肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展

1、肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第1页碳青霉烯类抗生素临床地位非常主要超广谱-内酰胺酶（ESBLs）稳定头孢菌素酶（AmpC酶）稳定青霉素结合蛋白(PBPs)高亲和力能够有效渗透细菌外膜进入周质间隙 当前临床上控制革兰阴性菌感染最 有效抗菌药品肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第2页对碳青霉烯类抗生素耐药机制 外膜孔蛋白降低或丢失 碳青霉烯酶产生主动泵出系统过分表示青霉素结合蛋白改变 肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第3页 是指全部能显著水解亚胺培南、美罗培南等碳青霉烯类抗生素内酰胺酶。碳青霉烯酶肠杆菌科细菌碳青霉烯

2、类抗生素耐药机制研究进展第4页天然起源碳青霉烯酶嗜麦芽寡养单胞菌L1酶取得性碳青霉烯酶（Ambler分子分类）B类酶（金属酶）：IMP、VIM类及SPM-1A类酶：NMC-A、KPC-1、GES-2等D类酶：OXA-23至OXA-27、40、48、54碳青霉烯酶按其起源可分为肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第5页能水解包含碳青霉烯类（Carbapenems）在内-内酰胺类抗生素（氨曲南例外）不被酶抑制剂克拉维酸等所抑制IMP、VIM类为最主要类型能被EDTA、巯基丙酸抑制B类为金属酶，在Bush分群中为第三组:肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第6页NMC-A、Sme-1

3、到Sme-3、IMI-1酶（阴沟肠杆菌、粘质沙雷菌产生）KPC-1、2，GES-2酶（肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌产生，都是青霉素酶，能够引发青霉素类、氨曲南、碳青霉烯类耐药，不能水解第三代头孢菌素（GES-2除外） A类中碳青霉烯酶为丝氨酸酶， 属于Bush分类中2f亚群：肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第7页当前已发觉9种（OXA-23OXA-27、40、48、49、54）对碳青霉烯类和广谱头孢菌素水解作用相对较弱，常合并膜通透性下降 D类酶主要见于不动杆菌肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第8页碳青霉烯酶地域分布(1) IMP-1 B 铜绿假单胞菌、沙雷菌、 日本(1

4、991)、新加坡、韩国 克雷伯菌、鲍曼不动杆菌 IMP-2 B 鲍曼不动杆菌 意大利() IMP-3 B 福氏志贺菌 日本() IMP-4 B 不动杆菌 香港() IMP-5 B 鲍曼不动杆菌 葡萄牙 IMP-6 B 粘质沙雷菌 日本() IMP-7 B 铜绿假单胞菌 加拿大() IMP-8 B 肺炎克雷伯菌 台湾() IMP-9 B 铜绿假单胞菌 中国() IMP-10 B 铜绿假单胞菌 日本() 木糖氧化产碱杆菌 IMP-11 B 铜绿假单胞菌 日本（） 鲍曼不动杆菌 IMP-12 B 恶臭假单胞菌 意大利() IMP-13 B 铜绿假单胞菌 意大利() 酶 分类 产生菌属 发觉地域(首次

5、报道年代)肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第9页碳青霉烯酶地域分布 VIM-1 B 铜绿假单胞菌 意大利(1999)、希腊 VIM-2 B 铜绿假单胞菌、不动杆菌 法国()、韩国 VIM-3 B 铜绿假单胞菌 台湾() VIM-4 B 铜绿假单胞菌、不动杆菌 法国()、韩国 VIM-5 B 肺炎克雷伯菌 土耳其（） VIM-6 B 恶臭假单胞菌 新加坡() VIM-7 B 铜绿假单胞菌 北美() SPM-1 B 铜绿假单胞菌 巴西()OXA-23/27 D 不动杆菌 英国()、 新加坡、巴西OXA-24/25/26 D 不动杆菌 西班牙()、比利时OXA-40 D 鲍曼不动杆菌 法

6、国()OXA-48 D 肺炎克雷伯菌 法国()OXA-49 D 鲍曼不动杆菌 中国()OXA-54 D 希瓦菌 法国() （Shewanella oneidensis) Sme-1/2/3 A 粘质沙雷菌 英国(1990) 、美国IMI-1、NMC-A A 阴沟肠杆菌 法国(1996)、美国KPC-1 A 肠炎沙门菌、肺炎克雷伯菌 希腊、美国GES 2 A 铜绿假单胞菌 法国 酶 分类 产生菌属 发觉地域(首次报道年代)肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第10页当前碳青霉烯抗生素耐药主要见于非发酵菌，多年伴随临床应用增加，在肠杆菌科细菌也出现对亚胺培南耐药菌株肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗

