重症醫學

最近聽了幾位微生物和感染學教授的課程，頗有收穫，不過，突然發現自己對一些基本概念居然不是很明確，比如耐葯機制、內醯胺酶的分類。。。馬上上網尋找，發現原來網上這方面也缺乏系統、詳細的介紹（也可能我沒找到），於是馬上收集資料，翻譯原文，決定來一個專題，不妥之處，大家指正。

抗生素的細菌耐葯可能與整個種的固有特性有關，也可能出現在正常敏感菌種內，通過變異或者基因轉移獲得。

（一）細菌產生滅活酶或鈍化酶細菌可產生滅活酶或鈍化酶，以此來破壞各種抗菌藥物。目前，細菌產生的滅活酶或鈍化酶主要是β-內醯胺酶////氨基糖苷類抗菌藥物鈍化酶///氯黴素乙醯轉移酶///MLS（大環內酯類—林克黴素類—鏈陽菌素類）類抗菌藥物鈍化酶

β-內醯胺酶根據各自的氨基酸序列可分為A、B、C、D共4種分子類別，按照各自的底物、抑製劑及分子結構分為4組，第1組是不被β-內醯胺酶抑製劑克拉維酸抑制的頭孢菌素酶，分子量大於30kD，分子類別屬C類。大部分由染色體介導，但近年來發現也可由質粒介導。第2組為可被克拉維酸抑制的β-內醯胺酶，為數量最多的一組，一半以上由質粒介導。根據對青黴素類、頭孢菌素類、肟類β-內醯胺、氯唑西林、羧苄西林和碳青黴烯類抗菌藥物的水解活性分為2a、2b、2be、2c、2d、2e共6個亞組；最近發現的不能被克拉維酸抑制的TEM型酶和染色體介導的A類碳青黴烯酶分屬於2br和2f亞組。除2d的分子類別為D類外，其餘各亞組分子類別均為A類。第3組酶的作用需要金屬離子如Zn2+的參與，故稱為金屬β-內醯胺酶。分子類別屬B類，不被克拉維酸抑制，但可被乙二胺四乙酸(EDTA)抑制。第4組包括少量青黴素酶，不被克拉維酸抑制，主要由染色體介導。本組分子類別未知。

氨基糖苷類抗菌藥物鈍化酶可修飾抗菌藥物分子中某些保持抗菌活性所必須的基團，使其與作用靶位核糖體的親和力大為降低。這些鈍化酶包括氨基糖苷醯基轉移酶、氨基糖苷腺苷轉移酶或氨基糖苷核苷轉移酶和氨基糖苷磷酸轉移酶等。

MSL類鈍化酶,MSL類抗菌藥物因其結構的差異，細菌產生的鈍化酶也有差異。對紅霉素具有高度耐受性的腸桿菌屬、大腸埃希氏菌中存在紅霉素鈍化酶，紅霉素鈍化酶可酯解紅霉素和竹桃黴素的大環內酯結構。

氯黴素鈍化酶是醯基轉移酶(chloramphenicol acetyltransferase， CAT)。該酶存在於葡萄球菌、D組鏈球菌、肺炎鏈球菌、腸桿菌屬和奈瑟氏菌中，其編碼基因可以定位在染色體上，也可以定位在質粒上。

（二） 細菌藥物作用靶位改變

β-內醯胺類是臨床最常用的抗菌藥物，其作用靶點是青黴素結合蛋白（penicillin binding proteins,PBPs）。PBPs是一組位於細菌內膜、具有催化作用的酶，參與細菌細胞壁的合成、形態維持和細菌糖肽結構調整等功能。

萬古黴素是一種高分子量的糖肽類抗菌藥物，它和革蘭氏陽性菌的細胞壁肽聚糖前體五肽中的D-丙氨酸-D-丙氨酸末端（D-ala-D-ala）結合，抑制細菌細胞壁蛋白合成。絕大多數臨床的革蘭氏陽性菌，均對萬古黴素敏感。萬古黴素也是治療MRSA臨床感染的最為有效的抗菌藥物。但因為臨床上萬古黴素的大量使用及其在使用中的不合理現象，導致了耐萬古黴素腸球菌（vancomycin resistant enterococus ,VRE）的出現。VRE可通過DNA獲得質粒或轉座子以及突變株的發生，而產生耐藥性。

