《抗菌药物作用机制》PPT课件.ppt
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1、抗菌药物作用机制,干扰细菌细胞壁的合成损伤细菌细胞膜,破坏细胞膜的屏障作用影响细菌蛋白质的合成,细菌丧失生长繁殖的物质基础影响细菌核酸代谢其他,常用抗生素的作用靶位,作用部位 抗生素类别细菌细胞壁合成-内酰胺类、万古、磷霉素、环丝氨酸细菌细胞膜通透性 两性B、多粘B、制霉菌素、吡咯 类(咪 酮 氟 伊)、杆菌肽、细菌蛋白质合成 四、氯、大环内酯类、林可霉素、氨基苷类、夫西地酸、莫匹罗星、链阳菌素类、恶唑酮类细菌核酸合成 利福霉素类、灰黄霉素、喹诺酮类 甲硝唑、呋喃类、新生、香豆霉素细菌叶酸合成 磺胺药、甲氧苄啶,抗菌药物作用机制干扰细菌细胞壁的合成,磷霉素-抑制细胞壁粘肽合成第一步环丝氨酸抑制
2、细胞壁粘肽合成第一步第一步细胞质内完成,万古霉素主要抑制细胞壁粘肽合成第二步杆菌肽主要抑制细胞壁粘肽合成第二步第二步在细胞膜内完成。,抗菌药物作用机制干扰细菌细胞壁的合成,-内酰胺类抗生素抑制粘肽合成的第三步,阻止粘肽链的交叉连接,细胞不能形成坚韧的细胞壁。抑制内肽酶-中隔细胞壁合成,丝状体,如氨苄西林抑制糖苷酶-外周细胞壁合成,不能伸长抑制内肽酶与糖苷酶,球形体,如阿莫西林,抗菌药物作用机制干扰细菌细胞壁的合成,-内酰胺类抗生素作用于细菌细胞膜上的青霉素结合蛋白(PBPs)如大肠杆菌有7中PBPs,PBP1a,PBP1b(转肽酶),PBP2(形状),PBP3(分裂),PBP4、PBP5、PB
3、P6(羧肽酶),抗菌药物与细菌耐药性,细菌耐药性从医院内向医院外扩散不仅引起医院内感染,而且引起社区感染,如耐青霉素肺炎球菌,MRSA等原因?,细菌耐药机制,细菌耐药性的客观存在MRS MRSA MRSE MRCo NSVREPRSP PISPVRS VRSA VRSEMDR-TB,MDR-GNB耐氨苄西林流感嗜血杆菌,细菌耐药机制,青霉素广泛使用,耐青霉素金葡菌迅速增加金葡菌引起的医院感染增加消毒与隔离控制金葡菌医院感染取得良效1960年,甲氧西林问世MRSA的出现VISA的出现,细菌耐药机制,一、产生抗菌药物灭活酶二、抗菌药物作用靶位改变三、细菌细胞膜通透性改变,抗菌药物不易进入四、细菌将
4、抗菌药物泵出细菌细胞外五、其他机制,一、产生抗菌药物灭活酶,1、-内酰胺酶2、氨基糖苷钝化酶3、氯霉素乙酰转移酶4、红霉素酯化酶,-内酰胺酶,革蓝阳性菌中葡萄球菌是产-内酰胺酶的主要致病菌。水解青霉素类,胞外酶,可诱导,肠球菌少产酶。革蓝阴性菌均可产生某些染色体介导的-内酰胺酶。其中多数可水解头胞菌素。革蓝阴性菌产生的-内酰胺酶远较革蓝阳性菌多而广泛。,-内酰胺酶的分类1980(Ambler RP),Class A(活性丝氨酸残基(P)Class B(金属酶)(主要C)Class C(丝氨酸残基在活性部位带aa 序列/染色体介导)(C)Class D(苯唑西林酶)(P),-内酰胺酶的分类197
5、3(R&S)根据染色体/质粒介导,pI,底物分5类,Class I 诱导或体质B-内酰酶Class 染色体介导 主为青霉素酶Class 质粒介导青霉素酶 头胞霉素酶Class 染色体介导青霉素酶 头胞霉素酶Class 水解苯唑青霉素及羧苄青霉素,-内酰胺酶的分类Bush1995,Group 1 头孢酶 CA-Group 2a 青霉素酶 CA+Group 2b 广谱酶CA+Group 2be 超广谱酶CA+Group 2br 青霉素酶CA-+Group 2c 羧苄青霉素酶CA+Group 2d 氯唑青霉素酶CA+-Group 2e 头孢酶CA+Group 2f 非金属卡巴配能酶CA+Group
