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1、,微生物耐药机制 为什么要测MIC 如何用好微生物报告,细菌耐药机制,革兰氏染色阴性细菌耐药机制 革兰氏染色阳性细菌耐药机制,革兰氏染色阴性细菌细胞结构,革兰氏染色阴性细菌,革兰氏阴性细菌外部结构. 1.外部注水的通道帮助运输营养物质和一些低分子物质(包括抗生素) 2.在细胞的表面是脂多糖,是细菌内毒素的组成部分,它决定了细菌的致病性同时也使它带上了负电荷 3.脂蛋白在外部膜和胞壁质层之间,胞壁质层是由肽聚糖构成的主要功能是维持细胞的基本形状. 4.蛋白质和磷脂嵌在细胞质中.(许多蛋白质对细菌细胞代谢起酶催化作用) 总之外部膜对细胞主要启到第一道渗透屏 障以维护外周胞质中的蛋白不流失.细胞 质
2、中包含细菌细胞染色体和RNA等其它一 些结构,革兰氏阳性细菌,革兰氏阳性细菌外部结构比阴性细菌更简单 头发状物质是磷壁(酸)质目的是加固胞壁质层.胞壁质层(细胞壁)也比阴性菌厚. 其它的部分如蛋白质,细胞质膜,细胞质和其它结构和阴性细菌相同,抗生素作用机制,阻碍细胞壁合成 内酰胺类药物 万古霉素 抑制蛋白质合成 大环内酯类 氯林可霉素,氯霉素(50S) 四环素,氨基糖苷类(30S) 干扰细菌DNA合成 喹诺酮类 抑制代谢途径 甲氧苄氨嘧啶和磺胺药物(可单独或结合使用),阻碍细胞壁合成(阴性细菌),阻碍细胞壁合成(阴性细菌),阻碍细胞壁合成(阴性细菌),阻碍细胞壁合成(阴性细菌),阻碍细胞壁合成
3、(阴性细菌),阻碍细胞壁合成(阳性细菌),阻碍细胞壁合成(阳性细菌),阻碍细胞壁合成(阳性细菌),阻碍细胞壁合成(阳性细菌),多粘菌素杀菌模式,多粘菌素杀菌模式,多粘菌素杀菌模式,多粘菌素杀菌模式,抑制蛋白质合成(氨基糖苷类(30S)模式,抑制蛋白质合成(氨基糖苷类(30S)模式,抑制蛋白质合成(氨基糖苷类(30S)模式,抑制蛋白质合成(氨基糖苷类(30S)模式,抑制蛋白质合成(氨基糖苷类(30S)模式,抑制蛋白质合成(氨基糖苷类(30S)模式,抑制蛋白质合成(大环内酯类 (50S)模式,抑制蛋白质合成(大环内酯类 (50S)模式,抑制蛋白质合成(大环内酯类 (50S)模式,干扰细菌DNA合成
4、(喹诺酮类),干扰细菌DNA合成(喹诺酮类),干扰细菌DNA合成(喹诺酮类),干扰细菌DNA合成(喹诺酮类),细菌耐药机制,1.细菌产生酶如内酰胺酶,在抗生素未到达 靶位时就将抗生素消灭 2.细菌的细胞壁变得抗生素无法渗入 3.抗生素的靶点发生突变使抗生素无法再结合上 去 4.细菌细胞内形成排放泵,在抗生素到达靶位前将 其排出 5.变化细菌DNA改变靶位酶的代谢途径使抗生素无法结合, 或者通过获得新的遗传信息,使细菌在代谢中不再使用靶 位酶,细菌产生酶如内酰胺酶,在抗生素未到达 靶位时就将抗生素消灭,细菌产生酶如内酰胺酶,在抗生素未到达 靶位时就将抗生素消灭,细菌产生酶如内酰胺酶,在抗生素未到
5、达 靶位时就将抗生素消灭,细菌产生酶如内酰胺酶,在抗生素未到达 靶位时就将抗生素消灭,细菌的细胞壁变得抗生素无法渗入,细菌的细胞壁变得抗生素无法渗入,细菌细胞内形成排放泵,在抗生素到达靶位前将其排出,细菌细胞内形成排放泵,在抗生素到达靶位前将其排出,细菌细胞内形成排放泵,在抗生素到达靶位前将其排出,细菌细胞内形成排放泵,在抗生素到达靶位前将其排出,细菌产生酶如内酰胺酶,在抗生素未到达 靶位时就将抗生素消灭,细菌产生酶如内酰胺酶,在抗生素未到达 靶位时就将抗生素消灭,细菌耐药性的产生,1.遗传突变 2.获得性耐药,遗传突变,遗传突变,遗传突变,遗传突变,获得性耐药,通过染色体变异获得环 丙氟哌酸
6、耐药性,获得性耐药,遇到另一个原生质中 有氨苄青霉素耐药基 因的细菌,获得性耐药,形成桥状物质,我们称 为菌毛,将耐药基因从 一个细菌传到另一个 细菌,获得性耐药(转化的方式),获得性耐药(转化的方式),获得性耐药(转化的方式),获得性耐药(转化的方式),为什么要测微生物的MIC 有些药物已经不再适用K-B法 MIC值对临床治疗更有针对性,VISA - falsely “S” by previous (CLSI M100-S18) vancomycin disk diffusion breakpoints,Vancomycin Zone Diameter vs. MIC S. aureus,V