大環內酯類、林可黴素、鏈陽菌素、四環素類、氨基糖苷類藥物作用靶位改變.此類藥物主要通過與細菌核糖體結合，抑制細菌蛋白質合成，而發揮抗菌作用。細菌核糖體由大亞基（50s）、小亞基(30s)構成，亞基中mRNA及蛋白質的改變，可引起與抗菌藥物親和力的變化，而產生對上述幾類藥物的耐藥性。

利福黴素類通過與RNA聚合酶結合，抑制細菌轉錄過程，而到達抗菌效果。耐利福黴素細菌，如大腸埃希菌、結核分支杆菌，編碼RNA聚合酶β亞基的基因（rpoB）可產生突變，導致其不易與利福黴素類藥物相結合，而產生耐葯。

喹諾酮可抑制DNA拓撲異構酶活性，阻止DNA複製、修復，染色體分離、轉錄及其他功能，從而發揮殺菌作用。DNA拓撲異構酶Ⅱ又常稱為DNA旋轉酶，其基因突變可引起耐葯.

磺胺類藥物可通過抑制二氫葉酸合成酶或二氫葉酸還原酶，使細菌發生葉酸代謝障礙，而發揮抑菌作用。耐磺胺類藥物的細菌的二氫葉酸合成酶或二氫葉酸還原酶與磺胺類藥物親和力降低，或靶位酶的合成量增加。

（三）細菌細胞膜滲透性改變

細菌細胞膜與細胞的細胞膜相似，是一種具有高度選擇性的滲透性屏障。細胞外膜上的某些特殊蛋白，即膜孔蛋白（porin）是一種非特異性的、跨越細胞膜的水溶性擴散通道。抗菌藥物也可通過這些膜孔蛋白進入菌體內部，發揮效用。而某些細菌由於膜孔蛋白較少或蛋白通道較小，使某些抗菌藥物不能進入菌體內部，產生所謂「內在性耐葯」或稱「固有性耐葯」(intrinsicallyresistant)，即這種耐葯並非是由於任何染色體的突變或是耐葯質粒的獲得所致。如銅綠假單胞菌的細胞外膜上沒有大多數革蘭氏陰性細菌所具有的典型的高滲透性孔蛋白，它的孔蛋白通道對小分子物質的滲透速度僅為典型孔蛋白通道的1／100。

（四）細菌主動藥物外排機制

細菌主動藥物轉運系統根據其超分子結構、機理和順序的同源性等可以將其分為四類：第一類為主要易化(MF)家族；第二類為耐葯小節分裂(RND)家族，它也包括轉運鈣離子、鈷離子和鎳離子的轉運器；第三類為鏈黴素耐葯或葡萄球菌多重耐葯家族，它假定由四種轉膜螺旋組成的小轉運器；第四類為ABC(ATP-bindingcassette，ATP結合盒)轉運器，它由兩個轉膜蛋白和兩個ATP結合亞基或結構域組成。前三類主動泵出系統運行所需能量由氫離子藥物反轉運體逆轉H+，形成H+濃度差而產生的勢能所提供，而第四類利用ATP水解所釋放的自由能排出細胞內有毒物質。

（五）細菌生物被膜的形成

細菌生物被膜是指細菌粘附於固體或有機腔道表面，形成微菌落，並分泌細胞外多糖蛋白複合物將自身包裹其中而形成的膜狀物。細菌間的多糖蛋白複合物形成孔道維持細菌物質代謝。常見的形成細菌生物被膜的臨床致病菌有銅綠假單胞菌、表皮葡萄球菌、大腸埃希菌等。細菌形成生物被膜後，往往對抗菌藥物產生耐藥性，其原因有（1）細菌生物被膜可減少抗菌藥物滲透。（2）吸附抗菌藥物鈍化酶，促進抗菌藥物水解。（3）細菌生物被膜下細菌代謝低下，對抗菌藥物不敏感。（4）生物被膜的存在阻止了機體對細菌的免疫力，產生免疫逃逸現象，減弱機體免疫力與抗菌藥物的協同殺菌作用。