6、3 金属酶,卡巴配能酶CA-Group 4 青霉素酶CA-,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),主要由克雷伯肺炎杆菌和大肠埃希菌等肠杆菌产生的,由TEM-1、2及SHV-1点突变引起的,能灭活头孢泊肟、头孢他定、头孢曲松、头孢噻肟、氨曲南等三代头孢菌素的,由质粒介导且对酶抑制剂敏感的-内酰胺酶,为丝氨酸蛋白酶,水解内酰胺环,目前已有多种,与细菌多重耐药有关。,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),ESBLs的代表菌株 大肠埃希菌(主要)克雷伯肺炎杆菌(主要)黏质沙雷菌弗劳地枸橼酸菌阴沟肠杆菌铜绿假单胞菌等,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),ESBLs的靶抗菌素头孢泊肟 头孢他定头孢曲松 头孢噻肟氨曲南,T
7、EM家族中的ESBL,-内酰胺酶 细菌 分离 最低抑菌浓度 噻肟 他定 氨曲南TEM-1E.coli 1963 0.1250.250.125TEM-2P.aerug 1969 0.1250.50.25TEM-13M.morga 1990DerivativesTEM-3(CTX-1)K.pneu84326416TEM-4E.coli 1986323216TEM-5K.pneu 1987412864TEM-6E.coli 1987,TEM家族中的ESBL,-内酰胺酶 细菌 分离 最低抑菌浓度 噻肟 他定 氨曲南TEM-7C.freundii1988 TEM-8(CAZ-2)K.pneu1989TE
8、M-9(RHH-1)K.pneu1987TEM-10/23K.pneu1989TEM-11K.pneu 1989TEM-12E.coli 1987TEM-14K.pneu 1990TEM-15/17K.pneu1990,TEM家族中的ESBL,-内酰胺酶 细菌 分离 最低抑菌浓度 噻肟 他定 氨曲南TEM-16K.pneu 19904.025664TEM-18K.pneu 1990TEM-19E.coli 1990TEM-20-24K.pneu 88-90TEM-25S.mbandaka 1990841TEM-26K.pneu 1988TEM-27S.enterica 19890.56432,
9、TEM家族之外的质粒介导的ESBL,-内酰胺酶 功能组 细菌株分离报告时间SHV-1 2b E.coli 1974SHV-2a 2be K.pneu1986SHV-3 2be K.pneu1986SHV-4 2be K.pneu1987SHV-5 2be K.pneu1987Shv-6 2be E.coli 1993OXA-10 2d P.aerug1978OXA-11 2d P.aerug1991OXA-14 2d P.aerug1991 PER-1 2be P.aerug1991,头胞噻肟酶(CTX-M酶),重要的ESBLs类别与数量 TEM 92 SHV 37 OXA 13 CTX-M
10、20 其他 10,头胞噻肟酶(CTX-M酶),对头胞噻肟水解能力强对头胞他啶水解能力弱被克拉维酸抑制与TEM和SHV的同源性不到50%近10年世界各地报告分CTX-M和Toho系列,头胞噻肟酶(CTX-M酶),用E试验法和纸片协同法发现中国与北美ESBL检出率的差异北美 用头胞他定与头胞他定/克拉维酸检出的ESBL阳性率高于头胞噻肟与头胞噻肟/克拉维酸的检出率中国用头胞他定与头胞他定/克拉维酸检出的ESBL阳性率低于头胞噻肟与头胞噻肟/克拉维酸的检出率为什么存在差异?,头胞噻肟酶(CTX-M酶),北京 CTX-M-3 上海 CTX-M-3杭州 CTX-M-3、14、9、15、22广州 CTX-
