细菌耐药性.

19世纪末，伟大的幻想家Ehrlich提出寻找一种“神奇的子弹”，可以杀死侵入人体内的病原菌而不伤害人体组织。细菌感染性疾病一直严重威胁着人类的生存与发展。青霉菌抑菌圈金黄色葡萄球菌青霉素1928年，Fleming很偶然地发现了青霉素。1941年，青霉素正式用于临床，细菌感染性疾病的治疗从此进入抗生素时代。抗生素所向披靡。进入20世纪80年代，越来越多的细菌产生耐药性，变得愈加难以对付。细菌耐药性了解耐药性的现状和产生机制●正确地使用抗菌药物●研制和开发新型抗菌药物控制细菌耐药性的产生和扩散细菌耐药性一、抗生素及其作用机制二、细菌耐药性概念及其危害性三、临床上常见的耐药菌四、耐药性产生的生化机制五、耐药性产生的遗传机制六、抗生素的应用与细菌耐药性七、细菌耐药性的控制措施临床应用的抗菌药物包括抗生素和化学合成抗菌药物。一、抗生素的杀菌机制抗生素（antibiotic）：由细菌、真菌、放线菌等产生的抗生物质，极微量即能选择性杀灭或抑制其它微生物或肿瘤细胞。抗菌药物的作用靶位抗生素的杀菌机制：干扰病原菌的代谢过程，包括：●阻碍细胞壁的形成●抑制蛋白质的合成●抑制核酸的合成●影响细胞膜的功能一、抗生素的杀菌机制1、阻碍细胞壁的形成一、抗生素的杀菌机制大肠杆菌肽聚糖合成过程单体的形成跨膜转运肽聚糖三维结构的构建←糖肽类抗生素：万古霉素，与UDP-胞壁酰五肽末端的D-Ala-D-Ala结合，抑制四肽侧链形成。一、抗生素的杀菌机制↓↓β-内酰胺类抗生素：竞争性抑制参与肽聚糖合成所需的转肽酶、转糖基酶等。一、抗生素的杀菌机制1、青霉素类：天然青霉素G、耐酶青霉素（甲氧西林）、广谱青霉素（氨苄西林、阿莫西林）和酰脲类青霉素（派拉西林）。β-内酰胺类抗生素的主要种类一、抗生素的杀菌机制2、头孢菌素类：第一代(头孢拉定)、第二代(头孢呋辛)、第三代(头孢他啶、头孢曲松)、第四代(头孢吡肟)一、抗生素的杀菌机制3、单环β-内酰胺类：氨曲南4、头霉素：头孢西丁5、碳青霉烯类：亚胺培南2、抑制蛋白质的合成许多抗菌药物能干扰细菌核糖体的功能，抑制蛋白质合成，导致细菌死亡。一、抗生素的杀菌机制干扰核糖体30S亚基一、抗生素的杀菌机制（1）氨基糖苷类抗生素：链霉素（2）四环素类：四环素、多西环素（3）大环内酯类抗生素：红霉素（4）林可霉素和克林霉素（5）氯霉素干扰核糖体50S亚基一、抗生素的杀菌机制3、抑制核酸的合成一、抗生素的杀菌机制喹诺酮类（诺氟沙星、环丙沙星）抑制DNA解旋酶利福霉素：利福平抑制DNA依赖性RNA聚合酶一、抗生素的杀菌机制细菌耐药性一、抗生素及其作用机制二、细菌耐药性概念及其危害性三、临床上常见的耐药菌四、耐药性产生的生化机制五、耐药性产生的遗传机制六、抗生素的应用与细菌耐药性七、细菌耐药性的控制措施二、细菌耐药性概念及其危害性细菌耐药性：病原菌对抗菌药物产生了抵抗力，即由原来敏感（sensitive）变为不敏感或耐药（resistant）。敏感耐药多重耐药性（multiple-drugresistance）细菌同时对多种作用机制不同（或结构完全各异）的抗菌药物具有耐性。结核分枝杆菌同时对异烟肼、利福平、链霉素耐药。二、细菌耐药性概念及其危害性泛耐药性（pan-drugresistance）是指对绝大多数抗生素均不敏感。今天，越来越多的细菌产生耐药性，甚至多重耐药性，耐药水平越来越高，细菌耐药性播散迅速，已成为一个全球性问题。二、细菌耐药性概念及其危害性耐药性细菌在世界各地的分布图细菌耐药性的出现，造成现存有效抗菌药物不断失效，逐步限制治疗方案的选择，导致住院时间延长，费用增加，医院感染发病率和病死率增高。二、细菌耐药性概念及其危害性死于感染性疾病：20世纪60年代700万本世纪初2000万人类已面临“抗生素耐药性危机”，可能将进入“后抗生素时代”（post-antibioticera）。