医学精品课件:第八章细菌耐药性.ppt
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- 医学 精品 课件 第八 细菌 耐药性
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1、,19世纪末,伟大的幻想家Ehrlich提出寻找一种“神奇的子弹”,可以杀死侵入人体内的病原菌而不伤害人体组织。,细菌感染性疾病一直严重威胁着人类的生存与发展。,青霉菌,抑菌圈,金黄色葡萄球菌,青霉素,1928年,Fleming很偶然地发现了青霉素。 1941年,青霉素正式用于临床,细菌感染性疾病的治疗从此进入抗生素时代。抗生素所向披靡。,进入20世纪80年代,越来越多的细菌产生耐药性,变得愈加难以对付。,细菌耐药性,了解耐药性的现状和产生机制 正确地使用抗菌药物 研制和开发新型抗菌药物 控制细菌耐药性的产生和扩散,细菌耐药性,一、抗生素及其作用机制 二、细菌耐药性概念及其危害性 三、临床上常
2、见的耐药菌 四、耐药性产生的生化机制 五、耐药性产生的遗传机制 六、抗生素的应用与细菌耐药性 七、细菌耐药性的控制措施,临床应用的抗菌药物包括抗生素和化学合成抗菌药物。,一、抗生素的杀菌机制,抗生素(antibiotic):由细菌、真菌、放线菌等产生的抗生物质,极微量即能选择性杀灭或抑制其它微生物或肿瘤细胞。,抗菌药物的作用靶位,抗生素的杀菌机制:干扰病原菌的代谢过程,包括: 阻碍细胞壁的形成 抑制蛋白质的合成 抑制核酸的合成 影响细胞膜的功能,一、抗生素的杀菌机制,1、阻碍细胞壁的形成,一、抗生素的杀菌机制,大肠杆菌肽聚糖合成过程,单体的形成,跨膜转运,肽聚糖三维结构的构建,糖肽类抗生素:万
3、古霉素,与UDP-胞壁酰五肽末端的D-Ala-D-Ala结合,抑制四肽侧链形成。,一、抗生素的杀菌机制,-内酰胺类抗生素:竞争性抑制参与肽聚糖合成所需的转肽酶、转糖基酶等。,一、抗生素的杀菌机制,1、青霉素类:天然青霉素G、耐酶青霉素(甲氧西林)、广谱青霉素(氨苄西林、阿莫西林)和酰脲类青霉素(派拉西林)。,-内酰胺类抗生素的主要种类,一、抗生素的杀菌机制,2、头孢菌素类:第一代(头孢拉定)、第二代(头孢呋辛)、第三代(头孢他啶、头孢曲松) 、第四代(头孢吡肟),一、抗生素的杀菌机制,3、单环-内酰胺类:氨曲南 4、头霉素:头孢西丁 5、碳青霉烯类:亚胺培南,2、抑制蛋白质的合成,许多抗菌药物
4、能干扰细菌核糖体的功能,抑制蛋白质合成,导致细菌死亡。,一、抗生素的杀菌机制,干扰核糖体30S亚基,一、抗生素的杀菌机制,(1)氨基糖苷类抗生素:链霉素,(2)四环素类:四环素、多西环素,(3)大环内酯类抗生素:红霉素,(4)林可霉素和克林霉素,(5)氯霉素,干扰核糖体50S亚基,一、抗生素的杀菌机制,3、抑制核酸的合成,一、抗生素的杀菌机制,喹诺酮类(诺氟沙星、环丙沙星) 抑制DNA解旋酶,利福霉素:利福平抑制DNA依赖性RNA聚合酶,一、抗生素的杀菌机制,细菌耐药性,一、抗生素及其作用机制 二、细菌耐药性概念及其危害性 三、临床上常见的耐药菌 四、耐药性产生的生化机制 五、耐药性产生的遗传
5、机制 六、抗生素的应用与细菌耐药性 七、细菌耐药性的控制措施,二、细菌耐药性概念及其危害性,细菌耐药性:病原菌对抗菌药物产生了抵抗力,即由原来敏感(sensitive)变为不敏感或耐药(resistant)。,敏感,耐药,多重耐药性(multiple-drug resistance) 细菌同时对多种作用机制不同(或结构完全各异)的抗菌药物具有耐性。,结核分枝杆菌同时对异烟肼、利福平、链霉素耐药。,二、细菌耐药性概念及其危害性,泛耐药性(pan-drug resistance)是指对绝大多数抗生素均不敏感。,今天,越来越多的细菌产生耐药性,甚至多重耐药性,耐药水平越来越高,细菌耐药性播散迅速,已
