生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略

細(xì)菌對抗菌藥物的耐藥性是自然界的抗生現(xiàn)象。每一種抗菌藥物進(jìn)入臨床后伴隨而來的是細(xì)菌的耐藥，即細(xì)菌在高于人類接受的藥物治療劑量濃度下能生長繁殖。這種耐藥可能與整個種的固有特性有關(guān)(天然耐藥)，也可能敏感菌種通過變異或者基因轉(zhuǎn)移獲得（獲得性耐藥）。耐藥基因決定了各種各樣的機(jī)制，使細(xì)菌抵抗特定抗菌藥物的抑制作用。5/9/20241生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略細(xì)菌耐藥性變異的趨勢5/9/20242生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略近年來臨床上發(fā)現(xiàn)的耐藥細(xì)菌的變遷有以下6個主要表現(xiàn)：（1）耐甲氧西林的金葡菌（MRSA）感染率增高；（2）凝固酶陰性葡萄球菌（CNS）引起感染增多；（3）耐青霉素肺炎鏈球菌（PRP）在世界范圍，包括許多國家和地區(qū)傳播（大葉性肺炎）；（4）出現(xiàn)耐萬古霉素屎腸球菌（VRE）感染；（5）耐青霉素和耐頭孢菌素的草綠色鏈球菌（PRS）的出現(xiàn)（細(xì)菌性心內(nèi)膜炎）；（6）產(chǎn)生超廣譜β-內(nèi)酰胺酶（ESBL）耐藥細(xì)菌變異。

5/9/20243生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略第一屆衛(wèi)生部全國細(xì)菌耐藥監(jiān)測中心網(wǎng)

(2005-2006Mohnarin)全國17家醫(yī)院；收集菌株4075株；

G-:3150(77%)G+:925(23%)葡萄球菌占:536(58%)

MRSA：63%、MRSE:83%腸球菌占:27%(249)

耐青霉素糞腸球菌:23%;耐青霉素屎腸球菌:90%5株對萬古中介的腸球菌,未見耐萬古腸球菌5/9/20244生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略醫(yī)院內(nèi)感染中主要革蘭陰性桿菌的耐藥5/9/20245生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略對FQs的耐藥率高達(dá)>70%對3-4代頭孢菌素耐藥機(jī)制幾乎全為ESBLs其中頭孢吡肟和頭孢他啶保持了高效

5/9/20246生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略綠膿假單胞菌5/9/20247生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略全球關(guān)注的多重耐藥（表型）的陽性球菌社區(qū)獲得MRSA(CaMRSA)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（HaMRSA)（醫(yī)院獲得）耐甲氧西林凝固酶陰性葡萄球菌（MRSCons）萬古霉素耐藥的金葡菌（全球6株，中國0%）萬古霉素耐藥的腸球菌（美國最高17%中國0-5%）

5/9/20248生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略細(xì)菌耐藥的遺傳學(xué)機(jī)制5/9/20249生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略1

染色體介導(dǎo)的耐藥細(xì)菌固有的耐藥性（天然耐藥）或通過染色體突變產(chǎn)生的耐藥性,與細(xì)菌的遺傳和進(jìn)化密切相關(guān)。

自發(fā)基因突變的現(xiàn)象可導(dǎo)致細(xì)菌某些表型和功能的喪失，或獲得新的功能，以對抗抗生素的作用。是同屬細(xì)菌的共同特征，如腸球菌耐頭孢菌素類藥物。

對于耐藥性而言，如果編碼抗菌藥物作用靶位的核苷酸發(fā)生點突變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄的靶位蛋白空間構(gòu)象發(fā)生改變，結(jié)果使藥物與靶位之間的結(jié)合力下降或喪失，而使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。

倪語星，洪秀華主編。細(xì)菌耐藥性監(jiān)測抗感染治療。人們軍醫(yī)出版社，2002年5/9/202410生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略細(xì)菌耐藥的遺傳學(xué)機(jī)制2質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥目前該類耐藥在臨床上占有重要地位質(zhì)?？梢酝ㄟ^接合或轉(zhuǎn)導(dǎo)作用在不同的細(xì)菌之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。

對抗生素具有較強水解作用的AmpC酶(AmpCβ-lactamase)、超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended-spectrumβ-lactamases，ESBLs)

碳青霉烯酶等5/9/202411生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略細(xì)菌耐藥的遺傳學(xué)機(jī)制3.轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的耐藥性轉(zhuǎn)座子(transposon，Tn)

在染色體、或在同一細(xì)胞中的染色體與質(zhì)粒間移動，使結(jié)構(gòu)基因的產(chǎn)物大量增加，從而使宿主細(xì)胞失去對抗菌藥物的敏感性。

