Проблемы при лечении антимикробными препаратами. Основные ошибки, проблемы и трудности при назначении антимикробной терапии, страница 7

Препараты (группы)

Биохимический и генетический механизм резистентности

новые цефалоспорины (устойчивые к действию цефалоспориназ)

▪  образования комплекса антибиотиков с индуцибельными лактамазами, при этом гидролиза препарата не происходит

пенициллины и цефа-лоспорины (содержат b-лактамное кольцо)

  синтез b-лактамаз (возможна локализация генов устойчивости в плазмиде, бактериальной хромосоме, транспозоне);

  синтез пенициллинсвязывающих белков (ПСБ);

  выброс антибиотиков из клетки

пенициллин у пневмококков

  связан с модификацией пенициллинсвязывающих белков

Метициллин и/или оксациллин у стафилококков

▪  образуется новый ПСБ - ПСБ2а или ПСБ2, замещающий др. ПСБ и обладающий слабым сродством к β-лактамам, в частности к метициллину, что и приводит к появлению устойчивости к нему отдельных клеток или всей популяции стафилококков. Кодируется геном mec А, располагающимся на хромосоме и отсутствующим у чувствительных штаммов. Однако есть сообщения о том, что mec А может располагаться на транспозонах и соответственно включаться не только в хромосомы, но и в плазмилы, что способствует более широкому его распространению.

▪  гиперпродукция пенициллиназ, а у отдельных вариантов - ферментов, гидролизующих метициллин.

β-лактамы у энтерококков

♦  связанна с наличием ПСБ5 (осуществляет синтез основного компонента микробной стенки - пептидогликана, отличающегося пониженной аффинностью к β-лактамам; наибольшей аффинностью к ПСБ5 обладают пенициллин, ампициллин и уреидопенициллины (но эти антибиотики не проявляют бактерицидного действия). При гиперпродукции ПСБ5 устойчивость к ампициллину достигает клинически значимого уровня;

♦  продукция β-лактамаз

Карбапенемы

◦  синтез микроорганизмами металлосодержащих β-лактамаз

Комбинированные препарат содержащие ингибиторы β-лактамаз

гиперпродукция новых β-лактамаз, не связывающихся с ингибитором

аминогликозиды

●  основной механизм - бактерии (резистентные штаммы Pseudomonas, Enterobacteriaceae, Proteus и др) образуют аминогликозидмодифицирующие ферменты или AAC(2’)-энзимы (ацетилтрансферазу, аденилтрансферазу, нуклеотидилтрансферазу, фосфотрансферазу), которые вызывают соответственно ацетилирование, аденилирование или фосфорилирование данных антибиотик (кодируются плазмидами). Препараты аминогликозидов 1^-ой генерации подвергаются воздействию более 15 энзимов. Устойчивость связана с генами, которые могут быть локализованы в бактериальной хромосоме, плазмиде, транспозоне

●  меньшее распространение и, соответственно, значение имеет резистентность, связанная с исчезновением у аминогликозидов способности проникать в микробную клетку и взаимодействовать с 30 S-рибосомальной субъединицей.

аминогликозиды у энтерококков

t  основное препятствие для действия аминогликозидов – отсутствие активных механизмов транспорта антибиотиков внутрь клетки. Пассивная диффузия через интактные внешние структуры недостаточна эффективна, что объясняет природную устойчивость – «низкий уровень резистентности»;

t  синтез аминогликозидмодифицирующих ферментов (кодируются генами в плазмиде), которые инактивируют антибиотики проникший внутрь клетки за счет диффузии.

Комбинация β-лактамного антибиотика и аминогликозида у энтерококков

При действии β-лактамного антибиотика на клеточную стенку (ПСБ5), нарушается ее целостность и аминогликозиды активно диффундируют внутрь, оказывая бактерицидное действие на микроорганизм. При значительной устойчивости к β-лактамам или синтезе аминогликозидмодифицирующих ферментов комбинация становиться неэффективной.

левомицетин

(хлорамфеникол)

s  О-ацетилирование в присутствии фермента хлорамфениколацетилтрансферазы антибиотика (переносится плазмидами, транспозонами);

s  меньшее значение имеет снижение проницаемости внешних структур микробной клетки;

s  выброс антибиотика из клетки.

макролиды

ã  на уровне внутриклеточной мишени – проникший в клетку антибиотики не реагирует (снижение аффинности) с рибосомой – метилирование аденина в 23S рибосомной РНК (генетически связано чаще с плазмидами, реже – с бактериальной хромосомой и транспозонами; продукция фермента является индуцибельной);

ã  хромосомная мутация в 50S субъединице рибосом (чаще всего) приводит к снижению аффинности к препаратам;

ã  на уровне защитных ферментов – проникший в клетку антибиотик инактивируется (имеет меньшее клиническое значение);

ã  на уровне клеточной мембраны – за счет усиления функций системы активного выброса ксенобиотиков (принято считать, что природная резистентность грам(-) микроорганизмов связана с неспособностью макроциклического кольца диффундировать через каналы, за счет гидрофобности макролидов); не имеет значительного клинического значения.