7、生素耐药机制研究进展第11页肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药原因碳青霉烯酶产生外膜蛋白缺失或数量降低伴有高水平-内酰胺酶连续产生药品作用靶位改变，主要是青霉素结合蛋白PBP改变肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第12页一、 碳青霉烯酶产生在肠杆菌科细菌中，A类、 B类和D类酶都有报道。 肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第13页A类碳青霉烯酶主要有阴沟肠杆菌中NMC-A、IMI-1和粘质沙雷菌Sme-13，由染色体介导肺炎克雷伯菌中由质粒介导KPC-1、KPC-2肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第14页肠杆菌科A类碳青霉烯酶特征不水解三代头孢菌素IMI-1、NM

8、C-A 、KPC-1 、 KPC-2能被克拉维酸所抑制，而Sme-13不能被克拉维酸抑制均不被EDTA所抑制肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第15页Nmc-A是第一个发觉碳青霉烯酶，1990年法国巴黎一位外伤病人身上分离到能产NMC-A阴沟肠杆菌 Nmc-A产生可被头孢菌素和碳青霉烯类抗生素所诱导 正性调整蛋白NmcR编码序列位于开放阅读框上游，其调控蛋白类似于AmpR调整 肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第16页Imi-1来自阴沟肠杆菌，生化特征和酶动力参数类似于NMC-A,易被三唑巴坦所抑制,，水解头孢噻肟和头孢他啶能力较弱Sme-13来自粘质沙雷菌不被克拉维酸抑制

9、,对碳青霉烯类抗生素水解作用较弱（可能与其缺乏SD序列即核糖体结合位点相关）,Sme调控蛋白为Sme-R，其调控类似NMC-A、AmpC.肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第17页KPC-1、 KPC-2 均来自肺炎克雷伯菌，不被抗生素所诱导，易被克拉维酸和三唑巴坦所抑制，水解碳青霉烯类抗生素能力较弱，其编码基因位于大小约50KB非结合性质粒上 肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第18页AntibioticMIC(mg/l)E coli JM109EcoliJM109E coli DH5aE coli DH5aSme-1NMC-AIMI-1KPC-1Ampicillin10

10、2410243264Cefotaxime0.250.25216Ceftazidime1188Imipenem3232328Meropenem22324Aztreonam6464ND64PiperacillinNDND128NDPiperacillin-tazobactamNDND128NDTicarcillinND1024128NDTicarcillin-clavulanic acidND512128NDCefoxitinNDND1616CeftriaxoneNDND1632肠杆菌科四种产A类碳青霉烯酶纯化菌株MIC值 肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第19页肠杆菌科最新报道碳青霉

11、烯酶SFC-1葡萄牙首先在居泉沙雷菌(Serratia fonticola）中发觉，能水解碳青霉烯类抗生素,编码基因位于染色体上，（Antimicrob Agents Chemother. Jun;48(6):2321-2324）GES-3 来自大肠埃希菌,GES-4来自肺炎克雷伯菌,均由GES-1点突变而来,编码基因均位于I类整合子上,希腊首先报道（FEMS Microbiol Lett. May 15;234(2):209-13）.肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第20页B类酶（金属酶）在肠杆菌科中大多数由质粒介导主要有IMP和VIM类金属酶肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制

12、研究进展第21页IMP-1 首先在粘质沙雷菌分离到，其编码基因能够在染色体上 ,也可位于可转移大质粒上，并不是全部IMP-1菌株都表示对碳青霉烯类抗生素高水平水解活性，这可能与缄默型基因存在相关 IMP-3 年日本从福氏志贺菌分离到，其编码基因位于接合性质粒上I类整合子中 ，对苯唑西林、氨苄西林、头孢他啶、亚胺培南水解活性较弱 肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第22页IMP-6 1996年日本粘质沙雷菌中首先发觉，由质粒介导，与IMP-1相比，196位丝氨酸突变成甘氨酸 ，对美罗培南、帕尼培南水解能力强，而对亚胺培南，青霉素，哌拉西林水解能力较弱 。IMP-8 首先由台湾YAN等人

13、从一株多重耐药肺炎克雷伯菌分离到，由质粒介导，与IMP-2相比，其中4个碱基突变引发2个氨基酸改变，61位由GC，62位由CG使21位氨基酸由精氨酸丙氨酸，617位由GT，造成216位氨基酸由缬氨酸甘氨酸肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第23页VIM类金属酶 与IMP酶同源性320.3832Ciprofloxacin0.0640.250.25Amikacin422Cefepime20.0640.064Ceftazidime160.50.38Cefotaxime120.050.125Cefoperazone2560.51.5Cefoperazone/Sulbactam1280.252

