細(xì)菌耐藥性-浙江大學(xué)

1、外界因素對(duì)細(xì)菌的影響林旭璦 副教授浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院 外界因素：消毒與滅菌抗菌藥物的作用與細(xì)菌的耐藥性消毒(disinfection)：殺死病原微生物，但不包括芽胞。滅菌(sterilization)：殺滅所有微生物，包括繁殖體和芽胞。無菌(asepsis)：物品中沒有活的微生物存在。防腐(antisepsis)：防止或抑制體外微生物生長(zhǎng)繁殖。抑菌(bacteriostasis)：抑制體內(nèi)或體外微生物的生長(zhǎng)繁殖。無菌(asepsis)：不存在活菌的意思，多為滅菌的結(jié)果 。衛(wèi)生處理(sanitation)：將被污染的無機(jī)物體表面的微生物 減少至安全水平。消毒與滅菌 熱力滅菌法 輻射殺菌法 物理學(xué)方法

2、 濾過除菌法 超聲波殺菌法 干燥和低溫抑菌法等 化學(xué)方法 化學(xué)消毒劑 消毒、滅菌的方法2 濕熱滅菌法 A 巴氏消毒法： 61.1-62.8，30 min 71.7，15-30sec B 煮沸消毒法： 100，5-10min C 流通蒸氣消毒法： 100，15-30min D 間歇蒸汽滅菌法： 100，15-30min，37過夜（3次） E 高壓蒸氣滅菌法: 15磅（121.3），15-30min 1 干熱滅菌法 A 焚燒：B 燒灼：C 干烤： 160-180，2h D 紅外線滅菌：（一） 熱力滅菌法濕熱與干熱滅菌效果的比較熱型 溫度（）時(shí)間 布層內(nèi)的溫度（） 滅菌效果 （h） 20層 40層

3、100層濕熱 90-105.3 3 101 101 101.5 完全干熱 130-140 4 86 72 70.5 不完全 濕熱比干熱滅菌好的原因：1 細(xì)菌蛋白質(zhì)在有水的情況下易于凝固變性2 濕熱穿透力強(qiáng)3 濕熱蒸氣有潛熱存在，水蒸氣凝固成水釋放潛熱，迅速提高被滅菌物體的溫度（二）光線與射線的消毒作用2 電離輻射 包括X射線和射線機(jī)制：干擾DNA的合成；破壞細(xì)胞膜；產(chǎn)生過氧化氫等 特點(diǎn)：穿透力強(qiáng)，不升高溫度1 紫外線265-266 nm殺菌作用最強(qiáng)原理：使兩個(gè)相鄰的胸腺嘧啶共價(jià)結(jié)合形成二聚體，干擾DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。用途與缺陷：空氣、不耐熱物品表面；損傷皮膚和眼睛（三）濾過除菌法 用濾菌器除去液

4、體及空氣中的細(xì)菌 用于不耐熱的血清、毒素、抗生素（四）超聲波的消毒作用 可裂解細(xì)菌，尤其對(duì)G+更敏感 主要用于粉碎細(xì)胞，提取細(xì)胞組分或制備抗原等 二化學(xué)消毒滅菌法：機(jī)制： 使菌體蛋白質(zhì)變性或凝固 破壞或改變蛋白質(zhì)與核酸功能基團(tuán) 改變細(xì)胞壁的通透性 1. 按其化學(xué)性質(zhì)分：酚類、醇類、重金屬鹽類、氧化劑、 表面活性劑、烷化劑、染料、酸堿類。2. 按其殺菌能力分： a) 高效消毒劑：能殺滅所有微生物 b) 中效消毒劑：不能殺滅細(xì)菌的芽孢 c) 低效消毒劑：能殺滅多數(shù)細(xì)菌繁殖體，不能殺滅 芽孢、結(jié)核分枝桿菌和抵抗力較強(qiáng) 的真菌和病毒。消毒劑的種類消毒劑的主要種類及其作用機(jī)制類別作用機(jī)制常用種類酚類蛋白

