[科普中国]-细菌耐药性

细菌耐药性（Resistance to Drug ）又称抗药性，系指细菌对于抗菌药物作用的耐受性，耐药性一旦产生，药物的化疗作用就明显下降。耐药性根据其发生原因可分为获得耐药性和天然耐药性。

自然界中的病原体，如细菌的某一株也可存在天然耐药性。当长期应用抗生素时，占多数的敏感菌株不断被杀灭，耐药菌株就大量繁殖，代替敏感菌株，而使细菌对该种药物的耐药率不断升高。为了保持抗生素的有效性，应重视其合理使用。

简介细菌耐药性是指细菌对抗菌药物不敏感的现象，是细菌自身生存过程中的一种特殊表现形式。细菌耐药性可分为固有耐药性和获得性耐药性。

天然抗生素是细菌产生的次级代谢产物，用于抵御其他微生物，保护自身安全的化学物质。人类将细菌产生的这种物质制成抗菌药物用于杀灭感染的微生物，微生物接触到抗菌药，也会通过改变代谢途径或制造出相应的灭活物质抵抗抗菌药物。

分类耐药性可分为固有耐药（intrinsic resistance）和获得性耐药（acquired resistance）。

①固有耐药性又称天然耐药性，是由于细菌结构与化学组成的不同，本身对抗菌药物不敏感，如链球菌对氨基糖苷类抗生素天然耐药，天然耐药性是由细菌染色体基因决定，代代相传，不会改变。

②获得性耐药性是由于细菌与抗菌药物接触后，由质粒介导，通过改变自身的代谢途径，使其不被抗菌药物杀灭。如金黄色葡萄球菌与淋球菌产生β-内酰胺酶而对β-内酰胺类抗生素耐药。获得性耐药性可由质粒将耐药基因转移给染色体而遗传后代，成为固有耐药性，也可因不再接触抗菌药物而消失1。

病理机制1、产生灭活酶：细菌产生灭活的抗菌药物酶使抗菌药物失活是耐药性产生的最重要机制之一，使抗菌药物作用于细菌之前即被酶破坏而失去抗菌作用。这些灭活酶可由质粒和染色体基因表达。β-内酰胺酶：由染色体或质粒介导。对β-内酰胺类抗生素耐药，使β-内酰胺环裂解而使该抗生素丧失抗菌作用。β-内酰胺酶的类型随着新抗生素在临床的应用迅速增长，详细机制见β-内酰胺类抗生素章。氨基苷类抗生素钝化酶：细菌在接触到氨基苷类抗生素后产生钝化酶使后者失去抗菌作用，常见的氨基苷类钝化酶有乙酰化酶、腺苷化酶和磷酸化酶，这些酶的基因经质粒介导合成，可以将乙酰基、腺苷酰基和磷酰基连接到氨基苷类的氨基或羟基上，使氨基甘类的结构改变而失去抗菌活性；其他酶类：细菌可产生氯霉素乙酰转移酶灭活氯霉素；产生酯酶灭活大环内酯类抗生素；金黄色葡糖球菌产生核苷转移酶灭活林可霉素。2

2、抗菌药物作用靶位改变：由于改变了细胞内膜上与抗生素结合部位的靶蛋白，降低与抗生素的亲和力，使抗生素不能与其结合，导致抗菌的失败。如肺炎链球菌对青霉素的高度耐药就是通过此机制产生的；细菌与抗生素接触之后产生一种新的原来敏感菌没有的靶蛋白，使抗生素不能与新的靶蛋白结合，产生高度耐药。如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）比敏感的金黄色葡萄球菌的青霉素结合蛋白组成多个青霉素结合蛋白2a（PBP2a）；靶蛋白数量的增加，即使药物存在时仍有足够量的靶蛋白可以维持细菌的正常功能和形态，导致细菌继续生长、繁殖，从而对抗抗菌药物产生耐药。如肠球菌对β-内酰胺类的耐药性是既产生β-内酰胺酶又增加青霉素结合蛋白的量，同时降低青霉素结合与抗生素的亲和力，形成多重耐药机制。

3、改变细菌外膜通透性：很多广谱抗菌药都对铜绿假单胞菌无效或作用很弱，主要是抗菌药物不能进入铜绿假单胞菌菌体内，故产生天然耐药。细菌接触抗生素后，可以通过改变通道蛋白（porin）性质和数量来降低细菌的膜通透性而产生获得性耐药性。正常情况下细菌外膜的通道蛋白以OmpF和OmpC组成非特异性跨膜通道，允许抗生素等药物分子进入菌体，当细菌多次接触抗生素后，菌株发生突变，产生OmpF蛋白的结构基因失活而发生障碍，引起OmpF通道蛋白丢失，导致β-内酰胺类、喹诺酮类等药物进入菌体内减少。在铜绿假单胞菌还存在特异的OprD蛋白通道，该通道晕粗亚胺培南通过进入菌体，而当该蛋白通道丢失时，同样产生特异性耐药。

4、影响主动流出系统：某些细菌能将进入菌体的药物泵出体外，这种泵因需能量，故称主动流出系统（active efflux system）。由于这种主动流出系统的存在及它对抗菌药物选择性的特点，使大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、铜绿假单胞菌、空肠弯曲杆菌对四环素、氟喹诺酮类、大环内酯类、氯霉素、β-内酰胺类产生多重耐药。细菌的流出系统由蛋白质组成，主要为膜蛋白。这些蛋白质来源于4个家族：①ABC家族（ATP-binding cassettes transporters）;②MF家族（major facilitator superfamily）;③RND家族（resistance-nodulation-division family）;④SMR家族（staphylococcal mulitdrug resistance family）。流出系统有三个蛋白组成，即转运子（efflux transporter）、附加蛋白（accessory protein）和外膜蛋白（outer membrane channel ），三者缺一不可，又称三联外排系统。外膜蛋白类似于通道蛋白，位于外膜（G-菌）或细胞壁（G+菌），是药物被泵出细胞的外膜通道。附加蛋白位于转运子与外膜蛋白之间，起桥梁作用，转运子位于胞浆膜，它起着泵的作用。

