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怎舞长缨缚苍龙——国内专家为解决细菌耐药性问题献计献策

来源:《中国医药报》 作者: 2006-3-5
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摘要: 目前,细菌耐药性成为全球关注的严峻问题,由多重耐药菌和许多新的病原微生物引起的感染对人类健康造成极大威胁。不断研制开发针对多重耐药菌和新的病原微生物的抗菌药物是抗感染领域今后重要的研究方向。日前,由中国药学会主办的“2005抗菌药物研究与临床应用进展学术研讨会”在京举行。......




目前,细菌耐药性成为全球关注的严峻问题,由多重耐药菌和许多新的病原微生物引起的感染对人类健康造成极大威胁。不断研制开发针对多重耐药菌和新的病原微生物的抗菌药物是抗感染领域今后重要的研究方向。日前,由中国药学会主办的“2005抗菌药物研究与临床应用进展学术研讨会”在京举行。在会上,我国著名的抗菌药物研究专家和临床医生对细菌耐药性问题进行了深入的探讨与交流,共同为解决细菌耐药性难题,促进临床合理应用抗菌药物出谋划策。
  探究不同耐药机制
细菌对抗菌药物的耐药性是自然界的抗生现象,其抵制抗菌药物的作用主要通过五种方式。这些耐药机制不是孤立存在的,两个或多个不同的机制相互作用决定一种细菌对一种抗菌药物的耐药水平。解放军总医院临床药理学研究室主任王睿教授长期从事细菌耐药性的研究,在此次会议上,她详细介绍了不同的耐药机制,为遏制细菌耐药性提供了参考。
■产生灭活酶和钝化酶
细菌可产生灭活酶或钝化酶,并以此来破坏各种抗菌药物。目前,细菌产生的灭活酶或钝化酶主要是β-内酰胺酶、氨基糖苷类抗菌药物钝化酶、氯霉素乙酰转移酶等。其中,人们对β-内酰胺酶研究最为深入。王睿以此为代表进行了阐述。
多数临床常见致病菌可产生β-内酰胺酶。由革兰氏阳性菌产生的β-内酰胺酶以葡萄球菌属产生的青霉素酶最重要。而在革兰氏阴性菌中,超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)愈来愈受到重视。它是由普通的β-内酰胺酶基因突变而来,目前已达到400多种,主要产生菌为大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌等肠杆菌科。ESBLs编码质粒常携带氨基糖苷类、磺胺类耐药基因,故呈多重耐药。
近年来,在革兰氏阴性杆菌中高水平表达的染色体介导的AmpC酶已逐渐成为临床治疗面临的严重问题。AmpC酶是不被克拉维酸抑制的头孢菌素酶,可引起革兰氏阴性杆菌对第三代头孢菌素及单环类抗生素耐药。
■抗菌药物作用靶位变化
王睿教授说,位于细菌表面抗菌药物作用靶位结构改变或数目改变,使之不与抗菌药物结合,也会导致发生细菌耐药。目前已经知道:β-内酰胺类抗生素是青霉素结合蛋白(PBPs)亲和力与结合量改变;氨基糖苷类抗生素是核糖体30S亚基改变;大环内酯类抗生素是核糖体50S亚基改变;喹诺酮类抗菌药是DNA旋转酶和IV型拓扑异构酶发生变异等。