Tn還可以使位于染色體上和非接合質(zhì)粒上的基因轉(zhuǎn)移到接合質(zhì)粒中，因此實現(xiàn)細(xì)菌間的基因轉(zhuǎn)移或交換。

整合子

可移動，可捕獲和整合細(xì)菌的耐藥基因，在細(xì)菌耐藥性的傳播和擴(kuò)散中起到了至關(guān)重要的作用。整合子可在不同細(xì)菌中水平傳播，在同一類整合子上可攜帶不同的耐藥基因盒，同一個耐藥基因又可出現(xiàn)在不同的整合子上。細(xì)菌的耐藥基因可以在不同的整合子中移動，介導(dǎo)多重耐藥的形成。5/9/202412生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略細(xì)菌耐藥生物化學(xué)機(jī)制5/9/202413生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略（一）細(xì)菌產(chǎn)生滅活酶或鈍化酶

使抗菌藥物失活或結(jié)構(gòu)改變；（二）細(xì)菌藥物作用靶位改變或數(shù)目改變

使之不與抗菌藥物結(jié)合；

（三）細(xì)菌細(xì)胞膜滲透性改變

使之不能進(jìn)入菌體內(nèi)

（四）細(xì)菌主動藥物外排機(jī)制

將藥物排出菌體之外

（五）細(xì)菌生物被膜的形成

5/9/202414生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略

這些耐藥機(jī)制不是相互孤立存在的，兩個或更多種不同的機(jī)制相互作用決定一種細(xì)菌對一種抗菌藥物的耐藥水平。

5/9/202415生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略不同類抗生素的常見耐藥機(jī)制β-內(nèi)酰胺類：細(xì)胞壁通透性降低；與PBPs親和力與結(jié)合率降低；產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶；細(xì)菌自溶酶缺乏。

氨基糖甙類：細(xì)胞膜主動傳遞中攝入減少；產(chǎn)生鈍化酶；核糖體30S亞基蛋白改變；Eh↓和pH↓均可降低活性。

喹諾酮類：細(xì)胞外膜OmpF量降低，使喹諾酮類攝入減少，同時細(xì)胞膜傳透通道改變，外流加快，細(xì)菌內(nèi)積蓄減少；DNA旋轉(zhuǎn)酶A亞基蛋白改變。

大環(huán)內(nèi)脂類：核糖體50S亞基改變；局部pH↓可降低活性。

5/9/202416生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略四環(huán)素類：藥物外流加快，在細(xì)菌體內(nèi)積蓄減少；核糖體30S亞基改變；產(chǎn)生滅活酶。

氯霉素類：細(xì)胞膜攝入減少；產(chǎn)生氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶。

林可霉素類：核糖體50S亞基改變，細(xì)菌產(chǎn)生滅活酶。

肽類：如萬古霉素，細(xì)菌不易產(chǎn)生耐藥性，但也可由靶位改變而產(chǎn)生耐藥。

磺胺類：改變二氫葉酸合成酶的結(jié)構(gòu)；增加磺胺的拮抗物PAPA的產(chǎn)量。5/9/202417生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略細(xì)菌生物被膜引起的——

耐藥5/9/202418生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略體外藥敏試驗＝體內(nèi)敏感性？5/9/202419生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略細(xì)菌生物被膜（Biofilm,BF）

群居Community互助求生存5/9/202420生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略BF是細(xì)菌為適應(yīng)自然環(huán)境而形成的;系細(xì)菌吸附于生物材料或機(jī)體腔道表面，分泌多糖基質(zhì)，將其自身包繞其中形成的膜樣物；生長于BF中的細(xì)菌，無論其形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化特性及對抗菌藥物的敏感性等都與浮游生長的細(xì)胞顯著不同，致病特點也不同。

5/9/202421生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略細(xì)菌生物被膜耐藥機(jī)制C.A.Fus,EuropeanSocietyofClinicalMicrobiologyandInfectiosDiseases,Volume12,Number4,April20065/9/202422生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略１阻滯抗生素的滲透；２吸附抗生素滅活酶，促進(jìn)抗生素水解；

３被膜下細(xì)菌代謝低下，呈“亞冬眠狀態(tài)”，對抗生素的敏感性降低；低于致死量的抗菌藥物又容易使細(xì)菌產(chǎn)生高度耐藥性；４阻止機(jī)體免疫系統(tǒng)對細(xì)菌的清除，產(chǎn)生免疫逃逸現(xiàn)象，減弱機(jī)體免疫力與抗生素的協(xié)同殺菌作用。5/9/202423生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略導(dǎo)致——

抗菌藥物治療失敗是臨床慢性感染反復(fù)發(fā)作、遷延不愈的原因之一。對細(xì)菌生物被膜相關(guān)感染的治療目前仍無有效的方法。5/9/202424生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略臨床上容易形成生物被膜的致病菌5/9/202425生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略銅綠假單胞菌容易吸附在體內(nèi)黏膜表面形成生物被膜：