5、變性，細(xì)胞膜損傷石炭酸醇類蛋白變性乙醇氧化劑氧化、蛋白沉淀高錳酸鉀、過氧乙酸、碘酒重金屬鹽氧化、蛋白酶變性紅汞、硫柳汞表面活性劑蛋白變性，細(xì)胞膜損傷新潔而滅染料干擾氧化、抑制繁殖龍膽紫酸堿類破壞膜、壁，蛋白凝固醋酸、生石灰烷化劑蛋白質(zhì)、核酸烷基化環(huán)氧乙烷消毒劑的應(yīng)用 1 病人的排泄物：等量的20%漂白粉、5%石炭酸或2%來蘇兒、攪拌均勻，作用2小時(shí) 2 皮膚：2.5%碘酒、70%酒精、2%紅汞 3 粘膜：1%硝酸銀、3%過氧化氫、0.1%高錳酸鉀等 4 飲水: 氯氣、漂白粉 5 廁所：生石灰 6 空氣：甲醛熏蒸 7 手：2%來蘇兒、2%碘酊、70%酒精 影響消毒滅菌的因素消毒劑的性質(zhì)、濃度與作

6、用時(shí)間微生物的種類與數(shù)量 真菌、細(xì)菌繁殖體、有包膜的病毒、無包膜病毒、分枝桿菌、細(xì)菌芽孢。 溫度酸堿度有機(jī)物抗菌藥物的種類及其作用機(jī)制一、概念 1.抗菌藥物（antibacterial agents） 指對(duì)病原菌具有抑制或殺滅作用、用于預(yù)防和治療細(xì)菌性感染的藥物，包括抗生素（antibiotics）和化學(xué)合成的藥物。 2.抗生素（antibiotics）： 微生物在其代謝過程中產(chǎn)生的能殺滅或抑制其它特異病原微生物的產(chǎn)物?？股胤肿恿啃。蜐舛染湍馨l(fā)揮其生物活性，有天然和人工半合成兩類。 二、抗菌藥物的種類 （一）按抗菌藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分類 1.-內(nèi)酰胺類（-lactams） 化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有-

7、內(nèi)酰胺環(huán)的抗生素。-內(nèi)酰胺抗生素分子側(cè)鏈的組成形式多樣，形成了抗菌譜不同、臨床藥理學(xué)特性各異的多種不同-內(nèi)酰胺抗生素。 包括： 青霉素（penicillin）類：青霉素G、甲氧西林等頭孢菌素（cephalosporin）類：頭孢唑啉等 頭霉素：如頭孢西丁單環(huán)-內(nèi)酰胺類：如氨曲南碳青霉素烯類：亞胺培南與西司他丁合用稱泰能-內(nèi)酰胺酶抑制劑：如舒巴坦、棒酸使酶失活 2.大環(huán)內(nèi)酯類（macrolides） 紅霉素、螺旋霉素等。3.氨基糖苷類（aminoglycosides） 鏈霉素、慶大霉素4.四環(huán)素類（tetracycline） 四環(huán)素、強(qiáng)力霉素等。5.氯霉素類（chloramphenic） 包括氯

8、霉素、甲砜霉素。6.化學(xué)合成的抗菌藥物 磺胺類：磺胺嘧啶（SD）、復(fù)方新諾明 （SMZco）等。 喹諾酮（fluroqinolone）類：包括氟哌 酸、環(huán)丙沙星等。7.其他 抗結(jié)核藥物：利福平、異煙肼、乙胺丁醇、 吡嗪酰胺等。 多肽類抗生素：多粘菌素類、萬古霉素、 桿菌肽、林可霉素和克林霉素等。（二）按生物來源分類 1.細(xì)菌產(chǎn)生的抗生素 如多粘菌素和桿菌肽。 2.真菌產(chǎn)生的抗生素 如青霉素及頭孢菌素，現(xiàn)在多用其半合成產(chǎn)物。 3.放線菌產(chǎn)生的抗生素 放線菌是生產(chǎn)抗生素的主要來源。其中鏈霉菌和小單孢菌產(chǎn)生的抗生素最多。常見的抗生素包括鏈霉素、卡那霉素、四環(huán)素、紅霉素、兩性霉素B等。 根據(jù)對(duì)病原菌的