7、ancomycin MIC (g/ml),Vancomycin Zone (mm),former (2008) 15 mm cutoff,VISA,VRSA,VSSA,对于耐药问题的临床对策,1.使用抗生素时必须遵循： 避免将抗生素用于单纯的咳嗽和感冒； 避免用抗生素来治疗病毒感染，如病毒性咽炎； 对于健康妇女的非复杂性膀胱炎，抗生素限制使用三天； 限制使用电话开抗生素处方，特殊情况例外； 窄谱抗生素可奏效的情况下不用广谱抗生素； 抗生素处方应尽可能以细菌培养和药敏的结果为依据；,对于耐药问题的临床对策,在治疗过程中应根据需要修改抗菌治疗方案； 外科预防性使用抗生素，要根据抗生素药理、药代的特
8、点以及目标病原菌的不 同，选用合适的抗生素，确定合理的给药时间和给药期间； 使用抗生素治疗细菌感染时，要防止细菌尚未完全清除的情况下过早的停用， 亦要避免在没有督察的情况下长时间滥用； 在选用抗生素时要考虑价格/效力比。,抗菌药PK/PD理论的产生背景,近十多年来，人们在临床实践中发现许多口服抗菌药物按照NCCLS药敏试验的分界点来判断药敏试验结果，常常与药代动力学、微生物学以及临床结果不符。 这一发现引起了实验和临床抗感染专家的重视，他们努力探索，希望在药代动力学(PK)和药效动力学(PD)模型的基础上，将临床转归，致病菌是否清除以及药敏试验结果结合起来，以建立一个全新的方法来指导临床用药。
9、 在专家学者们的努力下，这一研究工作取得了许多卓著的成就和发现，一个全新的抗菌药PKPD理论呈现在我们的面前。,抗菌药临床药理学的研究范畴,药代动力学(Pharmacokinetics,PK) 研究抗菌药的吸收、分布和清除，这三个方面结合在一起决定着药物在血清、体液和组织中浓度的时间过程，这一过程与药物的剂量有一定的关系。 药效动力学(Pharmacodynamics,PD) 研究药物的作用机制以及药物浓度与药物效果、药物毒性的关系。 对于抗菌药物而言，研究抗菌药抗菌活性变化的时间过程，这是抗菌药学的核心问题，与临床疗效有着直接关系，它决定了达到成功治疗的给药剂量和给药方法，为此必须将药代动力
10、学和药效动力学两者结合起来。,药代动力学参数 ,生物利用度(F) 峰浓度(Cmax，Cpeak) 达峰时间(Tmax 或Tpeak) 表观分布容积(Vd) 半衰期(T12) 清除率(CL) 消除速率常数(Ke) 血药浓度时间曲线下面积(AUC),药时曲线,AUC,Cmax,T1/2 ,抗菌药药效动力学参数,最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration , MIC) 是抗菌药物对病原菌抗菌活性的主要定量参数，是指引起细菌肉眼观察下未见生长的药物最低浓度。 最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration ,MBC) 是能使活细菌
11、数量减少到起始数量的0.1%的药物最低浓度，该指标亦常作为描述药物抗菌活性的主要定量指标。,抗菌药药效动力学参数 MIC and MBC参数的不足,MIC和MBC反映的是抗菌药的(体外)抗菌活性或抗菌潜能，但不能反映抗菌活性在体内的时间过程。 例如MBC不能提供抗菌药的杀菌速度，不能预言增加药物浓度是否可以提高杀菌速度 MIC也不能反映细菌在接触抗菌药物后，被抑制的状态能持续多少时间。,抗菌药药效动力学参数,抗生素后效应(postantibiotic effect ，PAE) 是指细菌暴露于抗菌药后，在洗去抗菌药的情况下，数量增加十倍(1log10单位)所需的时间(与对照组的差)。PAE的大小
12、反映抗生素作用后细菌再生长延迟相的长短，亦反映抗菌药作用于细菌后的持续抑制作用，故而又称持续效应(Persistent effects) 对于G球菌，所有抗生素都有PAE； 对于G-菌，干扰蛋白和核酸合成的抗菌药都有延长的PAE 短PAE或无PAE见于-内酰胺类对G-菌，例外的是碳青霉烯类，它们对绿脓假单胞菌的PAE延长。,抗菌药药效动力学参数 抗生素后效应(PAE）-续,PAE在体内是变化的，动物感染模型的研究发现： 体外PAE不能预见体内的PAE，多数情况下，体内的PAE长于体外PAE，在白细胞存在时，氨基甙类和喹诺酮类的PAE将更长； 体外链球菌对-内酰胺类的PAE延长，而体内未见延长；
