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第一章第三节,魔鬼进化——耐药的细菌
[无声] 这一节,我们来讲讲什么是细菌耐药性及其分类
耐药性产生的内因、外因和传播,以及耐药性的发生机制
自从抗菌药物被用于治疗细菌感染以来
细菌对其产生的耐药性便如影随形 它是细菌面对抗菌药绞杀时表现出的一种自我保护的本能
细菌耐药分为两种类型
一类是固有耐药,也称为天然耐药 或突变耐药,是指基于药物作用机制的一种内在的耐药性
打个比方,这就像空中的敌机,天生不怕鱼雷一样
厌氧菌对于氨基糖苷类抗菌药物就具有固有耐药性
这是因为氨基糖苷类必须借助氧依赖的转运机制才能进入到菌体内
而厌氧菌天生就缺乏此机制。另一类是获得耐药性
指细菌与药物多次接触以后,对药物的敏感性降低,甚至消失
这类细菌的耐药基因是在与抗菌药物作战中后天获得的
细菌耐药性的产生
是由外因、抗菌药物筛选与细菌自身的内因,耐药基因
存在多态性两者共同导致的,其中内因是耐药性产生的根本原因
具体来看内因 耐药基因的多态性,天然耐药菌
基因,其位于核区的耐药基因是与生俱来的 有对抗菌药敏感的细菌就会有耐药细菌
细菌繁殖时DNA需要复制 复制过程中难免发生基因突变
突变DNA表达后就可能使细菌具有了耐药性 这种耐药基因可以遗传给这个细菌的儿女
获得性耐药菌,其耐药基因位于细菌的核区之外
主要是由质粒、整合子、插入子等遗传元素携带
它们就像交通工具一样,耐药基因可以免费搭车,在同辈份的细菌中传播
这样通过亲子垂直转移和同种或
不同种细菌间的水平转移,就使耐药的基因广泛传播 细菌的整个大家庭都会具有耐药性
不过值得一提的是,在细菌正常繁殖 阶段,耐药基因虽然存在,但是并不是大多数
因为这样的耐药性对细菌本身的能量消耗、生存环境提出了苛刻的要求
因此成活的条件限制,使得一般情况下耐药菌只是极少数的
抗菌药物的筛选是超级细菌作恶的外因
在抗菌药的选择压力下,迫使细菌为了适应环境而发生进化
结果是优胜劣汰适者生存,敏感菌被杀死,而耐药菌
过度繁殖因此在抗菌药的诱导下,耐药菌株对抗菌药的耐药程度会不断增强
直至抗菌药完全无效,因此抗菌药选 则性压力是导致和加速耐药性产生的主要因素
抗菌药的不合理使用,除了临床上抗菌药物的滥用外 环境中的抗菌药物污染也是一个不可忽视的因素
抗菌药物在农业、畜牧业和工业中的广泛 应用,使得食用动植物成为一个庞大的耐药基因
存储库,最终传递给消费者,对人类的健康产生严重的威胁
因此重视抗菌药的合理使用可有效地减缓细菌耐药性的产生
延长抗菌药的使用寿命
那么超级细菌是如何传播的呢 让耐药菌在全球蔓延开来的帮凶有
医护人员的手卫生、无菌操作违规、发达的交通、新药研发落后等等
医护人员的手如果不干净的话,细菌就可以附着在医护人员的手上
沾染一个又一个病人,从而让一个病区甚至一个医院的患者都感染耐药菌
无菌操作一般是有创操作 可能会找出皮肤黏膜屏障受损,增加感染风险
如果操作过程中稍有不注意,就会让细菌有机可乘 日趋发达的交通让人们的出行越来越便捷
二十四小时之内可以到达地球上任何一个地点 这会让一个地区的耐药菌可以轻易地跑到另一个遥远的地方
而新药的研发落后,使得细菌对当前使用的抗菌药的耐药性 越来越多,越来越严重等等等等
这一系列的因素都是促进细菌耐药性传播的助力 这张图片
是美国疾病预防控制中心向大众介绍耐药菌传播的示意图
图中清晰地展现了造成耐药菌肆意传播的各种因素和各个环节
尤其大家注意在图的左侧,我们触目惊心地看到
农畜牧业中滥用的抗菌药物可通过人类食用从而进入人体
最终导致耐药菌泛滥
下面我们来看看超级细菌逃脱抗菌药物绞杀的轨迹
细菌耐药机制主要有四种,产生灭活酶和钝化酶
靶点的改变或被保护,主动外排和细胞膜通透性改变等
细菌可以通过产生酶来灭活药物
一种是水解酶,可将抗菌药水解,使其失去作用
这就像植物大战僵尸中的豌豆射手一样,不让抗菌药物近身 还有一种是钝化酶,与药物结合后
改造了药物的构型,使其与细菌靶点结合疏松 宛如冰冻生菜一般,减弱了抗菌药物的活性
这两种酶都可以通过药物诱导产生 有的细菌,对
药物作用靶点进行改造,来阻止抗菌药物与靶点的结合 对靶点进行改变一方面可以通过增加靶点数量
让抗菌药物顾此失彼分身乏术,另一方面 通过改变靶点结构,乔装打扮成另外的模样
让抗菌药物无法识别,还可以通过产生保护蛋白 就像在据点外挖了一道护城河,让抗菌药物无法靠近
主动外排是细菌耐药的重要机制
主动外排泵是存在于细菌细胞膜上的一类蛋白质
一般由三部分组织,外膜通道蛋白、融合蛋白和胞质膜外排蛋白
通过三个蛋白组成的主动外排泵 耐药菌可以把进入菌体内的抗菌药再驱赶出去
有证据表明,细菌在抗菌药物的压力下,首先是利用
外排机制来降低菌体内部药物浓度,来减少药物对其生存的影响
然后再发挥其他耐药机制来对抗抗菌药的作用
细菌还会改变细胞膜的通透性
关上城门拒绝药物进入,狡猾的细菌还常常为自己穿上黄金甲来防身
然抗菌药物难以近身,连城门在哪都找不到 这个黄金甲在医学上被称作细菌生物被膜
是指细菌粘附于接触表面、分泌多糖机制、纤维蛋白、脂质蛋白等
将其自身包绕其中而形成的大量细菌聚集膜样物
有生物被膜的细菌可以阻挡抗菌药物进入菌体 并引起许多慢性和难治性的感染性疾病的反复发作
粘附在各种医疗器戒及导管上的细菌生物被膜 极难清除,以至引发大量的医源性感染
好,第一章第三节讲解完毕
也给同学们出了四道思考题,相信大家认真 学习后一定可以顺利地回答,下次课见