9、作用靶位，將抗生素的作用機(jī)制分為四類（表3-1）。 1.抑制細(xì)菌細(xì)胞壁合成：-內(nèi)酰胺類 2.影響細(xì)胞膜通透性（多粘菌素） 3.抑制蛋白質(zhì)合成（大環(huán)內(nèi)酯類、氨基糖苷類） 4.抑制核酸合成：葉酸代謝；核酸合成（磺胺類）三、抗菌藥物的作用機(jī)制 表3-1 抗菌藥物的主要作用部位喹諾酮類林可霉素類氨基糖苷類酮康唑環(huán)絲氨酸利福平紅霉素制霉菌素桿菌肽甲氧芐胺嘧啶四環(huán)素類兩性霉素B萬古霉素磺胺藥氯霉素多粘菌素類-內(nèi)酰胺類核酸合成細(xì)胞蛋白合成細(xì)胞膜滲透性細(xì)胞壁抑制胞漿外交叉聯(lián)接過程（青霉素、頭孢菌素）抑制胞漿膜階段粘肽合成（萬古霉素、桿菌肽）抑制胞漿內(nèi)粘肽前體的形成(磷霉素、環(huán)絲氨酸）1.抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成

10、-內(nèi)酰胺類抗生素主要抑制肽聚糖合成所需的轉(zhuǎn)肽酶反應(yīng)，阻止肽聚糖鏈的交叉連結(jié)，使細(xì)菌無法形成堅(jiān)韌的細(xì)胞壁。 -內(nèi)酰胺抗生素可與細(xì)胞膜上的青霉素結(jié)合蛋白（penicillin-binding protein, PBP）共價(jià)結(jié)合。該蛋白質(zhì)是青霉素作用的主要靶位，當(dāng)PBPs與青霉素結(jié)合后，導(dǎo)致肽聚糖合成受阻。可以抑制轉(zhuǎn)肽酶活性，使細(xì)菌細(xì)胞壁形成受阻。 細(xì)菌一旦失去細(xì)胞壁的保護(hù)作用，在相對(duì)低滲環(huán)境中會(huì)變形、裂解而死亡。 某些抗生素分子（如多粘菌素類）呈兩極性，親水端與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)部分結(jié)合，親脂端與細(xì)胞膜內(nèi)磷脂結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)菌胞膜裂開，胞內(nèi)成分外漏，細(xì)菌死亡。 兩性霉素B和制霉菌素能與真菌胞膜上固醇類結(jié)合，

11、酮康唑抑制真菌胞膜中固醇類的生物合成，均致細(xì)胞膜通透性增加。細(xì)菌胞膜缺乏固醇類，故作用于真菌的藥物對(duì)細(xì)菌無效。2.損傷細(xì)胞膜的功能,增加細(xì)胞膜的通透性氨基糖苷類蛋白質(zhì)合成全過程抑制藥四環(huán)素類30S亞基抑制藥氯霉素林可霉素類 50S亞基抑制藥大環(huán)內(nèi)酯類3.抑制蛋白質(zhì)的合成 抗生素可影響細(xì)菌蛋白質(zhì)合成，作用部位及作用時(shí)段各不相同。結(jié)果細(xì)菌蛋白質(zhì)合成受到干擾。4.抑制核酸（DNA/RNA）合成喹諾酮類：作用于DNA旋轉(zhuǎn)酶，抑制細(xì)菌繁殖。 利福平（RFP）：與依賴DNA的RNA多聚酶結(jié) 合，抑制mRNA的轉(zhuǎn)錄。磺胺類藥物：與對(duì)氨基苯甲酸（PABA）的化 學(xué)結(jié)構(gòu)相似，競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶，使二 氫葉酸合成

12、減少，影響核酸的合成，抑制 細(xì)菌繁殖。 抗生素可通過影響細(xì)菌核酸合成發(fā)揮抗菌作用。 影響葉酸代謝(TMP) TMP與磺胺藥合用(復(fù)方新諾明)有協(xié)同作用 抗菌藥物作用機(jī)制總結(jié)圖示第二節(jié) 細(xì)菌的耐藥機(jī)制一、細(xì)菌耐藥性的概念二、細(xì)菌耐藥性的遺傳機(jī)制三、細(xì)菌耐藥性的生化機(jī)制四、控制耐藥性的策略一、概念細(xì)菌耐藥性（drug resistance） 亦稱抗藥性，是指細(xì)菌對(duì)某抗菌藥物（抗生素或消毒劑）的相對(duì)抵抗性。指病原體或腫瘤細(xì)胞對(duì)反復(fù)應(yīng)用的化學(xué)治療藥物敏感性降低或消失的現(xiàn)象。Some of antibiotic-resistant bacteriaM. tuberculolsis E. coliP. a

