细菌耐药机制PPT精品文档

1、1动物源细菌耐药机制动物源细菌耐药机制2一、概述一、概述 细菌耐药性是全球关注的热点和难点问题，且细菌耐药性是全球关注的热点和难点问题，且呈逐年上升、多样化趋势。呈逐年上升、多样化趋势。 主要以多重耐药（主要以多重耐药（multidrug resistance，MDR)为为特点，可在致病菌、非致病菌种内、种间相互传播特点，可在致病菌、非致病菌种内、种间相互传播。3新型抗菌药尤其是针对耐药靶点的新药研制缓慢。新型抗菌药尤其是针对耐药靶点的新药研制缓慢。耐药本质：耐药本质：是细菌在抗菌药物压力下、受多种调控是细菌在抗菌药物压力下、受多种调控因子调控、多重耐药机制并存的适应性反应。因子调控、多重耐药

2、机制并存的适应性反应。41、研究涉及的细菌和药物、研究涉及的细菌和药物细菌：细菌：大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌、奇异变形大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌、奇异变形杆菌、里默氏杆菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌杆菌、里默氏杆菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、葡萄球菌、链球菌、肠球菌、魏氏梭菌、空肠弯、葡萄球菌、链球菌、肠球菌、魏氏梭菌、空肠弯曲菌等。曲菌等。菌菌菌株样品菌株样品来源：来源：临床分离菌、健康动物分离菌、临床分离菌、健康动物分离菌、动物粪便、饲养场工作人员、饲养场周围土壤等。动物粪便、饲养场工作人员、饲养场周围土壤等。5研究的药物覆盖了研究的药物覆盖了80%以上的以上的药物品种药物品种： 氟

3、喹诺酮类、磺胺药、氨基糖苷类、大环内氟喹诺酮类、磺胺药、氨基糖苷类、大环内酯类、酯类、-内酰胺类、四环素类、氟苯尼考、喹乙内酰胺类、四环素类、氟苯尼考、喹乙醇、消毒剂等。醇、消毒剂等。注：从人体内分离到的注：从人体内分离到的超级耐药菌超级耐药菌在动物源细菌在动物源细菌中尚未检测出。中尚未检测出。6附：附：NDM-1超级细菌超级细菌NDM1-New Dehli metallo beta-lactamase对三种以上不同类别的抗菌药物耐药叫对三种以上不同类别的抗菌药物耐药叫多重耐药菌（多重耐药菌（MDR） MDR- resistance to 3 classes of antimicrobial

4、agents Extensive Drus Restant-XDR XDR- resistance to all but 1 or 2Pan Drus Restant-PDR PDR- resistance to all antibiotics as first-line emperical therapyExtreme Drus Restant-XDR XDR- resistance to all antibiotics as first-line plus second-line drugs7超级细菌超级细菌(Superplugs)指指超级耐药菌超级耐药菌Extreme Drus Rest

5、ant- -XDRPan Drus Restant -PDRExtensive Drus Restant -XDRMulti drug resistant -MDRSuperplugsPDRXDR8对几乎所有有效的药物均耐药叫泛耐药菌对几乎所有有效的药物均耐药叫泛耐药菌即即超级耐药菌超级耐药菌细菌包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、细菌包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、E.cloacae, C.freundii, Morganella morganni, 不动杆菌等不动杆菌等 只有只有粘菌素粘菌素和和替加环素替加环素有效有效9英国英国13名新生儿感染，名新生儿感染，1名死亡，但感染不是死名死亡，但感染不是死

6、亡的唯一原因。亡的唯一原因。全球包括英、法、美、加、比利时、澳、荷、日全球包括英、法、美、加、比利时、澳、荷、日本、香港、台湾、中国大陆都有感染。本、香港、台湾、中国大陆都有感染。科学家正在研究科学家正在研究青蛙皮肤青蛙皮肤分泌物寻找新药分泌物寻找新药10二、细菌耐药机制二、细菌耐药机制1、 -内酰胺类内酰胺类作用靶点作用靶点是青霉素结合蛋白（是青霉素结合蛋白（penicillin binding proteins , PBPs）。）。 -内酰胺类通过抑制内酰胺类通过抑制PBPs而干扰细菌细胞壁的而干扰细菌细胞壁的合成合成 ，使细菌变为，使细菌变为球形体、丝状体球形体、丝状体以及分裂障以及分裂

7、障碍，从而杀菌。一种细菌常含碍，从而杀菌。一种细菌常含4-8种种PBPs。PBPs改变改变是阳性菌耐药的主要机制。是阳性菌耐药的主要机制。 如金黄色葡萄球菌含有如金黄色葡萄球菌含有5种种PBPs。 11PBP1是合成细菌细胞壁肽聚糖的；是合成细菌细胞壁肽聚糖的； PBP2是细菌处于是细菌处于非生长状态的转肽酶；非生长状态的转肽酶； PBP3为与细菌分裂有关的转为与细菌分裂有关的转肽酶；肽酶； PBP4在粘肽二级交联过程中具有转肽酶和羧在粘肽二级交联过程中具有转肽酶和羧肽酶的双重活性。肽酶的双重活性。目前与金葡菌目前与金葡菌PBPs密切相关的耐药菌是甲氧西林金黄密切相关的耐药菌是甲氧西林金黄色葡