彌漫性泛細(xì)支氣管炎ＤＰＢ、囊性肺纖維化、支氣管擴(kuò)張及慢性阻塞性肺疾?。茫希校?/p>

黏液型銅綠假單胞菌總是難以徹底清除??！

5/9/202426生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌在各種生物醫(yī)學(xué)材料如導(dǎo)尿管、大靜脈導(dǎo)管、氣管插管等的表面形成生物被膜，導(dǎo)致所謂生物醫(yī)學(xué)材料相關(guān)感染。導(dǎo)尿管金黃色葡萄球菌菌膜菌膜外表面更促使黏附5/9/202427生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略5/9/202428生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略

BF相關(guān)感染的類型

5/9/202429生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略生物醫(yī)學(xué)材料相關(guān)感染有逐年上升的趨勢導(dǎo)尿管相關(guān)泌尿系統(tǒng)感染發(fā)生率為92%～93%，約占院同感染的40%；心臟外科生物材料（人工瓣膜）置入術(shù)合并感染發(fā)生率為33.3%；90%的機(jī)械通氣患者氣管插管處有細(xì)菌定植并發(fā)復(fù)發(fā)生感染；大靜脈導(dǎo)管、傷口引流管、人工關(guān)節(jié)置入等相關(guān)感染的發(fā)生率亦較高。5/9/202430生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略導(dǎo)管相關(guān)感染——

凝固酶陰性葡萄球菌（CNS）以表皮葡萄球菌為主，同時它也是醫(yī)院內(nèi)感染敗血癥的常見細(xì)菌（CNS中耐甲氧西林菌株）可產(chǎn)生大量細(xì)胞間脂多糖粘附素(polysaccharideIntercellularAdhesin，PIA)與細(xì)胞外粘液樣物質(zhì)(ExtracellularSlimeSubstanece，ESS)，可通過不同途徑吸附在導(dǎo)管表面，引致導(dǎo)管所致的感染。動物實驗已證實PIA、ESS具有干擾宿主防御功能，ESS可抑制B淋巴細(xì)胞的遺傳性質(zhì)、使合成免疫球蛋白減少；還可干擾吞噬細(xì)胞；可保護(hù)包埋在其中的葡萄球菌免受抗生素的作用，由于膜狀物形成的生物膜，使得感染灶中細(xì)菌可以不斷釋放，從而引起敗血癥。

5/9/202431生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略BF引起腦脊液分流術(shù)后感染導(dǎo)管內(nèi)表面導(dǎo)管外表面球菌和桿菌C.A.Fus,EuropeanSocietyofClinicalMicrobiologyandInfectiosDiseases,Volume12,Number4,April20065/9/202432生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略控制BF引起細(xì)菌耐藥的策略5/9/202433生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略１、抑制生物被膜的形成在治療過程中盡量選用能透過生物被膜的殺菌劑。喹諾酮類藥物：氟羅沙星、加替沙星等對細(xì)菌生物被膜有較好的滲透性，對生物被膜下生長緩慢的細(xì)菌也有的殺菌作用；大環(huán)內(nèi)酯類藥物：克拉霉素、阿齊霉素、羅紅霉素等可抑制細(xì)菌生物被膜的形成，與氟喹諾酮類藥物聯(lián)用時，可提高后者對細(xì)菌生物被膜的滲透性和對被膜下細(xì)菌的殺菌活性。

微生態(tài)制劑主要有三類:

即益生菌(probiotics),如雙歧桿菌和乳酸桿菌等;

益生元(prebiotics),如雙歧因子和各種寡聚糖等;

合生元(synbiotics),即益生菌和益生元同時并用的生態(tài)制劑。（李彤，莊輝，中華微生物學(xué)和免疫學(xué)雜志2002年5月第22卷第3期）5/9/202434生物被膜與細(xì)菌耐藥及控制策略抑制細(xì)菌生物被膜形成——

采用抗藻酸鹽血清或藻酸鹽單克隆抗體、蛋白水解酶

金黃色葡萄球菌(S.aureus)

轉(zhuǎn)肽酶(sor2tase)細(xì)菌表面蛋白的分泌定位有關(guān)（存在于G＋菌中）該酶缺陷株不能正常表達(dá)表面蛋白,從而大大減弱誘變株對宿主的粘附性和致病性。新藥目標(biāo)：轉(zhuǎn)肽酶、EPS和細(xì)菌密度感應(yīng)信號系統(tǒng)（干擾、降解已形成的EPS和AHL）特點——不殺死細(xì)菌,只破壞細(xì)菌在宿主體內(nèi)的粘附、定植和形成