13、eruginosaS. dysenteriaeS. pneumoniaeH. influenzaeN. gonorrhoeaeE. faecalis AcinetobacterS. aureaus遺傳學(xué)上把細(xì)菌耐藥性分為固有耐藥性和獲得耐藥性。二、遺傳機(jī)制(一)固有耐藥（intrinsic resistance）固有耐藥性指細(xì)菌對(duì)某些抗菌藥物的天然不敏感。固有耐藥性細(xì)菌稱為天然耐藥性細(xì)菌，其耐藥基因來自親代，由細(xì)菌染色體基因決定而代代相傳的耐藥性，有種屬特異性。如腸道桿菌對(duì)青霉素的耐藥，固有耐藥性始終如一并可預(yù)測(cè)。獲得耐藥性指細(xì)菌DNA的改變導(dǎo)致其獲得耐藥性表型。耐藥性細(xì)菌的耐藥基因來源于基因

14、突變或獲得新基因，作用方式為接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)或轉(zhuǎn)化。可發(fā)生于染色體DNA、質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子等結(jié)構(gòu)基因，也可發(fā)生于某些調(diào)節(jié)基因。 在原先對(duì)藥物敏感的細(xì)菌群體中出現(xiàn)了對(duì)抗菌藥物的耐藥性，這是獲得耐藥性與固有耐藥性的重要區(qū)別。（二）獲得耐藥（acquired resistance） 獲得耐藥性大多由質(zhì)粒介導(dǎo)，但亦可由染色體介導(dǎo)。影響獲得耐藥性發(fā)生率有三個(gè)因素： 藥物使用的劑量 細(xì)菌耐藥的自發(fā)突變率 質(zhì)粒介導(dǎo)耐藥性的優(yōu)勢(shì)地位 (1)染色體突變：所有的細(xì)菌群體都會(huì)發(fā)生自發(fā)的隨機(jī)突變，頻率很低，其中有些突變賦予細(xì)菌耐藥性。 (2)可傳遞的耐藥性（突變基因水平轉(zhuǎn)移方式：接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化） 獲得耐藥性基因突變類型接合：

15、細(xì)胞間通過性菌毛相互溝通，將遺傳物 質(zhì)如質(zhì)?；蛉旧|(zhì)DNA從供體菌轉(zhuǎn)移給受 體菌。轉(zhuǎn)導(dǎo)：以噬菌體及其含有的質(zhì)粒DNA為媒介， 介導(dǎo)供體菌耐藥基因轉(zhuǎn)移給受體菌。 金葡菌、鏈球菌獲得耐藥。轉(zhuǎn)化：少數(shù)細(xì)菌可從周圍環(huán)境中攝入裸DNA， 并摻入到細(xì)菌染色體中。 R質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移： 細(xì)菌中廣泛存在耐藥質(zhì)粒，質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥性傳播在臨床上占有非常重要的地位。多數(shù)細(xì)菌的質(zhì)粒具有傳遞和遺傳交換能力，細(xì)菌質(zhì)粒能在細(xì)胞中自我復(fù)制,并隨細(xì)菌分裂穩(wěn)定地傳遞給后代，能在不同細(xì)菌間轉(zhuǎn)移。 耐藥基因轉(zhuǎn)移能依靠質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子和整合子等可移動(dòng)的遺傳元件進(jìn)行傳播?？蓚鬟f耐藥性傳播的三種結(jié)構(gòu)形式： R質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子和整合子。轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的耐藥性

