МОСКОВСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ им И.М. СЕЧЕНОВА
ТЕМА:
МЕХАНИЗМЫ АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТИ
Выполнил: ПЛЕТНЕР Павел
Кафедра «Общей Хирургии»
МОСКВА
2002
Механизмы антибиотикорезистентности
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
Основой терапевтического действия антибактериальных препаратов является подавление жизнедеятельности возбудителя инфекционной болезни в результате угнетения более или менее специфичного для микроорганизмов (прокариот) метаболического процесса. Угнетение происходит в результате связывания антибиотика с мишенью, в качестве которой может выступать либо фермент, либо структурная молекула микроорганизма.
Резистентность микроорганизмов к антибиотикам может быть природной и приобретенной.
Известны следующие биохимические механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам:
Модификация мишени действия антибактериальных препаратов. Инактивация антибактериальных препаратов. Активное выведение антибактериальных препаратов из микробной клетки (эффлюкс). Нарушение проницаемости внешних структур микробной клетки. Формирование метаболического "шунта". МЕХАНИЗМЫ УСТОЙЧИВОСТИ К АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМ ПРЕПАРАТАМ ОТДЕЛЬНЫХ ГРУПП b-лактамные антибиотики
Ферментативная инактивация. Наиболее распространенным механизмом устойчивости микроорганизмов к b-лактамам является их ферментативная инактивация в результате гидролиза одной из связей b-лактамного кольца ферментами b-лактамазами. К настоящему времени описано более 200 ферментов, различающихся по следующим практически важным свойствам:
b-лактамазы встречаются у подавляющего большинства клинически значимых микроорганизмов, важным исключением являются микроорганизмы рода Streptococcus. Наиболее важные ферменты и их свойства приведены в табл. 1.
Таблица 1. Наиболее распространенные b-лактамазы и их свойства
Ферменты | Характеристика |
Плазмидные b-лактамазы класса А стафилококков | Гидролизуют природные и полусинтетические пенициллины кроме метициллина и оксациллина. Чувствительны к ингибиторам. |
Плазмидные b-лактамазы широкого спектра класса А грамотрицательных бактерий | Гидролизуют природные и полусинтетические пенициллины, цефалоспорины I поколения. Чувствительны к ингибиторам. |
Плазмидные b-лактамазы расширенного спектра класса А грамотрицательных бактерий | Гидролизуют природные и полусинтетические пенициллины, цефалоспорины I-IV поколения. Чувствительны к ингибиторам. |
Хромосомные b-лактамазы класса С грамотрицательных бактерий | Гидролизуют природные и полусинтетические пенициллины, цефалоспорины I-III поколения. Не чувствительны к ингибиторам. |
Хромосомные b-лактамазы класса А грамотрицательных бактерий | Гидролизуют природные и полусинтетические пенициллины, цефалоспорины I-II поколения. Чувствительны к ингибиторам. |
Хромосомные b-лактамазы класса В грамотрицательных бактерий | Эффективно гидролизуют практически все b-лактамы, включая карбапенемы. Не чувствительны к ингибиторам. |
Широкое распространение b-лактамаз широкого спектра среди грамотрицательных бактерий не связано c серьезными проблемами в лечении, поскольку имеется достаточное количество высокоактивных b-лактамных антибиотиков (ингибиторозащищенные пенициллины, цефалоспорины II-IV поколений). Аналогичная ситуация складывается и с широким распространением стафилококковых b-лактамаз.
В настоящее время наибольшее значение для клинической практики имеют плазмидные b-лактамазы расширенного спектра грамотрицательных бактерий, поскольку они способны разрушать цефалоспорины III и, в меньшей степени, IV поколения. Рутинные методы оценки антибиотикочувствительности очень часто не выявляют этот механизм устойчивости. Чаще всего b-лактамазы расширенного спектра встречаются у микроорганизмов рода Klebsiella , достаточно часто у E.coli и Proteus spp., реже у других грамотрицательных бактерий. В России в отдельных учреждениях частота распространенности этих ферментов среди клебсиелл достигает 90%.
При тяжелых нозокомиальных инфекциях, вызванных Enterobacter spp., Citrobacter spp. и некоторыми другими микроорганизмами, в процессе лечения цефалоспоринами III поколения примерно в 20% случаев формируется резистентность к этим антибиотикам, обусловленная гиперпродукцией хромосомных b-лактамаз класса С. В таких ситуациях эффективность сохраняют цефалоспорины IV поколения и карбапенемы.
Хромосомные b-лактамазы класса В, разрушающие карбапенемные антибиотики, распространены среди редких видов микроорганизмов, например, S.maltophilia .
Модификация мишени действия. Мишенями действия b-лактамов являются ферменты - ПСБ, участвующие в синтезе клеточной стенки бактерий. В результате модификации у некоторых ПСБ уменьшается сродство к b-лактамам, что проявляется в повышении МПК этих препаратов и снижении клинической эффективности. Реальное клиническое значение имеет устойчивость среди стафилококков и пневмококков. Гены модифицированных ПСБ локализованы на хромосомах.
· Маркером наличия ПСБ2а является устойчивость к метициллину или оксациллину.
· Независимо от результатов оценки in vitro при инфекциях, вызываемых метициллинорезистентными стафилококками, все b-лактамы следует считать клинически неэффективными и не использовать в терапии.
· Частота распространения метициллинорезистентных стафилококков в некоторых отделениях реанимации, онкологии и гематологии в России превышает 50-60%, что создает крайне серьезные проблемы для терапии.
Активное выведение b-лактамов из микробной клетки. Ранее считалось, что b-лактамы активно не выводятся из микробной клетки, однако, в последние годы появились сообщения о наличии у P.aeruginosa транспортных систем, осуществляющих активное выведение карбапенемов.