13、 体外在长给药间隔或重复给药后氨基甙类的PAE降低或消失，但体内实验未发现此结果。,抗菌药药效动力学参数,亚抑菌浓度下的抗生素后效应(PA SME) 是指细菌暴露于高浓度(10MIC)抗菌药后，在低于MIC的药物浓度下，数量增加十倍(1log10单位)所需的时间(与对照组的差)。PA SME的意义与PAE相似，不同的是将细菌暴露于高浓度抗菌药物后，继续置于低药物浓度(MIC)下，观察其再生长的延迟相。 PA SME较之PAE更符合体内情况 亚抑浓度下可导致细菌慢生长并有形态改变 Sub-MIC的后效应在体内长于体外。,抗菌药药效动力学参数,抗菌素后白细胞活性增强效应 (Postantibiot
14、ic Leukocyte enhancement,PALE) 在一些抗菌药物的作用后，白细胞吞噬活性或胞内杀菌作用表现出明显的增强， 这可以看作是另一种形式的抗生素后效应，表型是PAE延长(体内和体外)。阿奇霉 素的PALE较强，这是它不同于其他大环内酯类抗生素的一个重要原因，产生较长 PAEs的抗菌药倾向于显示最大的PALE，氨基甙类和喹诺酮类在白细胞存在时，通 常可使PAE延长一倍(对于G-菌)，但白细胞对PAE小的抗生素，如-内酰胺类未见 有明显的增强效果。,抗菌药药效动力学参数,杀菌曲线(time-kill curves): 将不同浓度(如12、1、4、16、64MIC)的抗菌药物加入
15、菌液中，于不同时间取菌药混合物作菌落计数，绘制时间菌浓度曲线，即杀菌曲线,抗菌药（疗效）分类的实验性证实 动物感染模型的实验性治疗,抗菌药药效学研究表明：各种（哺乳）动物间在PK和PD参数和疗效上十分相似，同时临床效果和细菌学疗效上也十分相似或相关。因此，动物感染模型实验性治疗效果的观察，可用来作为抗菌药（疗效）分类的依据。亦可作为人体剂量设计的参考或参照。,抗生素的PK/PD分类,Shah等将抗菌药分成两个基本的杀菌活性模式，或称作为两个群: 浓度依赖的杀菌剂 抗生素后效应长，浓度与杀菌活性正相关，主要参数为24-hr AUC/MIC 或 Peak/MIC,如氨基甙类、喹诺酮类、 万古霉素、
16、甲硝唑类和阿奇霉素等 时间依赖的杀菌剂 杀菌率在低倍MIC时即已饱和(通常45MIC)，在此浓度以上杀菌速度及强度 不再增加，抗生素后效应无或很短，主要参数为TimeMIC，如-内酰胺类，大 环内酯类(除外阿奇霉素)、克林霉素等。,抗菌药的PK/PD分类,Time above the MIC 40%interval,用PK/PD参数确定 细菌对抗菌药物的敏感限,浓度依赖性抗生素，可用Cmax/10作为敏感限； 时间依赖性抗生素，可根据Cmax（以头孢匹胺为例，为264mg/L）,T 1/2 (4.5h)，计算： 按一级动力学过程有公式： A=A0(1/2)n 以Time over MIC达40
17、interval为敏感限： 12h(interval) 40%=4.8h,为(4.8/4.5）=1.07 T 1/2 则敏感限为A 4.8h=264x(1/2)1.07 =125mg/L,用PK/PD参数确定 细菌对药物的敏感限（再以马斯平为例）,1.马斯平为-内酰胺类药物，系时间依赖的抗菌素。 2.按马斯平单次静脉给药1000mg计，Cmax 为78.7mg/L ，T1/2为2小时 3.按一级动力学过程有公式： A=A0（1/2）n Time over MIC 达40%给药间隔作为敏感限 12h40%=4.8h 4.8h为（4.8/2）2.4个半衰期 则此时血药浓度（即敏感限）为 : A 4
18、.8h=A0（1/2)n =78.7（1/2）2.4=14.9mg/l,药动/药效学敏感限因给药方法而变： 马斯平30min内注射（q12h,平均T1/2为2h),500mg 1g 2g iv Tmax 38.2 78.7 161.3 mg/l PK/PD敏感限* 7.2 14.9 30.6 mg/l im Tmax 12.5 26.3 51.3 mg/l PK /PD敏感限 2.4 5.0 9.7 mg/l,*time /MIC40%计算,根据PK/PD理论调节给药间隔可提高时间依赖抗菌药的临床疗效（举例）,某药为时间依赖的抗菌药，每12h给药一次，其Cmax为40mg/L,T 1/2 为2h。 若感染菌的MIC为10mg/L,问上述给药方法能否有效抗感染？ 若每8h给药一次呢？,xie,谢谢大家,