16、： 轉(zhuǎn)座子（Tn）又名跳躍基因，是比質(zhì)粒更小的DNA片段，可在細(xì)菌基因組中跳躍，實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移或交換，使結(jié)構(gòu)基因的產(chǎn)物大量增加，使宿主細(xì)胞失去對(duì)抗菌藥物的敏感性。整合子（integron）與多重耐藥： 整合子是移動(dòng)性DNA序列，可捕獲外源基因并使之轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄曰虻谋磉_(dá)單位。整合子在細(xì)菌耐藥性的傳播和擴(kuò)散中起到重要的作用。同一類整合子可攜帶不同的耐藥基因盒，同一個(gè)耐藥基因又可出現(xiàn)在不同的整合子上，介導(dǎo)多重耐藥。三、生化機(jī)制細(xì)菌耐藥的生化機(jī)制包括： 鈍化酶的產(chǎn)生 藥物作用靶位的改變 抗菌藥物的滲透障礙 主動(dòng)外排機(jī)制（一）產(chǎn)生鈍化酶 抗菌藥物失效 鈍化酶（modified enzyme） 耐藥菌株產(chǎn)

17、生的、具有破壞或滅活抗菌藥物活性的某種酶，它通過水解或修飾作用破壞抗生素的結(jié)構(gòu)使其失去活性。 分解青霉素的酶或改變氨基糖苷類抗生素結(jié)構(gòu)的酶 -內(nèi)酰胺酶： 特異性水解打開藥物分子結(jié)構(gòu)中的-內(nèi)酰胺環(huán)，使其完全失去抗菌活性，又稱滅活酶（inactivated enzyme），由染色體和質(zhì)粒編碼。 在G-桿菌中有兩種：超廣譜-內(nèi)酰胺酶（extended spectrum -lactamase, ESBL）和AmpC -內(nèi)酰胺酶，均由質(zhì)粒編碼。AmpC -內(nèi)酰胺酶與質(zhì)粒上其他耐藥基因組合在一起形成多重耐藥菌株并致耐藥性傳播。 重要的鈍化酶： 氨基糖苷類鈍化酶： 由質(zhì)粒編碼，其機(jī)制是通過羥基磷酸化、氨基乙

18、?；螋然佘挣；饔?，使藥物的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，失去抗菌作用。 氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶（CAT）： 由質(zhì)粒編碼，使氯霉素乙?；タ咕钚?。 導(dǎo)致與抗生素結(jié)合的有效部位發(fā)生變異，影響藥物的結(jié)合，對(duì)抗生素不再敏感，這種改變使抗生素失去作用位點(diǎn)和親和力降低，但細(xì)菌的生理功能卻正常。 青霉素結(jié)合蛋白改變導(dǎo)致對(duì)-內(nèi)酰胺類抗生素親和力極低而耐藥 （二）藥物作用靶位的結(jié)構(gòu)和數(shù)量改變 抗菌藥不易與細(xì)菌結(jié)合 細(xì)菌細(xì)胞壁的障礙和/或外膜通透性的改變將嚴(yán)重影響抗生素進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部到達(dá)作用靶位發(fā)揮抗菌效能，耐藥屏蔽也是耐藥的一種機(jī)制。 細(xì)菌生物被膜（bacterial biofilm, BF）是細(xì)菌為適應(yīng)環(huán)境而形成的，可保護(hù)細(xì)菌逃逸抗菌藥物的殺傷作用。又如細(xì)胞膜上微孔缺失時(shí)，亞胺培南不能進(jìn)入胞內(nèi)而失去抗菌作用。銅綠假單胞菌對(duì)抗生素的通透性比其他G菌差是該菌對(duì)多種抗生素固有耐藥的主要原因之一（三）抗菌藥物的滲透障礙 藥物不易進(jìn)入菌體內(nèi) 已發(fā)現(xiàn)數(shù)十種細(xì)菌外膜上有特殊的藥物主動(dòng)外排系統(tǒng)，藥物主動(dòng)外排使菌體內(nèi)抗菌藥濃度下降，難以發(fā)揮抗菌作用導(dǎo)致耐藥，主動(dòng)外排耐藥機(jī)制與細(xì)菌的多重耐藥性有關(guān)。（四）主動(dòng)外排機(jī)制 藥物被泵出菌體外1.合理使用抗菌藥物 制定抗生素用藥常規(guī)，教育醫(yī)務(wù)工作者和病人規(guī)范化用藥，供臨床選用抗菌藥物參考。 嚴(yán)格根據(jù)適應(yīng)癥選用藥物 病人用藥前應(yīng)盡可能進(jìn)行病原學(xué)