細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生機(jī)理及耐藥現(xiàn)狀

1、細(xì)菌耐藥性基本知識(shí)(一)細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生機(jī)理及耐藥現(xiàn)狀細(xì)菌耐藥性可通過在某一核苷酸堿基對(duì)發(fā)生突變，導(dǎo)致抗菌藥物作用靶位的 改變，或通過細(xì)菌DNA的全部重排，包括倒位、復(fù)制、插入、中間缺失或細(xì)菌 染色體DNA的大段序列的“轉(zhuǎn)座子”或插入順序來完成，也可由質(zhì)粒或其他遺傳 片段所攜帶的外來DNA片段，導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。質(zhì)粒是一種染色體外的DNA，耐藥質(zhì)粒廣泛存在于革蘭陽(yáng)性和陰性細(xì)菌中， 幾乎所有致病菌都有耐藥質(zhì)粒。因此通過耐藥質(zhì)粒傳遞的耐藥現(xiàn)象最為主要，也 最常見。耐藥質(zhì)粒有兩種主要類型，即接合型質(zhì)粒和非接合型質(zhì)粒。接合型質(zhì)粒 的耐藥因子包括具有一個(gè)全數(shù)個(gè)耐藥基因，通過改變細(xì)菌細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的通透

2、 性，或阻斷抗菌藥到達(dá)作用靶位等作用，使細(xì)菌對(duì)抗菌藥產(chǎn)生耐藥的決定因子， 以及負(fù)責(zé)耐藥因子轉(zhuǎn)移時(shí)所需物質(zhì)的制備和合成的耐藥轉(zhuǎn)移因子。非接合型質(zhì)粒 的耐藥因子僅有耐藥決定因子而無耐藥轉(zhuǎn)移因子，故不能通過細(xì)菌接合轉(zhuǎn)移?？咕幱卸喾N類型，但細(xì)菌在抵抗各個(gè)藥物的作用時(shí)，可通過一種或多種途 徑對(duì)一種或多種不同類型的抗菌藥產(chǎn)生耐藥性。主要有：產(chǎn)生藥物失活酶或鈍化酶。如P內(nèi)酰胺酶(0-lactamase)使。內(nèi)酰胺類抗菌藥 的酰胺鍵斷裂而失去抗菌活性。目前最重要的P內(nèi)酰胺酶是超廣譜P內(nèi)酰胺酶 (ESBLs)、染色體異型酶(AmpC)和OXA。ESBLs主要由質(zhì)粒介導(dǎo)，大約有160 余種，分為TEM、SHV、

3、OXA等類型。TEM 型由廣譜酶TEM-1和TEM-2的 基因發(fā)生突變，造成14個(gè)氨基酸改變形成的一系列酶蛋白，目前大約有70 余種。SHV型有30余種，由廣譜酶SHV-1的基因發(fā)生突變，造成14個(gè)氨 基酸改變而形成。OXA型有13種，主要的水解底物是苯唑西林，故又命名為 OXA，是來源于OXA-1、OXA-2和OXA-10三種基因發(fā)生突變所全。ESBLs主 要在肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌中發(fā)現(xiàn)，在腸桿菌屬、變形桿菌屬、沙雷菌屬等 其他腸桿菌科及銅綠假單胞菌中也多有發(fā)現(xiàn)。ESBLs導(dǎo)致細(xì)菌對(duì)第三代頭孢菌 素、氨曲南及第四代頭孢菌素耐藥。AmpC既可由染色體介導(dǎo)，也可由質(zhì)粒介導(dǎo), 因?qū)︻^孢菌素水解

4、率高于青霉素類，故又稱為頭孢菌素酶，迄今已達(dá)30余種，已報(bào) 道的質(zhì)粒介導(dǎo)AmpC 型酶有MIR-1、ACT-1、CMY-2、LAT-1、LAT-2 等;OXA 是ESBLs酶的一種，又稱金屬P內(nèi)酰胺酶或碳青霉烯水解酶，能滅活青霉素、 頭孢菌素和碳青霉烯類抗菌藥,甚至能滅活酶抑制劑,包括克拉維酸、舒巴坦和他 唑巴坦等。氨基苷類鈍化酶是細(xì)菌對(duì)氨基苷類產(chǎn)生耐藥性的最常見也是重要的機(jī)制。許 多革蘭陰性桿菌、金葡菌和腸球菌屬等均可產(chǎn)生鈍化酶，對(duì)氨基苷類分子結(jié)構(gòu)中 的氨基糖分子的活性基因進(jìn)行修飾而使之失去抗菌作用。目前已知有乙酰轉(zhuǎn)移酶 (AAC)、磷酸轉(zhuǎn)移酶(APH)和核苷轉(zhuǎn)移酶(AAD或ANT)3類鈍化

