药物产生很高的耐药性。亚胺培南主要是通过一个特殊的孔蛋白通道OprD2进入细菌，一旦这一孔蛋白通道消失，则产生耐药性。,“后天获得”,插入序列引起OprD2缺失

12、（铜绿）,主动流出机制,主动流出（外排）系统（active efflux system）流出泵（efflux pump）将扩散进细菌细胞内的抗菌药物泵出细胞外每一系统由3部分组成一是外膜蛋白，位于细胞外膜，使药物排到菌体外；二是内膜蛋白，位于细胞内膜，识别药物并将其主动运出；三是膜融合蛋白，连接内、外膜。,主动流出机制,底物非常广泛，且一种细菌中可存在多种不同的主动流出系统是细菌形成多重耐药的主要原因。,主动流出机制,已报道的具有主动流出机制的致病菌：铜绿假单胞菌、不动杆菌、链球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、空肠弯曲杆菌等。已报道的能被泵出菌体外引起耐药的抗菌药物：四环素类、氟喹诺酮类、大

13、环内酯类、氯霉素、-内酰胺类。有些抗菌药物（常见的如四环素类及喹诺酮类）能诱导细菌的主动外运，造成对抗菌药物耐药程度的普遍提高。,细菌生物被膜（Bacterial biofilm,BBF）,BBF 是指细菌吸附于惰性物体如生物医学材料或机体粘膜表面后，分泌多糖基质、脂蛋白等多糖蛋白复合物，使细菌相互粘连并将其自身克隆聚集缠绕其中形成的膜样物。BBF感染主要包括生物医学材料相关感染(Biomaterial-associated infections)和生物被膜病(Bacterial biofilm diseases)。,细菌生物被膜相关感染特点,常有相互转化的静止期和发作期抗菌药物初始可能有效，

14、以后常常失败。致病菌主要来自皮肤和周围环境，包括金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、假单胞菌属、表皮葡萄球菌等。形成后具有强大的耐药屏蔽作用,细菌生物被膜,细菌生物被膜相关感染防治,抑制BBF的形成：大环内酯类（红霉素、阿奇霉素、克拉霉素等）可抑制多糖蛋白复合物合成酶，破坏BBF结构，促进其他药物渗透对形成稳态的BBF用能通过的杀菌剂来治疗。BBF形成初期（72小时），使用大剂量、渗透性强的敏感抗生素治疗，如氟喹诺酮类。生物医学材料相关感染：如呼吸机导管，加强护理、尽早撤机、注意引流、防止口腔及胃腔内定植菌进入呼吸道。联合：氟喹诺酮类、克林霉素类、利福霉素类,铜绿假单胞菌的生物被膜 电子显微镜 放大5

15、000倍,经磷霉素和氧氟沙星治疗后 电子显微镜 放大5000倍,主要抗菌药物的作用机制和细菌耐药机制,主要抗菌药物的作用机制和细菌耐药机制,常见耐药菌的治疗选择,MRSA,首选：万古霉素替代：替考拉宁、TMP/SMZ、链阳菌素（Streptogramins）、利奈唑烷（Linezolid）、达托霉素（Daptomycin）、替加环素（Tigecycline）、克林霉素联合：夫西地酸、利福平、米诺环素、氟喹诺酮,MRSA,万古霉素治疗MRSA感染的疗效减低,CID 2008；46：193,克林霉素存在诱导耐药的可能，有治疗失败的报告，诱导耐药性菌株在疗程中易突变成固有耐药，在选用本品前宜先做D试

16、验TMP-SMZ临床资料少，有治疗失败的报告，过敏反应10,剂量需较大(?)利福平单用易产生耐药，与TMP/SMZ拮抗 常与夫西地酸合用米诺环素与多西环素临床资料少，有耐药菌出现氟喹诺酮类过多使用可选择出MRSA菌株，用于临床后MRSA迅速产生耐药性。新的FQ需临床研究资料,VRE,Vancomycin-resistant Enterococci 固有耐药：内酰胺类抗生素（特别 是头孢菌素和耐酶青霉素）低浓度的氨基糖苷类抗生素 克林霉素 氟喹诺酮类抗菌药物 甲氧苄氨嘧啶-磺胺甲基异恶唑,VRE,获得性耐药：高浓度的内酰胺类抗生素 高浓度的氨基糖苷类抗生素 糖肽类 四环素 红霉素 氟喹诺酮类抗菌

