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磺胺类与甲氧苄啶(TMP)可分别抑制二氢叶酸合成酶与二氢叶酸还原酶,妨碍叶酸代谢,最终影响核酸合成,从而抑制细菌的生长和繁 殖(见42章). 二、抑制细菌细胞壁合成 细菌细胞膜外是一层坚韧的细胞壁,能抗御菌体内强大的渗透压,具有保护和维持细菌正常形态的功能。细菌细胞壁主要结构成分是胞壁 粘肽,由N-乙酰葡萄糖胺(GNAc)和与五肽相连的N-乙酰胞壁酸(MNA©)重复交替联结而成。胞壁粘肽的生物合成可分为胞浆内、胞浆膜 与胞浆外三个阶段。胞浆内粘肽前体的形成可被磷霉素与环丝氨酸所阻碍。磷霉素抑制有关酶系阻碍N-乙酰胞壁酸的形成:环丝氨酸通过抑制 D-丙氨酸的消旋酶和合成酶阻碍了N-乙酰胞壁酸五肽的形成。胞浆膜阶段的粘肽合成可被万古霉素和杆菌肽所破坏,它们能分别抑制MNA©: 五肽与脂载体结合并形成直链十肽二糖聚合物和聚合物转运至膜外受体的过程及脱磷酸反应。青霉素与头孢菌素类抗生素则能阻碍直链十肽二 糖聚合物在胞浆外的交叉联接过程。青霉素等的作用靶位是胞浆膜上的青霉素结合蛋白(PBPs),表现为抑制转肽酶的转肽作用,从而阻碍了 交叉联接。能阻碍细胞壁合成的抗生素可导致细菌细胞壁缺损。由于菌体内的高渗透压,在等渗环境中水分不断渗入。致使细菌膨胀、变形, 在自溶酶影响下,细菌破裂溶解而死亡。 三、影响胞浆膜的通透性 细菌胞浆膜主要是由类脂质和蛋白质分子构成的一种半透膜,具有渗透屏障和运输物质的功能。多粘菌素类抗生素具有表面活性物质,能 选择性地与细菌胞浆膜中的磷酯结合;而制霉菌素和二性霉素等多烯类抗生素则仅能与真菌胞浆膜中固醇类物质结合。它们均能使胞浆膜通透 性增加,导致菌体内的蛋白质、核苷酸、氨基酸、糖和盐类等外漏,从而使细菌死亡 四、抑制蛋白质合成 细菌为原核细胞,其核蛋白体为70S,由30S和50S亚基组成,哺乳动物是真核细胞,其核蛋白体为80S,由40S与60S亚基构成,因而它们 的生理、生化与功能不同,抗菌药物对细菌的核蛋白体有高度的选择性毒性,而不影响哺乳动物的核蛋白体和蛋白质合成。多种抗生素能抑制 细菌的蛋白质合成,但它们的作用点有所不同。①能与细菌核蛋白体50$亚基结合,使蛋白质合成呈可逆性抑制的有氯霉素、林可霉素和大环 内酯类抗生素(红霉素等)。②能与核蛋白体30S亚基结合而抑菌的抗生素如四环素能阻止氨基酰tRNA向30S亚基的A位结合,从而抑制蛋白 质合成。③能与30$亚基结合的杀菌药有氨基甙类抗生素(链霉素等)。它们的作用是多环节的。影响蛋白质合成的全过程,因而具有杀菌作 用。 五、抑制核酸代谢 喹诺酮类药物能抑制DNA的合成,利福平能抑制以DNA为模板的RNA多聚酶。 第三节细菌的耐药性 细菌的耐药性又称抗药性,一般是指细菌与药物多次接触后,对药物的敏感性下降甚至消失,致使药物对耐药菌的疗效降低或无效。 一、耐药性产生机制 1产生灭活酶灭活酶有两种,一是水解酶,如邱-内酰胺酶可水解青霉素或头孢菌素。该酶可由染色体或质粒介导,某些酶的产生为体质性 (组构酶);某些则可经诱导产生(诱导酶)。二是钝化酶又称合成酶,可催化某些基团结合到抗生素的OH基或NH2基上,使抗生素失活。 多数对氨基甙类抗生素耐药的革兰阴性杆菌能产生质粒介导的钝化酶,如乙酰转移酶作用于NH2基上,磷酸转移酶及核苷转移酶作用于OH基 上。上述酶位于胞浆膜外间隙,氨基甙类被上述酶纯化后不易与细菌体内的核蛋白体结合,从而引起耐药性。 2改变细菌胞浆膜通透性细菌可通过各种途径使抗菌药物不易进入菌体,如革兰阴性杆菌的细胞外膜对青霉素G等有天然屏障作用;绿脓 杆菌和其他革兰阴性杆菌细胞壁水孔或外膜非特异性通道功能改变引起细菌对一些广谱青霉素类、头孢菌素类包括某些第三代头孢菌素的耐 药:细菌对四环素耐药主要由于所带的耐药质粒可诱导产生三种新的蛋白,阻塞了细胞壁水孔,使药物无法进入。