11、M-3、11,头胞噻肟酶(CTX-M酶),在头胞噻肟酶流行的医院应该停止头胞噻肟、头胞曲松一段时间细菌室要作好药敏实验并总结通报临床医师总结治疗产头胞噻肟酶细菌的经验重症感染、败血症、重症肺炎等如果选用卡巴培南,在细菌学检查报告后,应进行调整,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),怀疑ESBLs存在的临床证据1.药物敏感试验对多种头孢菌素耐药(若确认ESBL存在,即使三代头孢敏感也应报告耐药)2.大肠杆菌尿路感染用三代头孢治疗效果不好3.肺炎杆菌感染败血症用三代头孢治疗效果不好,ESBLs(超广谱-内酰胺酶),产ESBLs细菌感染的治疗可以选择亚胺培南、阿米卡星、酶复合制剂、如舒普深头孢西丁、喹洛酮
12、类治疗目前似以亚胺配能效果较佳,染色体介导 型内酰胺酶(AmpC酶),产生菌株铜绿假单胞菌(100%)吲哚阳性变形杆菌(100%)肠杆菌属(80%)枸橼酸菌属(80%)沙雷菌属(80%)摩根菌属普罗威登斯菌,染色体介导 型内酰胺酶(AmpC酶),产生机制 染色体AmpC基因突变 型内酰胺酶(通常产量较高),染色体介导 型内酰胺酶(AmpC酶),染色体AmpC基因去阻抑活化(该基因通常处于被抑制状态,在使用三代头胞时被活化)编码产生 型内酰胺酶一般情况下产量较低,一经诱导产量急剧增加去掉抗生素后又减低至原来水平,染色体介导 型内酰胺酶(AmpC酶),诱导机制 内酰胺类抗生素治疗时破坏了细菌的细胞
13、壁,产生一些糖肽链的碎片,这些碎片有胞外进入胞内,与AmpC基因上的阻抑蛋白结合,使 AmpC基因去阻抑,启动子活化,开始表达AmpC基因。,染色体介导 型内酰胺酶(AmpC酶),型内酰胺酶基因所处的位置 染色体(经典)肠杆菌属、枸橼酸杆菌、假单胞菌属 质粒(新近发现)大肠杆菌、克雷伯杆菌,染色体介导 型内酰胺酶(AmpC酶)质粒介导的AmpC酶,除染色体介导的AmpC酶外,还有由质粒介导的AmpC酶。来源:染色体上的 型内酰胺酶诱导酶基因移至质粒,使大肠埃希菌、克雷伯肺炎杆菌的临床株获得质粒介导的AmpC酶。染色体上的基因来源于肠杆菌、枸橼酸菌属和假单胞菌属。已报告有18种。,染色体介导 型
14、内酰胺酶(AmpC酶),产型-内酰胺酶的突变株与诱导株比较固有产型-内酰胺酶的突变株产酶水平高,与抗生素的存在与否无关诱导产型-内酰胺酶的诱导株没有内酰胺类抗生素存在时,产酶维持在较低的基线水平,一旦有内酰胺类抗生素存在时,产酶量急剧增加,在停用内酰胺类抗生素后,产酶水平逐渐下降,然后回复到基线水平。,质粒介导 型内酰胺酶(AmpC酶),类型 时间、发现者 国家或地区 CMY-11989,Bauernfeind.et alKOREA MIR-11990,Papanicolaou.et alUSA LAT-11993,Tzouvelekis.et al GREECE BIL-11994,Fosb
15、erry.et al PAKISTAN FOX-11994,Gonzalez Leiza.et alARGENTINA MOX-11994,Horii.et al JAPAN,质粒介导 型内酰胺酶(AmpC酶),类型 时间、发现者 国家或地区CMY-21996,Bauernfeind.et alGREECE,TURKEYGERMANY,USA LAT-21996,Gazouli.et alGreeceFOX-21997,Bauernfeind.et alGUATEMALAACT-11997,Bradford.et alUSADHA-11998,Barnaud.et alSAUDI ARABIA