17、药物 利福平 氯霉素 夫西地酸 呋喃妥英,VRE,肠球菌对-内酰胺类抗生素的耐药机制：产生了与内酰胺类亲和力低的PBP5 肠球菌对氨基糖苷类抗生素的耐药机制：中度耐药（MIC在62500mg/L之间），原因是通透性低；高度耐药（MIC2000mg/L），原因之一是产生氨基糖苷类灭活酶。,VRE,肠球菌对糖肽类抗生素的耐药机制：合成了一种新的肽聚糖前体D-丙氨酰-D-乳酸羧肽，替代了正常的D-丙氨酰-D-丙氨酸二肽，而新的羧肽对糖肽类亲和力大大下降（靶位改变）,VRE,针对VRE感染的经验治疗首先应参考当地的细菌耐药状况并结合实验室的菌种鉴定和药敏结果。粪肠球菌：青霉素G、氨苄西林、磷霉素、呋喃

18、妥因高度耐药：对-内酰胺类、新喹诺酮、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素、利福平以及呋喃妥英等进行药物敏感试验，以选择联合方案。链阳菌素、利奈唑烷、达托霉素、Oritavancin、晚霉素（SCH27899）、Tigilcycline(GAR-936)等。,PRSP,青霉素耐药肺炎链球菌Penicillin-Resistant Streptococcus pneumonia,2002-2003年全国肺炎球菌监测结果,地区 总数 耐药/中介(%)北京协和 81 8.6/18.5浙医附一 68 22.1/44.1中国医大附二 65 13.8/21.5上海中山 72 31.9/20.8武汉同济医院 61

19、27.9/26.2广州中山附一 4 25.0/0北京幼儿园 63 34.9/12.7合计 414 22.7/23.7,青霉素敏感与耐药肺炎链球菌比较,PRSP,MIC0.1,1.0mg/L 头孢曲松或头孢噻肟 大剂量青霉素（1000万单位/日）或氨苄西林2.0 万古霉素利福平 有活性的喹诺酮类如：左氧、莫西 碳青霉烯类 新抗菌药物：泰利霉素、链阳霉素等,铜绿假单胞菌,耐药机制主动外排系统：MexA-MexB-OprM Mex-C-MexD-OprJ MexE-MexF-OprN外膜通透性降低：OprD2-内酰胺酶：AmpC酶、金属酶PBP亲和力改变,铜绿假单胞菌,选择用药碳青霉烯类头孢哌酮/舒

20、巴坦、哌拉西林/他唑巴坦喹诺酮类（环丙沙星，检测敏感性）抗假单胞菌氨基糖苷类抗生素,铜绿假单胞菌,首先区别定植和感染；单药/联合治疗的争论尚未结束；下列情况考虑联合治疗：肺炎合并菌血症感染性心内膜炎细菌耐药高发区,非发酵菌对被测药物耐药率,嗜麦芽窄食单孢菌,多重耐药机制常需联合用药根据药敏结果选择用药复方新诺明替卡西林/克拉维酸、哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦强力霉素新氟喹诺酮类：左氧沙星、加替沙星、莫西沙星等。,非发酵菌对被测药物耐药率,图3 黄杆菌属、不动杆菌属、铜绿假单胞菌和嗜麦芽窄食单胞菌对内酰胺类抗生素耐药率比较,ESBLs,避免用：青霉素、头孢菌素和氨曲南可以用：碳青酶烯类抗生素-内酰胺/酶抑制剂头霉素类抗生素氨基糖苷类抗生素,32家医院 1994-2004年大肠杆菌及肺炎克雷伯菌产ESBLs百分率,AmpC,避免用：青霉素、13代头孢菌素和氨曲南、头霉素类、-内酰胺/酶抑制剂可以用：碳青酶烯类抗生素第4代头孢菌素,碳青霉烯类酶,避免用：青霉素、头孢菌素和所有的-内酰胺类碳青酶烯类抗生素、-内酰胺/酶抑制剂可以用：AP-氨基糖苷类抗生素AP-FQ（CIP）,The End,