革兰阴性杆菌对氨基甙类耐 药除前述产生钝化酶外,也可由于细胞壁水孔改变,使药物不易渗透至细菌体内。 3.细菌体内靶位结构的改变链霉素耐药株的细菌核蛋白体30S亚基上链霉素作用靶位P10蛋白质发生改变:利福平的耐药性是细菌RNA多 聚酶的邹亚基发生改变,使其与药物的结合力降低而耐药。由质粒介导的对林可霉素和红霉素的耐药性,系细菌核蛋白体23S亚基的腺嘌呤甲 基化,使药物不能与细菌结合所致。某些肺炎球菌、淋球菌对青霉素G耐药,以及金葡菌对甲氧苯青霉素耐药,乃因经突变引起青霉素结合蛋 白(PBPs)改变,使药物不易与之结合。这种耐药株往往对其他青霉素(如苯唑或邻氯青霉素)和头孢菌素类也都耐药。 4.其他细菌对磺胺类的耐药,可由对药物具拮抗作用的底物PABA的产生增多所致:也可能通过改变对代谢物的需要等途径。 二、避免细菌耐药性的措施 为了克服细菌对药物产生耐药性,临床医生要注意抗菌药物的合理应用,给予足够的剂量与疗程,必要的联合用药和有计划的轮换供药。 此外,医药学专家还应努力开发新的抗菌药物,改造化学结构,使其具有耐酶特性或易于透入菌体。 第四节抗菌药的合理使用 由于抗菌药的使用,过去许多致死性的疾病已得到控制。但随着抗菌药物的广泛使用,特别是滥用,也给治疗带来许多新问题,如毒性反 应、过敏反应、二重感染、细菌产生耐药性等。因此,合理使用抗菌药物日益受到重视。 一、抗菌药临床应用的基本原则 (一)严格按照适应证选药 每一种抗菌药物各有不同抗菌谱与适应证。临床诊断、细菌学诊断和体外药敏试验可作为选药的重要参考。表37-1供选药时参考。此外 还应根据病人全身情况,肝、肾功能,感染部位,药物代谢动力学特点,细菌产生耐药性的可能性、不良反应和价格等方面因素综合考虑。 表37-1药敏试验中的抗菌药物选择 肠杆菌科 假单胞菌属 金葡菌 肠球菌属 流感杆菌磺胺类与甲氧苄啶(TMP)可分别抑制二氢叶酸合成酶与二氢叶酸还原酶,妨碍叶酸代谢,最终影响核酸合成,从而抑制细菌的生长和繁 殖(见42章)。 二、抑制细菌细胞壁合成 细菌细胞膜外是一层坚韧的细胞壁,能抗御菌体内强大的渗透压,具有保护和维持细菌正常形态的功能。细菌细胞壁主要结构成分是胞壁 粘肽,由N-乙酰葡萄糖胺(GNAc)和与五肽相连的N-乙酰胞壁酸(MNAc)重复交替联结而成。胞壁粘肽的生物合成可分为胞浆内、胞浆膜 与胞浆外三个阶段。胞浆内粘肽前体的形成可被磷霉素与环丝氨酸所阻碍。磷霉素抑制有关酶系阻碍N-乙酰胞壁酸的形成;环丝氨酸通过抑制 D-丙氨酸的消旋酶和合成酶阻碍了N-乙酰胞壁酸五肽的形成。胞浆膜阶段的粘肽合成可被万古霉素和杆菌肽所破坏,它们能分别抑制MNAc- 五肽与脂载体结合并形成直链十肽二糖聚合物和聚合物转运至膜外受体的过程及脱磷酸反应。青霉素与头孢菌素类抗生素则能阻碍直链十肽二 糖聚合物在胞浆外的交叉联接过程。青霉素等的作用靶位是胞浆膜上的青霉素结合蛋白(PBPs),表现为抑制转肽酶的转肽作用,从而阻碍了 交叉联接。能阻碍细胞壁合成的抗生素可导致细菌细胞壁缺损。由于菌体内的高渗透压,在等渗环境中水分不断渗入。致使细菌膨胀、变形, 在自溶酶影响下,细菌破裂溶解而死亡。 三、影响胞浆膜的通透性 细菌胞浆膜主要是由类脂质和蛋白质分子构成的一种半透膜,具有渗透屏障和运输物质的功能。多粘菌素类抗生素具有表面活性物质,能 选择性地与细菌胞浆膜中的磷酯结合;而制霉菌素和二性霉素等多烯类抗生素则仅能与真菌胞浆膜中固醇类物质结合。它们均能使胞浆膜通透 性增加,导致菌体内的蛋白质、核苷酸、氨基酸、糖和盐类等外漏,从而使细菌死亡。 四、抑制蛋白质合成 细菌为原核细胞,其核蛋白体为70S,由30S和50S亚基组成,哺乳动物是真核细胞,其核蛋白体为80S,由40S与60S亚基构成,因而它们 的生理、生化与功能不同,抗菌药物对细菌的核蛋白体有高度的选择性毒性,而不影响哺乳动物的核蛋白体和蛋白质合成。