5、酶。不同的氨基 苷類可為同一種酶所鈍化，而同一抗菌藥又可為多種鈍化酶所鈍化。這是因?yàn)橐?種抗菌藥的分子結(jié)構(gòu)中可能存在多個(gè)結(jié)合點(diǎn)所致。例如妥布霉素可為6種酶所 鈍化，慶大霉素可為5種酶所鈍化，而阿米卡星則主要為一種AAC所鈍化。靶部位發(fā)生改變。細(xì)菌可改變抗菌藥與核糖體的結(jié)合部位而導(dǎo)致大環(huán) 內(nèi)酯類、林可霉素類和氨基苷類等藥物不能與其作用靶位結(jié)合，也可阻斷抗菌藥 抑制細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的能力。細(xì)菌對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類的耐藥主要是因?yàn)楹颂求w50S 的腺嘌吟殘基轉(zhuǎn)錄后甲基化，使藥物不能與核糖體結(jié)合而抑制了蛋白質(zhì)的合成。 細(xì)菌核糖體30S亞單位的S12蛋白可發(fā)生突變，使鏈霉素不能與核糖體結(jié)合而 導(dǎo)致耐藥。革蘭陽(yáng)性菌可

6、由于其青霉素結(jié)合蛋白（PBPs）的改變，使其與P內(nèi)酰 胺類抗菌藥的親和力降低，導(dǎo)致細(xì)菌耐藥。例如肺炎鏈球菌可以從耐青霉素鏈球 菌屬中獲得耐藥基因片段與自身基因組合成鑲嵌式耐藥基因，使之成為耐青霉 素肺炎鏈球菌。金葡菌與屎腸球菌中的一些菌株可誘導(dǎo)產(chǎn)生新的PBPs，與P內(nèi) 酰胺類的親和力明顯降低，造成細(xì)菌耐藥。在淋病奈瑟球菌和流感嗜血桿菌等革 蘭陰性菌的某些菌株中也存在與P內(nèi)酰胺類親和力降低的PBPs而導(dǎo)致細(xì)菌耐 藥。（3）膜泵外排。細(xì)菌普遍存在著主動(dòng)外排系統(tǒng)，它們能將進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的多 種抗菌藥物主動(dòng)泵出細(xì)胞外，導(dǎo)致細(xì)菌耐藥。目前已知有5個(gè)家族、20多種外 排泵。主動(dòng)外排系統(tǒng)首先是在大腸埃希菌對(duì)四環(huán)

7、素的耐藥機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)的。細(xì) 菌中的主動(dòng)外排系統(tǒng)可分為4類：MF類、RND類、Smr類和ABC類。在銅綠 假單胞菌、淋病奈瑟球菌、肺炎克雷伯菌、包皮垢分支桿菌、金葡菌、大腸埃希 菌、肺炎鏈球菌、化膿鏈球菌等細(xì)菌以及白念珠菌中均存在主動(dòng)外排系統(tǒng)。氯霉 素、紅霉素、氟喹諾酮類和6內(nèi)酰胺類等抗菌藥物均可由一種或數(shù)種主動(dòng)外排 系統(tǒng)泵出細(xì)胞外。（4）其他。如建立靶旁路系統(tǒng)，使金葡菌產(chǎn)生青霉素結(jié)合蛋白PBP2a，取 代了固有的青霉素結(jié)合蛋白PBPs，與6內(nèi)酰胺類抗生素的親和力減低，致甲氧 西林對(duì)金葡菌耐藥；改變代謝途徑，使抗菌藥物與細(xì)菌生長(zhǎng)所必須物質(zhì)如葉酸 結(jié)合，影響其生長(zhǎng)繁殖；降低細(xì)胞膜（或壁）的通透性

8、，導(dǎo)致細(xì)菌膜蛋白變性、膜孔 蛋白缺損或形成生物膜，使亞胺培南對(duì)銅綠假單孢菌耐藥等。通常情況下，由染色體介導(dǎo)的耐藥性，耐藥基因是由染色體編碼介導(dǎo)，即DNA 或RNA突變所致，耐藥菌往往有一定缺陷，其特點(diǎn)是發(fā)生率較低（1/105）。但質(zhì) 粒（又稱R-質(zhì)粒）介導(dǎo)產(chǎn)生的耐藥菌則與敏感菌一樣，特點(diǎn)是通過轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、 結(jié)合及易位等方式，其發(fā)生率高，通常表現(xiàn)在產(chǎn)生失活酶或修飾酶而耐藥。可迅 速生長(zhǎng)繁殖，并可在正常人和體弱者中引起感染。無論質(zhì)?；蛉旧w介導(dǎo)的耐藥 性，一般只發(fā)生于少數(shù)細(xì)菌中，難于與占?jí)旱箖?yōu)勢(shì)的敏感菌競(jìng)爭(zhēng)，故其危害性不 大。只有當(dāng)敏感菌因抗菌藥物的選擇性作用而被大量殺滅后，耐藥菌才得以大量 繁殖