8、萄球菌（色葡萄球菌（ MRSA）。其耐药机制为产生）。其耐药机制为产生PBP2a和和PBP2，编码，编码PBP2a基因为基因为mecA。对对MRSA最有效的药物是最有效的药物是万古霉素万古霉素。12阴性菌耐药主要机制阴性菌耐药主要机制产生产生-内酰胺酶：内酰胺酶： 主要有：主要有：-内酰胺酶、广谱内酰胺酶、广谱-内酰胺酶（内酰胺酶（ ESBLs ）、超广谱）、超广谱-内酰胺酶、头孢菌素酶（内酰胺酶、头孢菌素酶（Ampc酶）、金属酶）、金属-内酰胺酶等。内酰胺酶等。 ESBLs的基因型：的基因型：TEM型、型、SHV型、型、OXA型、型、CTX型和其他型共型和其他型共五型。五型。132、氟喹诺酮

9、类、氟喹诺酮类1. 染色体介导的旋转酶基因突变：染色体介导的旋转酶基因突变： 以大肠埃希菌为显著。涉及以大肠埃希菌为显著。涉及gryA、gryB和和Par C 和和ParE基因。基因。2. 质粒介导的耐药（质粒介导的耐药（PMQR）机制有四种）机制有四种 （1）氟喹诺酮类耐药相关基因）氟喹诺酮类耐药相关基因-qnr family qnrA、qnrB、 qnrC、 qnrD、qnrS等。等。 Protection of quinolone targets （2）喹乙醇外排泵）喹乙醇外排泵-oqxAB 介导对喹乙醇、氟喹诺酮类、介导对喹乙醇、氟喹诺酮类、ampicilin 等的耐药等的耐药 。14

10、（3）AAC（6）-Ib-cr基因基因 Aminoglycoside acetyltransferase 介导对氨基糖苷类、氟喹诺酮类的耐药介导对氨基糖苷类、氟喹诺酮类的耐药 . (4) qepA基因基因 quinolone efflux pump 15图1 细菌对喹诺酮类主要耐药机制Fig. 1 Main resistant mechanisms of bacteria to quinolones16染色体突变染色体突变：gyrAgyrBparCparE质粒介导质粒介导：喹诺酮类药物耐药基因喹诺酮类药物耐药基因 qnrAqnrBqnrCqnrSQepAAAC（6）-Ib-crqnrD173、

11、氨基糖苷苷类、氨基糖苷苷类耐药的主要机制耐药的主要机制1.产生产生氨基糖苷类钝化酶氨基糖苷类钝化酶，有三类：，有三类：乙酰转移酶修饰酶基因乙酰转移酶修饰酶基因: AAC(1)、 AAC(2)等。等。磷酸转移酶修饰酶基因：磷酸转移酶修饰酶基因：APH-I、 APH-II等等核苷转移酶修饰酶基因：核苷转移酶修饰酶基因： ANT-I 、ANT-II等。等。2.质粒质粒介导的高水平耐药基因介导的高水平耐药基因 RmtA、 RmtB、RmtC、RmtD、RmtE等。等。 能介导对几乎所有本类药物的高水平耐药。能介导对几乎所有本类药物的高水平耐药。184、四环素类、四环素类1、四环素外排泵：、四环素外排泵

12、：菌体编码产生药物泵出系统使导致四环素耐药菌体编码产生药物泵出系统使导致四环素耐药 的重的重要机制。基因有要机制。基因有tetA、tetB、tetC、tetD、tetE等。等。2、核蛋白体保护作用、核蛋白体保护作用 通过降低通过降低30s核蛋白体亚基核蛋白体亚基A位点和位点和P位点氨基酰位点氨基酰tRNA的亲和力，四环素发挥其抗菌作用。的亲和力，四环素发挥其抗菌作用。 耐药菌耐药菌可产生一种蛋白质，后者与核蛋白体相互作用，使可产生一种蛋白质，后者与核蛋白体相互作用，使蛋白质合成不受影响，称核蛋白体保护作用。基因蛋白质合成不受影响，称核蛋白体保护作用。基因有有tetM、tetO、tetP、tet

13、W等。等。19值得注意的是值得注意的是 ：核蛋白体保护基因核蛋白体保护基因tetM2004年国外在鸡、猪粪便样品大肠杆菌中检出年国外在鸡、猪粪便样品大肠杆菌中检出2006年在人临床分离大肠杆菌中检出年在人临床分离大肠杆菌中检出2010年我们在鸭临床分离大肠杆菌中检出年我们在鸭临床分离大肠杆菌中检出 tetM能介导对本类药物如多西环素、米诺环能介导对本类药物如多西环素、米诺环素的耐药。素的耐药。20三、三、多重耐药机制多重耐药机制多种耐药基因在同一菌株中的多种耐药基因在同一菌株中的 同时表达，即多种耐同时表达，即多种耐药机制同时并存。药机制同时并存。如一个耐药质粒上可有几个耐药基因如如一个耐药质