多种抗生素能抑制 细菌的蛋白质合成,但它们的作用点有所不同。①能与细菌核蛋白体50S亚基结合,使蛋白质合成呈可逆性抑制的有氯霉素、林可霉素和大环 内酯类抗生素(红霉素等)。②能与核蛋白体30S亚基结合而抑菌的抗生素如四环素能阻止氨基酰tRNA向30S亚基的A位结合,从而抑制蛋白 质合成。③能与30S亚基结合的杀菌药有氨基甙类抗生素(链霉素等)。它们的作用是多环节的。影响蛋白质合成的全过程,因而具有杀菌作 用。 五、抑制核酸代谢 喹诺酮类药物能抑制DNA的合成,利福平能抑制以DNA为模板的RNA多聚酶。 第三节 细菌的耐药性 细菌的耐药性又称抗药性,一般是指细菌与药物多次接触后,对药物的敏感性下降甚至消失,致使药物对耐药菌的疗效降低或无效。 一、耐药性产生机制 1.产生灭活酶 灭活酶有两种,一是水解酶,如β-内酰胺酶可水解青霉素或头孢菌素。该酶可由染色体或质粒介导,某些酶的产生为体质性 (组构酶);某些则可经诱导产生(诱导酶)。二是钝化酶又称合成酶,可催化某些基团结合到抗生素的OH基或NH2基上,使抗生素失活。 多数对氨基甙类抗生素耐药的革兰阴性杆菌能产生质粒介导的钝化酶,如乙酰转移酶作用于NH2基上,磷酸转移酶及核苷转移酶作用于OH基 上。上述酶位于胞浆膜外间隙,氨基甙类被上述酶钝化后不易与细菌体内的核蛋白体结合,从而引起耐药性。 2.改变细菌胞浆膜通透性 细菌可通过各种途径使抗菌药物不易进入菌体,如革兰阴性杆菌的细胞外膜对青霉素G等有天然屏障作用;绿脓 杆菌和其他革兰阴性杆菌细胞壁水孔或外膜非特异性通道功能改变引起细菌对一些广谱青霉素类、头孢菌素类包括某些第三代头孢菌素的耐 药;细菌对四环素耐药主要由于所带的耐药质粒可诱导产生三种新的蛋白,阻塞了细胞壁水孔,使药物无法进入。革兰阴性杆菌对氨基甙类耐 药除前述产生钝化酶外,也可由于细胞壁水孔改变,使药物不易渗透至细菌体内。 3.细菌体内靶位结构的改变 链霉素耐药株的细菌核蛋白体30S亚基上链霉素作用靶位P10蛋白质发生改变;利福平的耐药性是细菌RNA多 聚酶的β'亚基发生改变,使其与药物的结合力降低而耐药。由质粒介导的对林可霉素和红霉素的耐药性,系细菌核蛋白体23S亚基的腺嘌呤甲 基化,使药物不能与细菌结合所致。某些肺炎球菌、淋球菌对青霉素G耐药,以及金葡菌对甲氧苯青霉素耐药,乃因经突变引起青霉素结合蛋 白(PBPs)改变,使药物不易与之结合。这种耐药株往往对其他青霉素(如苯唑或邻氯青霉素)和头孢菌素类也都耐药。 4.其他 细菌对磺胺类的耐药,可由对药物具拮抗作用的底物PABA的产生增多所致;也可能通过改变对代谢物的需要等途径。 二、避免细菌耐药性的措施 为了克服细菌对药物产生耐药性,临床医生要注意抗菌药物的合理应用,给予足够的剂量与疗程,必要的联合用药和有计划的轮换供药。 此外,医药学专家还应努力开发新的抗菌药物,改造化学结构,使其具有耐酶特性或易于透入菌体。 第四节 抗菌药的合理使用 由于抗菌药的使用,过去许多致死性的疾病已得到控制。但随着抗菌药物的广泛使用,特别是滥用,也给治疗带来许多新问题,如毒性反 应、过敏反应、二重感染、细菌产生耐药性等。因此,合理使用抗菌药物日益受到重视。 一、抗菌药临床应用的基本原则 (一)严格按照适应证选药 每一种抗菌药物各有不同抗菌谱与适应证。临床诊断、细菌学诊断和体外药敏试验可作为选药的重要参考。表37-1供选药时参考。此外, 还应根据病人全身情况,肝、肾功能,感染部位,药物代谢动力学特点,细菌产生耐药性的可能性、不良反应和价格等方面因素综合考虑。 表37-1 药敏试验中的抗菌药物选择 肠杆菌科 假单胞菌属 金葡菌 肠球菌属 流感杆菌
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