6、成为一个全球性问题。,二、细菌耐药性概念及其危害性,耐药性细菌在世界各地的分布图,细菌耐药性的出现,造成现存有效抗菌药物不断失效,逐步限制治疗方案的选择,导致住院时间延长,费用增加,医院感染发病率和病死率增高。,二、细菌耐药性概念及其危害性,死于感染性疾病: 20世纪60年代 700万 本世纪初 2000万,人类已面临“抗生素耐药性危机”,可能将进入“后抗生素时代”(post-antibiotic era) 。,二、细菌耐药性概念及其危害性,细菌耐药性,一、抗生素及其作用机制 二、细菌耐药性概念及其危害性 三、临床上常见的耐药菌 四、耐药性产生的生化机制 五、耐药性产生的遗传机制 六、抗生素的
7、应用与细菌耐药性 七、细菌耐药性的控制措施,三、临床上常见耐药菌,1、金黄色葡萄球菌,20世纪80年代,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin resistant S.aureus, MRSA)检出率高,感染暴发波及全球。有的MRSA菌株仅万古霉素唯一有效!,2002年,发现耐万古霉素 金黄色葡萄球菌(VRSA) 。,大肠杆菌,不动杆菌,肺炎杆菌,绿脓杆菌,2、革兰阴性杆菌,三、临床上常见耐药菌,最为重要的是产超广谱-内酰胺酶(extended spectrum-lactamase, ESBL)、AmpC酶、金属酶的菌株。,三、临床上常见耐药菌,ESBL能灭活青霉素、第一、二、三代头
8、孢菌素和单环-内酰胺类等,仅对头霉素和碳青霉烯类敏感。,产新德里金属-内酰胺酶(New Delhi metallo-lactamase-1,NDM-1)耐药菌几乎可抵御所有的抗生素,仅对替加环素、多黏菌素敏感,称之为“超级细菌”。,3、肠球菌,耐万古霉素肠球菌(vancomycin resistant enterococci,VRE)已在全球蔓延,暴发流行多发生在ICU。,三、临床上常见耐药菌,4、结核分枝杆菌,耐异烟肼、利福平、链霉素等多重耐药结核杆菌检出率高。,三、临床上常见耐药菌,在我国和东欧等发展中国家,多重耐药结核分枝杆菌的检出率高达10%以上,且呈不断蔓延扩散之势,故被称为“特别引
9、起警示的国家和地区”。,5、肺炎链球菌,20世纪40年代,肺炎链球菌对青霉素高度敏感。70年代末,发现高水平青霉素耐药株(PRSP)。,三、临床上常见耐药菌,6、志贺菌,7、沙门菌,8、淋球菌,三、临床上常见耐药菌,细菌耐药性,一、抗生素及其作用机制 二、细菌耐药性概念及其危害性 三、临床上常见的耐药菌 四、耐药性产生的生化机制 五、耐药性产生的遗传机制 六、抗生素的应用与细菌耐药性 七、细菌耐药性的控制措施,四、耐药性产生的生化机制,穷则变,变则通,通则久易经,改变细胞壁的有效屏障或细胞膜通透性(孔蛋白),阻止药物吸收,使抗生素无法进入菌体内。,四、耐药性产生的生化机制,1、减少药物吸收,利
10、用能量依赖性主动外排系统,将不同结构的抗生素同时泵出体外,使菌体内的抗生素浓度明显降低, 呈多重耐药性。,2、增加药物排出,四、耐药性产生的生化机制,产生灭活酶,通过修饰或水解作用破坏抗生素,使之转化为无活性的衍生物。这是细菌产生耐药性的最重要方式。,3、灭活作用,四、耐药性产生的生化机制,-内酰胺类:青霉素酶、-内酰胺酶、超广谱-内酰胺酶、金属酶 氨基糖苷类:乙酰转移酶、磷酸转移酶、核苷酸转移酶 红霉素:红霉素酯酶,四、耐药性产生的生化机制,通过基因突变,造成抗生素作用位点变异,使抗菌药物不能与靶位结合,失去杀菌作用。,4、靶位改变,四、耐药性产生的生化机制,青霉素结合蛋白 -内酰胺类,抗生
11、素作用靶位 抗菌药物,DNA解旋酶或拓扑异构酶 喹诺酮类,RNA聚合酶亚基 利福平,肽聚糖侧链五肽末端D-Ala-D-Ala 万古霉素,核糖体30S亚基16SrRNA 链霉素,核糖体50S亚基23SrRNA(甲基化) 大环内酯类,四、耐药性产生的生化机制,转肽酶、转糖基酶称之为青霉素结合蛋白,四、耐药性产生的生化机制,某些革兰阳性菌(如肺炎链球菌)和革兰阴性菌(如铜绿假单胞菌、淋病奈瑟菌)能改变其青霉素结合蛋白(penicillin-binding protein,PBP)的结构,使之与-内酰胺类的亲和力降低而导致耐药。,四、耐药性产生的生化机制,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)能产生PB