5、细菌生物被膜的形成：细菌生物被膜是指细菌粘附于固体或有机腔道表面，形成微菌落，并分泌细胞外多糖蛋白复合物将自身包裹其中而形成的膜状物。当细菌以生物被膜形式存在时耐药性明显增强（ro一1000倍），抗生素应用不能有效清除BF，还可诱导耐药性产生。渗透限制：生物被膜中的大量胞外多糖形成分子屏障和电荷屏障，可阻止或延缓抗生素的渗入，而且被膜中细菌分泌的一些水解酶类浓度较高，可促使进入被膜的抗生素灭活。营养限制：生物被膜流动性较低，被膜深部氧气、营养物质等浓度较低，细菌处于这种状态下生长代谢缓慢，而绝大多数抗生素对此状态细菌不敏感，当使用抗生素时仅杀死表层细菌，而不能彻底治愈感染，停药后迅速复发。

6、交叉耐药性：指致病微生物对某一种抗菌药产生耐药性后，对其他作用机制相似的抗菌药也产生耐药性。

基因控制基因突变导致的耐药性

以单一耐药性为主，较稳定。发生耐药性变异的是群体中的全部细菌。

R质粒决定的耐药性

特点:（1）可从宿主菌检出R质粒;

（2）以多重耐药性常见;

（3）易因丢失质粒成为敏感株;

（4）耐药性可经接合转移。

产生机制一、钝化酶的产生 耐药菌株通过合成某种钝化酶作用于抗菌药物，使其失去抗菌活性。

1、β-内酰胺酶 对青霉素类和头孢霉素类耐药的菌株产生此酶，可特异的打开药物β-内酰胺环，使其完全失去抗菌活性。

2、氨基糖苷类钝化酶 通过磷酸转移酶，乙酰转移酶，腺苷转移酶的作用，使抗菌药物分子结构发生改变，失去抗菌活性。由于氨基糖苷类抗生素结构相似，故有明显的交叉耐药现象。

3、氯霉素乙酰转移酶 该酶由质粒编码，使氯霉素乙酰化而失去活性。

4、甲基化酶 金黄色葡萄球菌携带的耐药质粒产生，使50S亚基中的23SrRNA上的嘌呤甲基化，产生对红霉素的耐药性。

二、药物作用的靶位发生改变

1、链霉素 结合部位是30S亚基上的S12蛋白，若S12蛋白的构型改变，使链霉素不能与其结合而产生耐药性。

2、红霉素 靶部位是50S亚基的L4或L12蛋白，当染色体上的ery基因突变，使L4或L12蛋白构型改变，便会出现对红霉素的耐药性。

3、利福平 作用点是RNA聚合酶的β基因，当其突变时，就产生了耐药性。

4、青霉素 靶部位是细胞膜上的青霉素结合蛋白（PBPs），PBPs具有酶活性，参与细胞壁的合成，是β-内酰胺类抗生素的作用靶位，细菌改变了PBPs的结构，可导致耐药性。

5、喹诺酮类药物 靶部位是DNA旋转酶，当基因突变引起酶结构的改变，阻止喹诺酮类药物进入靶位，可造成喹诺酮类所有药物的交叉耐药。

6、磺胺药 细菌可使药物靶位酶发生改变，使其不易被抗菌药物所杀灭。

三、细胞壁通透性的改变和主动外排机制

1、改变细胞壁通透性 由于革兰阴性菌细胞壁外膜的屏障作用，使其对一些结构互不相同的药物，产生非特异性低水平的耐药性，是通过改变细胞壁通透性来实现的。

2、主动外排机制 可因基因突变而提高耐药水平。

例如：铜绿假单胞菌对抗菌药物耐药性强的原因

（1）对抗生素的通透性比其他革兰阴性菌差;

（2）菌体内存在能将四环素，β-内酰胺抗生素和喹诺酮类药物从胞内排出胞外的主动外排机制;

（3）该菌存在三种不同的外排系统，naIB型，nfxB型和nfxC型，各型的耐药谱存在差异。

四、抗菌药物的使用与细菌耐药性的关系

耐药菌株的出现与抗菌药物的使用无直接关系。抗菌药物的作用只是选择耐药菌株，淘汰敏感菌株。

世卫报告2014年4月30日，WHO发布报告称，抗生素耐药性细菌正蔓延至全球各地。

WHO根据114个国家的数据进行调查并汇总出这份报告。在日本、法国和南非等地，在淋病治疗中发现了头孢菌素类抗生素无效的病例。

报告忠告医疗工作者应将抗生素处方控制在必要的最小限度。同时呼吁普通患者仅在医师开具处方时才使用抗生素。

报告显示，对强力抗菌药碳青霉烯耐药的克雷伯氏肺炎杆菌也呈全球性蔓延，在部分国家，碳青霉烯对半数以上感染患者无效。

报告还估计，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染患者与非耐药性感染患者相比，死亡率可能要高出64%。3

本词条内容贡献者为:

江松敏 - 副教授 - 复旦大学