16、FOX-31998,Marchese.et alITALI,型内酰胺酶的特点,1.多在抗生素治疗特别是应用三代头胞菌素的过程中 诱导产生,并与持续产 型内酰胺酶的细菌突变株的选择有关。2.许多新型头胞菌素是该酶的弱诱导剂,如三代头胞菌素;具有选择去阻抑突变株的作用。3.克拉维酸是 型内酰胺酶的强诱导剂;所有内酰胺酶抑制剂均不能抑制 型内酰胺酶。,型内酰胺酶的特点,4.产型内酰胺酶的突变株不仅对三代头胞耐药,而且对酶抑制剂复合制剂也耐药。5.目前约有30%-50%的肠杆菌、枸橼酸杆菌、沙雷菌等高产型内酰胺酶。6.亚胺培南是型内酰胺酶的诱导剂之一,由于其对 型内酰胺酶高度稳定,但不选择去阻抑突变株
17、。,型内酰胺酶的分类,分类 表达形式 菌株 其他命名a 诱导型 阴沟肠杆菌 P99b 持续型 大肠埃希菌 AmpC酶c 诱导型 普通变形杆菌头胞呋辛酶 头胞噻肟酶d 诱导型铜绿假单胞菌 Sabath-Abraham酶,型内酰胺酶的临床意义,1.随着新型头胞菌素的使用量的增加,能产生诱导型的 型内酰胺酶,导致对内酰胺类多重耐药的细菌迅速出现,并成为医院感染的重要致病菌。2.在ICU及烧伤等重症病人对肠杆菌、沙雷菌和铜绿假单胞菌等能产生诱导型 型 内酰胺酶的细菌高度易感。,型内酰胺酶的临床意义,3.如何控制产生 型内酰胺酶的稳定去抑制株的产生?如何控制通过质粒介导的产生型内酰胺酶的细菌耐药性的传播
18、?合理使用抗菌药物 正确洗手 认真作好细菌耐药性的监测,产型内酰胺酶细菌的抗菌治疗,碳青酶稀类抗生素,如亚胺培南(泰能)四代头胞菌素,如头胞吡肟、头胞吡罗,氨基糖苷钝化酶,乙酰转移酶 游离氨基乙酰化AAC核苷转移酶化 游离羟基核苷化AAD磷酸转移酶 游离羟基核苷化APH质粒介导,接合或转座至敏感菌。,氨基糖苷钝化酶,不同的氨基苷类抗生素可为同一酶钝化。同一钝化酶可钝化不同氨基苷类抗生素一种氨基苷类抗生素可存在多个结合点氨基苷类抗生素存在交叉耐药性。,氯霉素乙酰转移酶,金葡菌,表葡菌,D组链球菌和革蓝阴性菌产生胞内酶质粒或染色体编码,抗菌药物灭活酶,细菌耐药性最重要的机制是产生灭活酶革蓝阳性菌产
19、生的灭活酶是胞外酶,细菌数量与酶的浓度有关。产酶金葡菌少时,产酶少,药敏敏感;青霉素存在时,酶增加(诱导)。产酶既报告耐药。,通透性改变,抗菌药物不易进入,革蓝阴性菌,LPS阻止疏水性抗菌药物进入细菌外膜存在多种孔蛋白,OmpF,OmpC细菌突变,丢失某种特异性孔蛋白,耐药。,通透性改变,抗菌药物不易进入,铜绿假单胞菌,除药物泵出体系外,外膜OprF缺失,药物不易通过。铜绿假单胞菌的外膜OprD缺失,亚胺培南耐药。氨基苷类对革蓝阳性菌耐药,包壁厚。与破坏细胞壁药物合用,协同作用。质粒介导。,与头胞菌素耐药有关的外膜蛋白变化,Organism KD proteinProteus mirabili
20、s 40Enterobacter cloacae 37,39-40Salmonella paratyphi A 41Salmonella muenchen 36 Bacteroides specise 50(CID 1997,24(3):487-493),抗菌药物作用靶位改变,二氢喋啶+PABA+L谷氨酸 四氢叶酸合成酶 磺胺药、PAS 二氢叶酸 二氢叶酸还原酶 TMP 四氢叶酸 一碳基团 活化型四氢叶酸 参与核酸合成与蛋白质合成,抗菌药物作用靶位改变,喹诺酮类DNA旋转酶(拓扑异构酶IV)-DNA复制DNA旋转酶 2个A亚单位和2个B亚单位,抗菌药物作用靶位改变,-内酰胺类抗生素作用于细菌细