12、P2a,对所有-内酰胺类抗生素具有低亲和性。,在-内酰胺类存在时,PBP2a不被抑制,可作为转肽酶等完成细胞壁的合成, 使细菌转呈耐药。,四、耐药性产生的生化机制,四、耐药性产生的生化机制,5、形成生物被膜,为了生存,绝大多数细菌并不是以浮游状态生长(“单兵作战”),而是借助特定信号分子相互联络和协同作用,创造一个利于自身生存的微环境生物被膜(biofilm),以被膜菌的方式生存,采取 “菌”海战术。,生物膜是有高度组织化的细菌群体结构。 细菌通过鞭毛运动到达适宜环境,借助普 通菌毛,黏附于有生命或无生命的物体表 面;合成和分泌大量的胞外多糖(EPS) 等,将自身包裹其中; 细菌大量繁殖后相互
13、黏连,形成微菌落; 微菌落相互融合形成生物膜。 以躲避抗菌药物、消毒剂杀灭 作用和宿主免疫防御机制的清除。,四、耐药性产生的生化机制,生物医学植入物(如中央静脉插管、人工心脏瓣膜、关节替代物等)可被表皮葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌等黏附并形成生物被膜, 阻止杀菌物质和抗菌药物的渗透,产生多重耐药性,引起持续性和难治性的生物膜相关感染。,四、耐药性产生的生化机制,值得注意的是,细菌耐药机制不是相互孤立存在的,2个或多种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。,四、耐药性产生的生化机制,细菌耐药性,一、抗生素及其作用机制 二、细菌耐药性概念及其危害性 三、临床上常见的耐药菌 四、
14、耐药性产生的生化机制 五、耐药性产生的遗传机制 六、抗生素的应用与细菌耐药性 七、细菌耐药性的控制措施,亦称点突变,是指细菌的遗传基因发生突然而稳定的结构改变,包括一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换。,五、耐药性产生的遗传机制,1、基因突变(gene mutation),耐药性基因突变的特点: 随机发生 对1种或2种相类似的药物产生耐药 稳定 耐药菌株产生的频率为10-1010-7,五、耐药性产生的遗传机制,结核杆菌产生多重耐药性,与染色体多个耐药基因突变的逐步累加密切相关。,革兰阴性杆菌窄谱-内酰胺酶编码基因发生突变(多为点突变),产生超广谱-内酰胺酶(ESBL)。,五、耐药性产生的遗传机
15、制,耐药菌株可将耐药基因转移至敏感菌株中,使后者获得耐药性。 基因转移是细菌耐药性迅速扩散的主要原因。,2、基因转移(gene transfer),五、耐药性产生的遗传机制,携带耐药基因的基因转移元件 质粒(plasmid) 转座子(transposon) 整合子(integron) 噬菌体(phage),五、耐药性产生的遗传机制,耐药基因在细菌间的转移方式 接合(conjugation) 转化(transformation) 转导(transduction) 转座(transposition),五、耐药性产生的遗传机制,耐药性质粒,五、耐药性产生的遗传机制,耐药基因:赋予宿主菌一种或多重耐药
16、性,(1)耐药性质粒接合转移,质粒:是细菌染色体外的遗传物质,大多由闭合环状双链DNA组成。,耐药传递基因:编码性菌毛,决定自主复制与接合转移,R质粒主要以接合方式从耐药菌传递给敏感菌,使后者变为耐药菌,得以生存。,R质粒,R质粒在同一种属或不同种属细菌之间传递,造成耐药性的广泛传播,尤其在肠道杆菌和假单胞菌中较普遍(ESBL基因)。,五、耐药性产生的遗传机制,敏感菌从环境中直接摄取耐药菌游离的DNA片段。,(2)转化,五、耐药性产生的遗传机制,肺炎链球菌:对青霉素呈高水平耐药的原因是:形成镶嵌pbp基因,编码多种与青霉素亲和力下降的PBP,因而需要更高浓度的青霉素才能有效抑制PBP的功能。,
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