细菌耐药性的生化机制
l 形成钝化酶 细菌通过耐药因子表达产生能够破坏抗生素的酶,使抗生素在作用于细菌之前就被破坏而失效。目前分离的钝化酶有:1.l β-内酸胺酶(β-lactamase)青霉素酶属于该类酶,它可以破坏青霉素G的β-内酷胺环产生无活性的青霉素睦吩酸。β-内酸胺酶的耐药性可以通过质粒传递和染色体突变两种类型的基因机制形成。
1.2 氯霉素乙酸转移酶(ChlormphennucolAcetyltransferase,CA)某些金葡萄球菌、表皮葡萄球菌、某些链球菌以及某些革兰氏阴性杆菌产生该种酶,它能够使氯霉素失活,转化为无活性的3一乙酸氧衍生物和1、3一双乙酸氧衍生物。还有一种由R一因子控制的硝基还原酶(Nitroreduc-tase)也可以使氯霉素失活,但这种酶极少见。
1.3 氨基糖着类钝化酶氨基糖耷类钝化酶多数是由质粒控制,分为三类:l)磷酸转移酶,使抗生素的羟基磷酸化;2)乙酸转移酶,使抗生素的氨基乙酸化;3)核酸转移酶,使抗生素的羟基核酸化。抗生素的结构被改变或者被破坏之后,不能再与细菌的核糖体接合而发挥抗菌作用。
2 渗透障碍 由于细菌的质粒和染色体的基因异常表达,形成细菌细胞壁屏障以及细胞膜通透性的改变,导致抗生素不能渗透进入细菌细胞体内发挥其抗菌作用。
3 靶位(Target Site)的改变 抗生素在细菌中作用靶位的结构与组成改变,阻止抗生素的结合与作用,从而细菌表现为对抗生素的耐药性。该方式可以由染色体突变或者耐药质粒传递,也可能两种情况同时并存。
4 接合蛋白接合量变化 肺炎球菌6型和57型对青霉素G耐药性,主要是由于青霉素G对3种青霉素结合蛋白( PBPs: PBP1、 PBP2和 PBP3)结合量减低,而青霉素酶增加幅度较小。
5 代谢桔抗物增加 细菌可以通过代谢抬抗剂产量的增加来抑制抗生素,从而获得耐约性。耐药金葡萄球菌通过增加20~100倍的对氨基苯甲酸(PABA)产量,从而耐受横胺类药物的作用。
6 主动外排机制 外排系统是细菌细胞膜上的一类蛋白质,在能量的支持下,可以将抗生素选择性或非选择性地排出细胞外。该系统根据能量的依赖形式可将其分为两种类型:l)由质子偶联交换产生的质子驱动力(Proton moive force PMF)所介导的次级药物转运系统,表现出对不同药物与金属离子的耐受性;2)膜转运释能系统,利用ATP水解释放的自由能,排出细胞内的抗生素,此类型最典型的系统转运代表物是P一糖蛋白。
7 代谢状态与外界环境阻碍抗生素的作用 除多粘菌素外,绝大多数抗生素只有在细菌旺盛进行蛋白质合成时才能发挥抗菌抑菌作用,所以细菌在休眠状态或者缺少营养的外界环境中通常对抗生素耐药。外界环境pH值、氧含量、离子浓度及营养成分皆可以影响抗生素的作用,如氨基糖着类抗生素在无氧状态下无活性。
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