二、细菌耐药性概念及其危害性细菌耐药性一、抗生素及其作用机制二、细菌耐药性概念及其危害性三、临床上常见的耐药菌四、耐药性产生的生化机制五、耐药性产生的遗传机制六、抗生素的应用与细菌耐药性七、细菌耐药性的控制措施三、临床上常见耐药菌1、金黄色葡萄球菌20世纪80年代，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillinresistantS.aureus，MRSA）检出率高，感染暴发波及全球。有的MRSA菌株仅万古霉素唯一有效！2002年，发现耐万古霉素金黄色葡萄球菌（VRSA）。大肠杆菌不动杆菌肺炎杆菌绿脓杆菌2、革兰阴性杆菌三、临床上常见耐药菌最为重要的是产超广谱β-内酰胺酶（extendedspectrumβ-lactamase,ESBL）、AmpC酶、金属酶的菌株。三、临床上常见耐药菌ESBL能灭活青霉素、第一、二、三代头孢菌素和单环β-内酰胺类等，仅对头霉素和碳青霉烯类敏感。产新德里金属β-内酰胺酶（NewDelhimetallo-β-lactamase-1，NDM-1）耐药菌几乎可抵御所有的抗生素，仅对替加环素、多黏菌素敏感，称之为“超级细菌”。3、肠球菌耐万古霉素肠球菌（vancomycinresistantenterococci，VRE）已在全球蔓延，暴发流行多发生在ICU。三、临床上常见耐药菌4、结核分枝杆菌耐异烟肼、利福平、链霉素等多重耐药结核杆菌检出率高。三、临床上常见耐药菌在我国和东欧等发展中国家，多重耐药结核分枝杆菌的检出率高达10%以上，且呈不断蔓延扩散之势，故被称为“特别引起警示的国家和地区”。5、肺炎链球菌20世纪40年代，肺炎链球菌对青霉素高度敏感。70年代末，发现高水平青霉素耐药株（PRSP）。三、临床上常见耐药菌6、志贺菌7、沙门菌8、淋球菌三、临床上常见耐药菌细菌耐药性一、抗生素及其作用机制二、细菌耐药性概念及其危害性三、临床上常见的耐药菌四、耐药性产生的生化机制五、耐药性产生的遗传机制六、抗生素的应用与细菌耐药性七、细菌耐药性的控制措施四、耐药性产生的生化机制穷则变，变则通，通则久《易经》改变细胞壁的有效屏障或细胞膜通透性（孔蛋白），阻止药物吸收，使抗生素无法进入菌体内。四、耐药性产生的生化机制1、减少药物吸收利用能量依赖性主动外排系统，将不同结构的抗生素同时泵出体外，使菌体内的抗生素浓度明显降低，呈多重耐药性。2、增加药物排出四、耐药性产生的生化机制产生灭活酶，通过修饰或水解作用破坏抗生素，使之转化为无活性的衍生物。这是细菌产生耐药性的最重要方式。3、灭活作用四、耐药性产生的生化机制β-内酰胺类：青霉素酶、β-内酰胺酶、超广谱β-内酰胺酶、金属酶氨基糖苷类：乙酰转移酶、磷酸转移酶、核苷酸转移酶红霉素：红霉素酯酶四、耐药性产生的生化机制通过基因突变，造成抗生素作用位点变异，使抗菌药物不能与靶位结合，失去杀菌作用。4、靶位改变四、耐药性产生的生化机制青霉素结合蛋白β-内酰胺类抗生素作用靶位抗菌药物DNA解旋酶或拓扑异构酶喹诺酮类RNA聚合酶β亚基利福平肽聚糖侧链五肽末端D-Ala-D-Ala万古霉素核糖体30S亚基16SrRNA链霉素核糖体50S亚基23SrRNA（甲基化）大环内酯类四、耐药性产生的生化机制↓↓转肽酶、转糖基酶称之为青霉素结合蛋白四、耐药性产生的生化机制某些革兰阳性菌（如肺炎链球菌）和革兰阴性菌（如铜绿假单胞菌、淋病奈瑟菌）能改变其青霉素结合蛋白（penicillin-bindingprotein，PBP）的结构，使之与β-内酰胺类的亲和力降低而导致耐药。四、耐药性产生的生化机制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）能产生PBP2a，对所有β-内酰胺类抗生素具有低亲和性。在β-内酰胺类存在时，PBP2a不被抑制，可作为转肽酶等完成细胞壁的合成，使细菌转呈耐药。四、耐药性产生的生化机制四、耐药性产生的生化机制5、形成生物被膜为了生存，绝大多数细菌并不是以浮游状态生长（“单兵作战”），而是借助特定信号分子相互联络和协同作用，创造一个利于自身生存的微环境—生物被膜（biofilm），以被膜菌的方式生存，采取“菌”海战术。生物膜是有高度组织化的细菌群体结构。●细菌通过鞭毛运动到达适宜环境，借助普通菌毛，黏附于有生命或无生命的物体表面；合成和分泌大量的胞外多糖（EPS）等，将自身包裹其中；●细菌大量繁殖后相互黏连，形成微菌落；●微菌落相互融合形成生物膜。