14、Piperacillin/Tazobactam25624Ticarcilliin/Clavulanic Acid2561232Ampicillin/Sulbactam256864 11种抗菌药品对阴沟肠杆菌、EC600、接合菌最小抑菌浓度 肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第36页阴沟肠杆菌、接合菌质粒电泳图谱 M1A B M2 54kb 15kb肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第37页质粒DNA与PCR 产物探针Southern杂交 A B肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第38页 新质粒介导IMI-1功效基因核苷酸及氨基酸序列分析 肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生

15、素耐药机制研究进展第39页载体质粒克隆表示构建示意图Pst IEcoR I肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第40页接合菌质粒经Pst I酶切克隆筛选后获片断102.5插入片断3kb 载体片断kb肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第41页10KB插入片断经BamH1酶切克隆筛选取得片断52.5kb4.13.0载体片断插入片断肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第42页IMI-1调控蛋白Imi-1ISEhe3 质粒介导Imi-1碳青霉烯酶传输机制肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第43页TTTTTGAGTTTAAACAATACAACTCAAATGAGTAAA

16、AACATCTATGATAAAGACATTATTTACTTATATATGTGTTATTTCATTAAGTAATAACTGAATCGCCACGAGTTTAACAGACACCTCAGAGCCATTTAAGAGGACTTAAAAGAGAGGTGCCCATTAGCGGTAAGCGTTATCCCGAAGAGTTTAAAATTGAAGCAGTCAAACAGGTTGTTGATCGTGGTCATTCTGTTTCCAGCGTTGCAACACGTCTCGATATCACCACCCACAGCCTTTACGCCTGGATAAAGAAGTACGGTCCGGATTCTTCCATTAATAAAGAACAGTCAGATGCTC

17、AGGCCGAGATCCGCCGTCTCCAGAACGAGCTGAAGCGGGTTACCGACGGACGGGACATATTAAAAAAAGCCGCGGCGTACTTCGCAAAGCTGTCCGACTGAGGTACGCCTTTATCCGTGACAACACTTTTTGCGGCCTGTTCGCCTGCTCTGTCGGGTGCTGGATGTTCATCCGGGTGGCTTTTACGCCTGGCTTCAGCAGCCGCATTCACAACGCCATCAGGCAGACCTGAGACTGACAGGACAGATAAAACAGTTCTGGCTGGAATCGGGATGCGTCTATGGTTATCGCAAGATCTAT

18、CTGAAGCTGCGGGACAGCGGGCAACAGTGCGGAGTCAACAGAGTCTGGCGACTGATGAAACGTGTCGGGATAAAGGCTCAGGTCGGGTACCGGAGCCCGCGGGCACGTAAAGGCGAGGCCAGTATTGTGTCGCCCAACAGGCTCCGGCGGCAGTTCAATTCGGATGCTCCGGATGAGCGTTGGGTAACGGACATAACCTACATCAGGACCCACGAAGGTTGGTTGTATCTGGCCGTGGTTGTTGATCTGTTCTCACGCAAAATTATCGGCTGGTCCATGCAATCCCGGATGACAAAGGAC

19、ATTGTCCTGAACGCACTGCTGATGGCTGTATGGCGGCGTAATCCCGAAAAACAGGTGCTGGTTCATTCGGATCAGGGCAGTCAGTACACAAGCCATGAGTGGCAGTCGTTCCTGAAATCACACGGCCTGGAGGGTAGCATGAGCCGTCGCGGTAACTGCCATGATAATGCGGTTGCAGAAAGTTTTTTCCAGTTGTTGAAACGTGAACGGATAAAGAAAAAGATCTACGGAACGCGGGAAGAAGCCCGCAGTGATATTTTTGATTACATCGAAATGTTTTATAACAGTAAGCGTCGGCAT

20、GGTTCTAGCGAACAGATGTCACCGACAGAATATGAAAACCAGTATTATCAACGGCTCGGAAGTGTCTAGATTATCCGTGGCGATTCAAACATTGCAGCATATAGCTGCTTACGTTCATGCAAGTCATAGACAGAAGAAAATATTTTGCTACCATGAGATAAGTTTACTCACCTACCTATTTACTCATTTATTCCTTTACTTATTTGAGTGCCCGCGCCAAGTTTAAAATGTTAAGGATTAATGACCCGCTGCTTTATCACCCATCATGTGCCCACTCATTISEhe3 插入序列肠杆菌科细菌碳青霉烯类抗生素耐药机制研究进展第44页脉冲场凝胶电泳 染色体DNA制