эритромицин

î  Нарушение связывания с пептидилтрансферазным центром рибосом. Нарушение конформации пептидилтрансферазного центра обусловлено метилированием в 23 S рибосомной РНК одного из остатков аденина специфической метилазой (кофактор S-аденозилметионин). Ген, кодирующий этот фермент, получил обозначение erm (локализация возможна как в хромосоме, так и в плазмиде);

î  ere A и B (эстеразы I и II типа). Ген ere A выявляют у клебсиелл, цитробактера, энтеробактера, ere B – у протея и клебсиелл;

î  выброс антибиотиков из клетки

Линкомицин и макролиды для Streptomyces lividans

Может определяться двумя генами, которые формируют тандем – котранскрибируются

Ü  erm – кодирует образование фермента с молекулярной массой около 26 кД, близкого к ферменту у продуцентов карбомицина, тилозина и целестицина;

Ü  mgt – макролид-гликозилтрансферазу с молекулярной массой около 42 кД.

Резистент-ность у E. coli к макролидам

Локализованы в трансмиссивной плазмиде pPJI 1527

²  erx A ген MLS-резистентности – продукт полипептид с молекулярной массой 27 кД (специфическая метилаза, эффект усиливается при включении гена в мультикопийные репликоны);

²  ere B – эстераза с молекулярной массой 51 кД (расщепляет лактонное кольцо эритромицина, доза зависимости нет)

Линкозамиды (линкомицин, клиндамицин)

v  модификация у стафилококков

рифампицин

«  синтез микроорганизмами альтернативных энзимов (бактериальная хромосома);

«  хромосомная мутация в генах РНК-полимеразы, приводящих к снижению способности фермента связываться с антибиотиком.

тетрациклины

2  чаще всего связана с активным выведением антибиотика из бактериальной клетки (гены кодирующие систему активного выведения, локализуются на плазмидах);

2  специфическое подавление транспорта данного антибиотика в бактериальные клетки (переносится R-плазмидами);

2  белковый продукт tet (m) гена связывается с рибосомой, защищая от действия тетрациклина (генетические элементы – плазмиды, бактериальная хромосома, транспозоны);

2  энзиматическая инактивация тетрациклинов имеет небольшое значение.

гликопептиды

0  антибиотики угнетают синтез пептидогликана путем необратимого связывания с мономерным предшественником этого полимера. Устойчивость связана с появлением предшественника пептидогликана модифицированного путем замены D–аланина на D–лактат (в присутствии антибиотика, ген локализован в плазмиде), не способного связываться с гликопептидными антибиотиками. Различают 3 основных фенотипических варианта:

â  van A- высокая устойчивость к ванкомицину и тейкопланину;

â  van B – умеренная или высокая устойчивость к ванкомицину и чувствительностью тейкопланину;

â  van C – низкий уровень резистентности к ванкомицину и чувствительностью к тейкопланину.

хинолоны

ç  резистентность к хинолонам связана с мутациями в генах ДНК-гиразы (топоизомере-А для пефлоксацина, офлоксацина, ципрофлоксацина и В для налидиксовой кислоты), приводящих к снижению аффинности фермента к препаратам,

ç  резистентность, связанная с нарушением проницаемости или активным выведением, встречается реже

фторхинолоны:

ломефлоксацин

s  мутация в субъединицах А и В ДНК-гиразы редко (частота 10^-8-10^-10) или топоизомеразе IV (структурные изменения в топоизомеразе А для пефлоксацина, офлоксацина, ципрофлоксацина);

s  нарушение проникновения в клетки препарата в связи с изменениями проницаемости наружной мембраны (общий с др. антибиотиками и возможно развитие перекрестной резистентности);

s  выброс антибиотиков из клетки;

s  синтез микроорганизмами альтернативных энзимов (бактериальная хромосома)

бацитрацин

  плазмидный механизм отсутствует

фузидин

§  резистентность обусловлена хромосомными мутациями

сульфаниламиды

ð  дублирующие ферменты биосинтеза витаминов (появление в результате мутаций новых ферментов, нечувствительных к действию ингибиторов). Устойчивость генетически связана с плазмидами (чаще), бактериальной хромосомой и транспозонами (обеспечивает быстрое внутри- и межвидовое распространение устойчивости).

триме-топрим

S  передаваемая плазмидами устойчивость связана с синтезом дигидрофолатредуктазы, которая значительно менее чувствительна к препарату (модификация точки приложения действия противобактериального средства). Генетически связана с плазмидами (чаще), бактериальной хромосомой и транспозонами (обеспечивает быстрое внутри- и межвидовое распространение устойчивости).

метро-нидазол

¶  резистентность H. pylori к метронидазолу связана с мутацией гена rdxA фермента нитроредуктазы, позволяющего перерабатывать органический азот. Мутантный ген обнаружен у 10-30% штаммов H. pylori, выделенных в Западной Европе и США и в 80% в развивающихся странах. Под действием нитроредуктазы метронидазол в мутантных штаммах H. pylori превращается в гидроксиламин – сильнейший мутаген и канцероген и риск рака желудка при лечении хеликобактериоза или терапии препаратом на фоне носительства.

резистентность к азолам у кандид

особенно характерно для С. albicans. Причинами резистентности являются:

ì  снижение проницаемости клеточной мембраны, наличие в ней системы активного выброса,

ì  суперпродукция мишени - Р450_14Dm.

3  Резистентность, ассоциированная с транспортом в клетку, может быть неодинакова для различных азолов: так, резистентность к флуконазолу не означает резистентности к итраконазолу.

кандид к ниста-тину и леворину

связана с мутационными изменениями цитоплазматической мембраны.