据王睿介绍,β-内酰胺类作用靶点是PBPs。PBPs是一组位于细菌内膜、具有催化作用的酶,具有参与细菌细胞壁的合成、维持细菌形态等功能。目前发现的由PBPs改变引起的耐药细菌主要有葡萄球菌、肺炎链球菌以及铜绿假单胞菌、不动杆菌属、流感嗜血杆菌等革兰氏阴性菌。其中,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的耐药机制为产生PBP2a,与β-内酰胺类抗生素的亲和力降低;耐青霉素肺炎链球菌(PRSP)耐药的发生与PBP1a、2b、2x等靶位改变及药物亲和力降低有关。
万古霉素是治疗MRSA临床感染最为有效的抗菌药物,因临床不合理使用,耐万古霉素肠球菌(VRE)已出现。VRE可通过DNA获得质粒或转座子以及突变株的发生,从而产生耐药性。
■细菌细胞膜发生改变
抗菌药物也可通过细菌外膜上的某些膜孔蛋白进入菌体内部,发挥作用。而某些细菌由于膜孔蛋白较少或蛋白通道较小,使有的抗菌药物不能进入菌体内部,产生所谓“内在性耐药”或称“固有性耐药”,即这种耐药并非是由于任何染色体的突变或是耐药质粒的获得所致。一些具有高渗透性外膜,对抗菌药物敏感的细菌可以通过降低外膜的渗透性而发展成为耐药性,此种耐药机制往往对抗菌药物特异性较差,具有多重耐药性,因此,这种细菌感染选择有效药物的难度更大。
■主动外排系统导致多重耐药
主动外排系统广泛存在于革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌及哺乳类细胞中,近年随着研究的深入,认为其是细菌多重耐药的一个重要机制。按其依赖的能量来源可分为ATP依赖转运系统和质子驱动系统,后者依赖细胞膜两边的氢离子浓度差。
■形成细菌生物被膜
细菌生物被膜系指细菌黏附于生物医学材料、机体腔道或病灶表面,分泌多糖蛋白复合物,相互粘连包裹形成的膜样物,它可使被膜下细菌逃避抗生素和机体免疫系统的杀伤作用,从而产生顽固的耐药性。常见的能形成细菌生物被膜的临床致病菌有铜绿假单胞菌、表皮葡萄球菌、大肠埃希菌等。
据介绍,由细菌生物被膜引起的感染主要有两种:生物医学材料相关感染,如导管、插管、生物材料移植物相关感染;细菌生物被膜疾病,如肺囊性纤维化、慢性骨髓炎等。王睿教授提醒,细菌形成生物被膜而导致抗菌药物治疗失败是临床慢性感染反复发作、迁延不愈的原因之一。
  专家支招欲破耐药难题
近年来,抗菌药物耐药性已成为须紧急采取行动的全球性问题。而抗菌药物的不当使用对细菌产生筛选作用,使耐药菌株有更好的生存环境,导致耐药菌株的流行。因此,针对致病源,合理选择抗菌药物具有重要意义。王睿教授针对当前细菌产生耐药的机制为临床抗菌药的选择“支招”。
支招一:β-内酰胺类药物是临床应用最广泛抗菌药物,对于由于产生灭活酶或钝化酶而出现耐药的细菌,可选择对这些酶有一定稳定作用的药物,联合应用酶抑制剂或换用其他敏感的抗菌药物。
针对产生β-内酰胺酶的细菌,可应用相对能抵抗此酶水解作用的抗菌药物甲氧西林、苯唑西林等均能对抗金黄色葡萄球菌产生的青霉素酶,羧苄西林具有抗I型染色体介导产β-内酰胺酶铜绿假单胞菌活性。头霉素类抗菌药物如头孢西丁、头孢替坦、拉氧头孢及四代头孢菌素头孢唑肟、碳青霉烯抗菌药物亚胺培南等均对超广谱β-内酰胺酶具有一定的稳定性。另外,可联合使用β-内酰胺酶抑制剂杀灭多数产生β-内酰胺酶的细菌,如棒酸、他唑巴坦、舒巴坦与β-内酰胺类抗菌药物联合制剂,哌拉西林/他唑巴坦、美洛西林/舒巴坦、阿莫西林/克拉维酸、阿莫西林/舒巴坦、头孢哌酮/舒巴坦、头孢哌酮/他唑巴坦等。应用其他抗菌药物如氨基糖苷类、喹诺酮类治疗产生β-内酰胺酶细菌感染也是行之有效的方法。