以躲避抗菌药物、消毒剂杀灭作用和宿主免疫防御机制的清除。四、耐药性产生的生化机制生物医学植入物（如中央静脉插管、人工心脏瓣膜、关节替代物等）可被表皮葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌等黏附并形成生物被膜，阻止杀菌物质和抗菌药物的渗透，产生多重耐药性，引起持续性和难治性的生物膜相关感染。四、耐药性产生的生化机制值得注意的是，细菌耐药机制不是相互孤立存在的，2个或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。四、耐药性产生的生化机制细菌耐药性一、抗生素及其作用机制二、细菌耐药性概念及其危害性三、临床上常见的耐药菌四、耐药性产生的生化机制五、耐药性产生的遗传机制六、抗生素的应用与细菌耐药性七、细菌耐药性的控制措施亦称点突变，是指细菌的遗传基因发生突然而稳定的结构改变，包括一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换。五、耐药性产生的遗传机制1、基因突变（genemutation）耐药性基因突变的特点：●随机发生●对1种或2种相类似的药物产生耐药●稳定●耐药菌株产生的频率为10-10～10-7五、耐药性产生的遗传机制结核杆菌产生多重耐药性，与染色体多个耐药基因突变的逐步累加密切相关。革兰阴性杆菌窄谱β-内酰胺酶编码基因发生突变（多为点突变），产生超广谱β-内酰胺酶（ESBL）。五、耐药性产生的遗传机制耐药菌株可将耐药基因转移至敏感菌株中，使后者获得耐药性。基因转移是细菌耐药性迅速扩散的主要原因。2、基因转移（genetransfer）五、耐药性产生的遗传机制携带耐药基因的基因转移元件●质粒（plasmid）●转座子（transposon）●整合子（integron）●噬菌体（phage）五、耐药性产生的遗传机制耐药基因在细菌间的转移方式●接合（conjugation）●转化（transformation）●转导（transduction）●转座（transposition）五、耐药性产生的遗传机制耐药性质粒五、耐药性产生的遗传机制耐药基因：赋予宿主菌一种或多重耐药性（1）耐药性质粒接合转移质粒：是细菌染色体外的遗传物质，大多由闭合环状双链DNA组成。耐药传递基因：编码性菌毛，决定自主复制与接合转移R质粒主要以接合方式从耐药菌传递给敏感菌，使后者变为耐药菌，得以生存。R质粒R质粒在同一种属或不同种属细菌之间传递，造成耐药性的广泛传播，尤其在肠道杆菌和假单胞菌中较普遍（ESBL基因）。五、耐药性产生的遗传机制敏感菌从环境中直接摄取耐药菌游离的DNA片段。（2）转化五、耐药性产生的遗传机制肺炎链球菌：对青霉素呈高水平耐药的原因是：形成镶嵌pbp基因，编码多种与青霉素亲和力下降的PBP，因而需要更高浓度的青霉素才能有效抑制PBP的功能。五、耐药性产生的遗传机制肺炎链球菌可能通过转化方式，从亲源关系近的青霉素耐药链球菌（口腔血链球菌、缓症链球菌和草绿色链球菌）中摄取突变的pbp基因片段，通过基因重组，形成镶嵌pbp基因。五、耐药性产生的遗传机制以温和噬菌体为媒介，将供体菌耐药基因（染色体DNA、非接合性质粒DNA）转移到受体菌内。（3）转导五、耐药性产生的遗传机制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）对β-内酰胺类耐药机制是产生PBP2a。MRSA带有甲氧西林耐药基因mecA。mecA大小为30～50kb，是一段非金黄色葡萄球DNA，可能是通过转导或转座方式整合到金黄色葡萄球菌染色体上。五、耐药性产生的遗传机制转座子，又称为“跳跃基因”，可在质粒之间或质粒与染色体之间的自行转移，这一现象称之为转座。（4）转座五、耐药性产生的遗传机制●2个末端反向重复序列：能为整合酶所识别，与插入功能有关。●中心序列：带有遗传信息，如常带有耐药基因、整合酶（或转座酶）基因。肠球菌万古霉素