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細(xì)菌耐藥性病理機(jī)制

產(chǎn)生滅活酶:細(xì)菌產(chǎn)生滅活的抗菌藥物酶使抗菌藥物失活是耐藥性產(chǎn)生的最重要機(jī)制之一,使抗菌藥物作用于細(xì)菌之前即被酶破壞而失去抗菌作用。這些滅活酶可由質(zhì)粒和染色體基因表達(dá)。β-內(nèi)酰胺酶:由染色體或質(zhì)粒介導(dǎo)。對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素耐藥,使β-內(nèi)酰胺環(huán)裂解而使該抗生素喪失抗菌作用。β-內(nèi)酰胺酶的類(lèi)型隨著新抗生素在臨床的應(yīng)用迅速增長(zhǎng),詳細(xì)機(jī)制見(jiàn)β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素章。氨基苷類(lèi)抗生素鈍化酶:細(xì)菌在接觸到氨基苷類(lèi)抗生素后產(chǎn)生鈍化酶使后者失去抗菌作用,常見(jiàn)的氨基苷類(lèi)鈍化酶有乙酰化酶、腺苷化酶和磷酸化酶,這些酶的基因經(jīng)質(zhì)粒介導(dǎo)合成,可以將乙?;?、腺苷?;土柞;B接到氨基苷類(lèi)的氨基或羥基上,是氨基甘類(lèi)的結(jié)構(gòu)改變而失去抗菌活性;其他酶類(lèi):細(xì)菌可產(chǎn)生氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶滅活氯霉素;產(chǎn)生酯酶滅活大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素;金黃色葡糖球菌產(chǎn)生核苷轉(zhuǎn)移酶滅活林可霉素。

抗菌藥物作用靶位改變:由于改變了細(xì)胞內(nèi)膜上與抗生素結(jié)合部位的靶蛋白,降低與抗生素的親和力,使抗生素不能與其結(jié)合,導(dǎo)致抗菌的失敗。如肺炎鏈球菌對(duì)青霉素的高度耐藥就是通過(guò)此機(jī)制產(chǎn)生的;細(xì)菌與抗生素接觸之后產(chǎn)生一種新的原來(lái)敏感菌沒(méi)有的靶蛋白,使抗生素不能與新的靶蛋白結(jié)合,產(chǎn)生高度耐藥。如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)比敏感的金黃色葡萄球菌的青霉素結(jié)合蛋白組成多個(gè)青霉素結(jié)合蛋白2a(PBP2a);靶蛋白數(shù)量的增加,即使藥物存在時(shí)仍有足夠量的靶蛋白可以維持細(xì)菌的正常功能和形態(tài),導(dǎo)致細(xì)菌繼續(xù)生長(zhǎng)、繁殖,從而對(duì)抗抗菌藥物產(chǎn)生耐藥。如腸球菌對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)的耐藥性是既產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶又增加青霉素結(jié)合蛋白的量,同時(shí)降低青霉素結(jié)合與抗生素的親和力,形成多重耐藥機(jī)制。

改變細(xì)菌外膜通透性:很多光譜抗菌藥都對(duì)銅綠假單胞菌無(wú)效或作用很弱,主要是抗菌藥物不能進(jìn)入銅綠假單胞菌菌體內(nèi),故產(chǎn)生天然耐藥。細(xì)菌接觸抗生素后,可以通過(guò)改變通道蛋白(porin)性質(zhì)和數(shù)量來(lái)降低細(xì)菌的膜通透性而產(chǎn)生獲得性耐藥性。正常情況下細(xì)菌外膜的通道蛋白以O(shè)mpF和OmpC組成非特異性跨膜通道,允許抗生素等藥物分子進(jìn)入菌體,當(dāng)細(xì)菌多次接觸抗生素后,菌株發(fā)生突變,產(chǎn)生OmpF蛋白的結(jié)構(gòu)基因失活而發(fā)生障礙,引起OmpF通道蛋白丟失,導(dǎo)致β-內(nèi)酰胺類(lèi)、喹諾酮類(lèi)等藥物進(jìn)入菌體內(nèi)減少。在銅綠假單胞菌還存在特異的OprD蛋白通道,該通道暈粗亞胺培南通過(guò)進(jìn)入菌體,而當(dāng)該蛋白通道丟失時(shí),同樣產(chǎn)生特異性耐藥。

影響主動(dòng)流出系統(tǒng):某些細(xì)菌能將進(jìn)入菌體的藥物泵出體外,這種泵因需能量,故稱主動(dòng)流出系統(tǒng)(active efflux system)。由于這種主動(dòng)流出系統(tǒng)的存在及它對(duì)抗菌藥物選擇性的特點(diǎn),使大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、銅綠假單胞菌、空腸彎曲桿菌對(duì)四環(huán)素、氟喹諾酮類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、氯霉素、β-內(nèi)酰胺類(lèi)產(chǎn)生多重耐藥。細(xì)菌的流出系統(tǒng)由蛋白質(zhì)組成,主要為膜蛋白。這些蛋白質(zhì)來(lái)源于4個(gè)家族:①ABC家族(ATP-binding cassettes transporters);②MF家族(major facilitator superfamily);③RND家族(resistance-nodulation-division family);④SMR家族(staphylococcal mulitdrug resistance family)。流出系統(tǒng)有三個(gè)蛋白組成,即轉(zhuǎn)運(yùn)子(efflux transporter)、附加蛋白(accessory protein)和外膜蛋白(outer membrane channel ),三者缺一不可,又稱三聯(lián)外排系統(tǒng)。外膜蛋白類(lèi)似于通道蛋白,位于外膜(G-菌)或細(xì)胞壁(G+菌),是藥物被泵出細(xì)胞的外膜通道。附加蛋白位于轉(zhuǎn)運(yùn)子與外膜蛋白之間,起橋梁作用,轉(zhuǎn)運(yùn)子位于胞漿膜,它起著泵的作用。

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