对产生AmpC酶的细菌,应用亚胺培南有较好的疗效。研究发现,β-内酰胺酶抑制剂除克拉维酸外,舒巴坦和三唑巴坦未表现出因诱导而产生的拮抗作用,甚至发现三唑巴坦与哌拉西林联合使用可以抑制细菌产生AmpC酶的耐药。其次,关于氨曲南和氯唑西林对AmpC酶的抑制作用也有报道。
支招二:消除PBPs介导耐药性的方法是采用β-内酰胺类抗生素的混合物攻击不同的PBP,以达到杀伤细菌的目的,或换用其他抗菌药物。她对此进行了举例说明:治疗PRSP,可选择第三代头孢菌素+万古霉素、第四代头孢菌素、碳青霉素烯类药物;治疗MRSA,可选择多肽类,氨基糖苷类以及氟喹诺酮类。
支招三:对于由细菌外排系统引起的耐药,可以克隆外排基因,提高阻遏蛋白水平,调控外排基因的表达,或者设计相应的阻断剂,封闭基因;或者开发临床有实用价值的能量抑制剂等。
支招四:对细菌生物被膜相关感染的治疗目前仍没有十分有效的方法,主要是在细菌生物被膜形成初期应用渗透性较强的抗菌药物,如喹诺酮类、碳青霉烯类等。14、15元大环内酯类药物与敏感抗菌药物联合应用治疗已经形成的细菌生物被膜也有一定的疗效。另外,藻酸盐单克隆抗体、藻酸盐裂解酶也有一定应用前景。对于生物医学材料相关感染,可通过改进生物医学材料防止细菌生物被膜形成,或应用超声、弱电流等方式清除细菌生物被膜。
王睿教授最后强调,防治细菌耐药性的积极方法是开发新的抗菌药物,筛选具有新抗菌谱和新作用机制或新作用靶位的抗菌药,这需要我们共同努力。
 分析耐药表型促进用药选择
对于体外细菌药敏试验,最重要的是如何对其结果进行分析和判读。尽管国内临床常见菌种的耐药谱与国外有不同之处,但他们进行细菌耐药性分析的思路和做法对提高我国细菌耐药性监测的质量仍大有参考价值。在此次会上,国家细菌耐药性监测中心、中国药品生物制品检定所马越教授向与会者介绍了美国临床实验室标准委员会和英国抗感染化疗委员会对细菌耐药谱型分析和解读的相关内容,并重点介绍了如何从耐药表型来推断耐药机制。
马越说,从不同的细菌表型组合来推断其耐药机制,可以估计耐药特性菌株的分布;确定菌种鉴定和药敏试验结果的正确性;推荐抗菌药物的选择。
■β-内酰胺类耐药机制复杂
诱导型AmpC酶(肠杆菌属、弗劳地枸橼酸杆菌)对头孢西丁耐药,但与甲氧亚胺基β-内酰胺类抗生素不交叉耐药,可用其去阻遏AmpC酶头孢他啶、头孢噻肟和头孢西丁耐药。通过比较含酶抑制剂的复合β-内酰胺类和不耐酶青霉素类抗生素的药敏结果,可以得出较为可信的解释。
据马越介绍,β-内酰胺类抗生素的耐药常由获得性质粒和染色体上的β-内酰胺酶介导。主动排出泵和膜通透性改变在铜绿假单胞菌和革兰氏阴性苛养菌中显得尤为重要,其表现为对β-内酰胺类抗生素低水平广谱耐药,也常涉及氟喹诺酮类药物。美罗培南耐药主要为主动排出泵调节(MexAB-OprM),而亚胺培南耐药常由于突变使O鄄prD蛋白缺失,而OprD蛋白能提供碳青霉烯类抗生素通过外膜的特异通道。
他还指出,肺炎链球菌对苯唑西林耐药可作为青霉素结合蛋白改变的指示剂。虽然苯唑西林耐药(纸片法)并不能表明对青霉素耐药,但其意义在于该菌株对青霉素、头孢噻肟、头孢曲松和美洛培南的敏感性降低。
■修饰

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