9、而成為優(yōu)勢(shì)菌，并導(dǎo)致各種感染的發(fā)生。因此，細(xì)菌耐藥性的發(fā)生和發(fā)展是 抗菌藥物廣泛應(yīng)用，特別是無指征的過度使用和濫用的后果。耐藥基因和耐藥菌株在人與人或人與畜之間均能夠傳播與蔓延。當(dāng)一個(gè)病人 感染耐藥菌株，就可以成為重要的傳播源。在醫(yī)院，一個(gè)感染了 MRSA的病人， 往往成為其他許多人感染或帶菌的來源。因此，在采取行動(dòng)遏制耐藥性時(shí)，除了 應(yīng)該考慮耐藥性的出現(xiàn)，也必須考慮耐藥菌株的傳播。單一微生物細(xì)胞能夠攜帶耐藥基因?qū)Ω墩麄€(gè)系列的、完全不相關(guān)的抗菌藥 物。例如引起痢疾的志賀菌，它的基因鏈的每一個(gè)耐藥性編碼都能對(duì)抗一種不同 的抗菌藥，所以它對(duì)任何一種抗菌藥可產(chǎn)生耐藥性。而且這一基因鏈能夠從一個(gè) 細(xì)菌

10、細(xì)胞傳遞到另一個(gè)細(xì)胞。因此，一種以往敏感的志賀菌，在一次攻擊過程中， 就可以獲取5個(gè)或6個(gè)耐藥基因。一個(gè)細(xì)菌在24h內(nèi)可將耐藥基因留下1,677,722 個(gè)后代，還橫向傳給其他細(xì)菌?？咕幬锉旧聿⒉划a(chǎn)生耐藥性，只是在抗菌藥物被不合理使用時(shí)才加劇這一 過程。當(dāng)抗菌藥物自然選擇有利于產(chǎn)生耐藥性基因的細(xì)菌生存時(shí)，耐藥性便產(chǎn)生 了。所有抗菌藥物的使用，無論適宜與否，都對(duì)細(xì)菌群有一種選擇性的壓力，而 且抗菌藥物使用越多，壓力越大。所以，不適當(dāng)?shù)厥褂茫ㄋ幤返腻e(cuò)誤選擇、 劑量不正確或不良的治療順應(yīng)性等都能造成耐藥菌的產(chǎn)生。如肺炎，及時(shí)用青霉 素治療，肺炎鏈球菌就會(huì)被殺死，感染在耐藥性出現(xiàn)之前得到治愈。然

11、而，若藥 物劑量或給藥間隔時(shí)間不準(zhǔn)確，青霉素對(duì)肺炎鏈球菌的耐受突變株就有時(shí)間產(chǎn) 生、繁殖、并替代對(duì)青霉素易感的菌群，不僅治療結(jié)果不好，而且使急性感染中 的肺炎鏈球菌也就成了許多第一線藥品的耐藥菌。據(jù)WHO最新估計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家醫(yī)院抗菌藥物的使用率為30%，美國(guó)是20%、英 國(guó)是22%。而我國(guó)抗菌藥物的使用率為60%70%，過度使用和濫用的情況已很突 出，細(xì)菌耐藥問題也十分突出。葡萄球菌中耐甲氧西林的菌株已占金葡萄菌株的 64%，占凝固酶陰性葡萄球菌的77%。這些細(xì)菌對(duì)青霉素類、頭孢菌素類、紅霉 素、慶大霉素等常用抗菌藥多數(shù)耐藥。在我國(guó)目前用于MRSA治療的藥物主要用 糖肽類、萬古霉素、替考拉寧、鏈陽(yáng)霉素和利奈唑烷。腸球菌的主要耐藥問題是 耐萬古霉素的腸球菌（VRE）和高耐氨基糖苷類的高耐藥菌株（HLAR）。全國(guó)26 家醫(yī)院，HLAR占耐慶大霉素菌株的60%80%，糞腸球菌與對(duì)萬古霉素和替考拉 寧的耐藥率分別為2.95%、0.83%，屎腸球菌則為5%和3%。大腸埃希菌和肺炎克 雷伯菌是易產(chǎn)超廣譜8內(nèi)酰胺酶（ESBLs）的主要菌株，在我國(guó)1994年ESBLs 分別為10%和12%、2000年分別為25%和30%、2001年分別為35.3%和32.7%。由 于