14、粒上可有几个耐药基因如CTX-M基因基因与与RmtB基因位于一个耐药质粒上，可共同转移。基因位于一个耐药质粒上，可共同转移。又如一个细菌可含携带不同耐药基因的多个质粒。又如一个细菌可含携带不同耐药基因的多个质粒。21非特异性机制非特异性机制1.细菌外膜通透性降低细菌外膜通透性降低 -多重耐药多重耐药2.细胞膜上的外排泵能主动将进入细胞内的抗菌药泵细胞膜上的外排泵能主动将进入细胞内的抗菌药泵出菌体外出菌体外,产生非特异性耐药产生非特异性耐药. 泵出泵出 药.22AcrAB-TolC的结构及药物外排机制Fig. 3 The AcrAB-TolC structure and the mechanis

15、m of drug efflux)23四、水平扩散机制四、水平扩散机制1.质粒接合或转化质粒接合或转化2.噬菌体转导噬菌体转导3.插入序列、转座子插入序列、转座子 这些可移动元件参与了耐药基因的传播扩散。这些可移动元件参与了耐药基因的传播扩散。24a. 插入序列（插入序列（Inserted sequence,IS）插入序列元件（插入序列元件（IS element） 编码一种转座酶，加上有末端重复序列，参与编码一种转座酶，加上有末端重复序列，参与了基因的重组，这与耐药基因的表达和转移有很了基因的重组，这与耐药基因的表达和转移有很大关系。可在染色体、质粒间移动。大关系。可在染色体、质粒间移动。插入

16、序列：插入序列：IS26、ISEcp1、IS903等等。25 CTX-M-1族基因环境示意图（图片源自“Eckert C et al. J. Antimicrob. Chemother. 2006;57:14-23”） 26b.转座子（转座子（Tn）转座子（转座子（Tn）是一类基因组中可独立移动的）是一类基因组中可独立移动的DNA片段，可在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自片段，可在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移动，是一段特异的具有转位特性的核苷酸序行移动，是一段特异的具有转位特性的核苷酸序列，故又称为列，故又称为“跳跃基因跳跃基因”或移动基因。或移动基因。Tn不能像质粒那样独立复制，必须

17、依附在染色体不能像质粒那样独立复制，必须依附在染色体、质粒或噬菌体上与之同时复制。、质粒或噬菌体上与之同时复制。Tn在质粒之间、质粒与染色体之间、噬菌体与染在质粒之间、质粒与染色体之间、噬菌体与染色体之间的转移现象称为转座。色体之间的转移现象称为转座。27除携带与转座作用有关的基因外，还携带其它特殊除携带与转座作用有关的基因外，还携带其它特殊功能基因（如耐药基因、重金属抗性基因、糖发酵功能基因（如耐药基因、重金属抗性基因、糖发酵基因、肠毒素基因、结构基因等）。基因、肠毒素基因、结构基因等）。转座子，序列长度超过转座子，序列长度超过2kb，其结构分为两部分，即，其结构分为两部分，即两端臂的末端反

18、向重复序列和中心序列。两端臂的末端反向重复序列和中心序列。末端重复序列能为整合酶所识别，与插入功能相关末端重复序列能为整合酶所识别，与插入功能相关。28转座子转座子Tn1721-与四环素类耐药有关与四环素类耐药有关 29C.整合子整合子/基因盒系统基因盒系统整合子（整合子（integrons，In）是一个可移动的基因元件，能在自身整合酶的作用是一个可移动的基因元件，能在自身整合酶的作用下识别、捕获、整合或剪切外源性耐药基因，并在下识别、捕获、整合或剪切外源性耐药基因，并在自身启动子的参与下表达耐药基因，从而使细菌获自身启动子的参与下表达耐药基因，从而使细菌获得多种耐药表型得多种耐药表型30整合

19、子结构主要包括三部分整合子结构主要包括三部分，5端的整合酶基因（端的整合酶基因（Int）、启动子和一个基因重组位点）、启动子和一个基因重组位点Att，3保守保守端和中间的耐药基因盒可变区端和中间的耐药基因盒可变区图图3 1类整合子的结构示意图类整合子的结构示意图Fig. 3 Class 1 integron structure 31四、细菌耐药与临床用药四、细菌耐药与临床用药 1.人类不可能人类不可能消除耐药性消除耐药性，但可，但可控制耐药性控制耐药性。停用某类抗。停用某类抗菌药，只能降低耐药发展速度，并不能完全消除耐药性。菌药，只能降低耐药发展速度，并不能完全消除耐药性。 2.中药等可中药等可部分替代部分替代抗菌药，但不能替代治