21、胞膜上的青霉素结合蛋白(PBPs)如大肠杆菌有7中PBPs,PBP1a,PBP1b(转肽酶),PBP2(形状),PBP3(分裂),PBP4、PBP5、PBP6(羧肽酶),抗菌药物作用靶位改变,MRSA的耐药机制PBP2a的特点 具有PBP2a的帮助细菌合成细菌细胞壁的作用,但与内酰胺类抗生素的亲和力极低。在内酰胺类抗生素存在的情况下,仍能“暗度陈仓”MRSA的治疗,首选万古霉素类。,与细菌耐药有关的PBP改变,Organism PBP alterationS.aureus 2a 3 S.pneumoniae 1a 2a 2x 2bE.faecalis 1 3E.coli 3P.aerugino
22、sa 3Acinetobacter species 1 3H.influenzae 3 4 5N.gonorrhoeae 1 2N.menigitidis 2 3B.fragilis 1 2PBP=青霉素结合蛋白(CID 1997,24(3):487-493),抗菌药物泵出机制,如大肠杆菌对四环素耐药氯霉素泵出系统红霉素泵出系统喹诺酮类泵出系统,抗菌药物作用靶位改变,二氢喋啶+PABA+L谷氨酸 四氢叶酸合成酶 磺胺药、PAS 二氢叶酸 二氢叶酸还原酶 TMP 四氢叶酸 一碳基团 活化型四氢叶酸 参与核酸合成与蛋白质合成,内酰胺酶抑制剂,酶抑制剂 酶抑制广度与深度 A组酶 B组酶 C组酶 D组
23、酶克拉维酸 强 无 无 无舒巴坦 强 无 弱 无他唑巴坦 强 无 稍强 无,内酰胺类抗生素的诱酶强度,替卡西林 轻 克拉维酸 中等哌拉西林 轻 舒巴坦 轻度阿洛西林 中 他唑巴坦 轻度头胞唑林 高头胞西丁 高头胞三嗪 中头胞他啶 中头胞哌酮 轻亚胺培南 高,常用的内酰胺类抗生素酶复合制剂,奥格门丁 克维 阿莫西林 或1/4 特美汀 克拉 替卡西林 1/1.5 优立新 舒巴 氨苄西林 舒他西林 舒 氨苄西林 1/1 舒普深 舒巴 头胞哌酮 1/1他唑西林 他唑 哌拉西林 1/8 舒 头胞他啶,一、耐药监测是经验用药的基础临床医师对各类感染选择抗菌药物主要原则是对病原菌有效;感染部位达到有效浓度及
24、兼顾病人的生理病理、免疫状态。在病原明确以前,对病原菌有效的抗菌药物的选择主要依赖于既往的耐药监测所得的某一病区、某一类感染的病原菌分布及耐药状况。,二、为常见细菌感染的抗菌药物选择及抗生素使用指南提供依据,1.肺炎链球菌感染的治疗:近年来主要关注的是青霉素耐药水平,主要是高度耐药(青霉素最低抑菌浓度2mg/L)的比例。在我国高度耐药比例大约为5%左右,但近年的监测发现其中介率(青霉素最低抑菌浓度0.121mg/L)可达10%20%。因此青霉素目前仍为肺炎链球菌感染的有效药物,但必须注意其耐药的存在,尤其是在肺炎链球菌脑膜炎、败血症治疗时。,肺炎链球菌多项监测显示肺炎链球菌对大环内脂类及头孢菌
25、素类的耐药性增长,特别是远东地区2000年PROTEKT亚洲区的资料显示:来自南韩、日本、香港的515株菌中,53%的菌株高耐青霉素(MIC2g/ml),15%为中度耐青霉素(MIC 0.121.0g/ml),而红霉素的耐药率(MIC1.0g/ml)达80%。耐药率最高的是南韩,其青霉素、红霉素、阿奇霉素的耐药率分别为72%、88%、79%。这与南韩ANSORP的结果、多伦多的Low报告的LIBRA数据均相似。,20002001年全球肺炎链球菌对青霉素、红霉素的耐药率分别为36.3%(14.2%中耐、22.1%高耐)、31.0%。但当前肺炎链球菌对青霉素的判定折点只适用于中耳炎及脑膜炎,但对于
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