REZISTENCE NA β-LAKTAMOVÁ ANTIBIOTIKA
Penicilin je nejstarším β-laktamová antibiotika; pozdější vývoj zařadili celou řadu β-laktamová na bázi antibiotik, jako je první generace až do čtvrté generace cefalosporinů, monobactams a karbapenemy. Téměř okamžitě po zavedení penicilinu byla pozorována rezistence u stafylokoků. Β-laktamová antibiotika v rozporu s syntézu buněčné stěny vazbou enzymů nazývaných penicilin-vazebné proteiny (Pbp)., Rezistence na β-laktamy je způsobena hlavně přítomností β-laktamáz, které ničí laktamový kruh, nebo přítomností změněných PBP, které nejsou těmito antibiotiky inhibovány. U Gram-pozitivních bakterií se β-laktamáza vylučuje do extracelulárního prostředí a u gramnegativních bakterií se vylučuje do periplastického prostoru. Zda je β-laktamové antibiotikum účinné proti bakterii, závisí na řadě faktorů (obr. 131.,1), včetně:2
•
koncentrace antibiotika v prostředí;
•
rychlost vstupu přes vnější membránu (v případě Gram-negativních bakterií);
•
množství β-laktamázu;
•
rychlost hydrolýzy na antibiotika u β-laktamázu; a
•
afinitu k Pbp pro antibiotika.
počet β-laktamáz se od zavedení penicilinu neustále zvyšuje. Β-laktamázy byly klasifikovány podle jejich funkčních aspektů.,3 Tento systém je založen na hydrolýze sazby pro řadu substrátů a úroveň inhibice kyselinou klavulanovou, ale jednoduché bodové mutace mohou změnit klasifikaci. Byly také klasifikovány podle nukleotidových sekvencí, které kódují β-laktamázy.4 třídy A, C A D mají na svém aktivním místě serin, zatímco třída B má na aktivním místě atom zinku. Třídy enzymů, které jsou kódovány převážně na plasmidy, vzhledem k tomu, že třídy C enzymy jsou obecně chromozomálně kódované, i když geny pro tyto β-laktamázy se nacházejí také stále na plazmidy., Enzymy třídy a jsou obecně ústavně vyjádřeny. Enzymové geny třídy C jsou přítomny téměř ve všech gramnegativních bacilích, s výjimkou Salmonella spp., ale jejich přítomnost nemusí nutně vést k odporu. Enzymy třídy C jsou obvykle indukovatelné a pro expresi aktivity β-laktamázy jsou zapotřebí celkem čtyři geny. Escherichia coli má geny ampC, ampD a ampG, ale postrádá Gen ampR. Proč E. coli má tři z těchto genů a postrádá čtvrtý, není jasné. Třída D je omezená skupina enzymů schopných hydrolyzovat oxacilin; souvisí s enzymy třídy C., Třída B má stále větší význam, protože mnoho z nich působí jako karbapenemasy. Β-laktamázy se pohybují mezi velikostí 30 a 40 kDa.
nejčastější β-laktamáz u Enterobakterií jsou TEM-1, TEM-2 a SHV-1 (TEM jsou první tři písmena ze jména pacienta, od kterého izolát byl získán; SHV je zkratka pro sulfhydrylové proměnné). Jedná se o jednoduché penicilináz a jejich aktivita může být inhibována sloučeniny, jako jsou kyselina klavulanová a tazobaktam, čímž deriváty penicilinu opět aktivní., Enzymy TEM a SHV však mohou snadno získat širší spektrum prostřednictvím mutací, což může vést k rezistenci vůči cefalosporinům třetí generace. Inaktivace aztreonamu, ceftazidimu, cefotaximu nebo ceftriaxonu je považována za ukazatel přítomnosti takové rozšířené spektrum β-laktamázy (ESBL). Tato antibiotika však mohou být také inaktivována nadprodukcí ampC.
Rezistence na cefalosporiny třetí generace byla poprvé popsána v roce 1983 a byl zprostředkován pomocí plasmidu kódování pro TEM-související β-laktamázy., Většina ESBL se vyskytuje v Klebsiella pneumoniae, ale také stále více v jiných Enterobacteriaceae. Β-laktamázy s rozšířeným spektrem jsou kódovány plazmidy a jsou vysoce přenosné. Bylo popsáno více než 160 typů TEM a 100 β-laktamáz typu SHV; téměř polovina jsou ESBL, ale nejméně 10 členů rodiny TEM již není inhibováno kyselinou klavulanovou(TEM rezistentní na inhibitory). Kromě toho je známo 60 CTX-m typu A 10 ESBL typu OXA. Kromě těchto běžně se vyskytujících rodin ESBL byly popsány i další ESBL.,5
Některé plazmidem cefalosporináz, které jsou také nazývány cephamycinases, jsou odvozeny od plazmidu-kódovaných ampC β-laktamázy, ale jsou vyráběny constitutively. Prevalence plasmid-kódovaných AmpC β-laktamáz mezi Enterobacteriaceae se zvyšuje. Další šíření těchto genů nemocnicí nebo komunitou může dále ohrozit použití cefalosporinů.
Další skupina zahrnuje karbapenemázy. Tyto enzymy inaktivují vysoce aktivní karbapenemy, jako je imipenem a nové karbapenemy, jako je ertapenem a doripenem., V minulosti byly tyto enzymy kódovány pouze chromozomálně, ale stále více se geny kódující tyto β-laktamázy nacházejí také na plazmidech. To povede ke zvýšení odolnosti proti karbapenemům. Rezistence je však stále vzácná s výjimkou Pseudomonas aeruginosa a Acinetobacter spp. Mnoho karbapenemáz patří do třídy B.byla však hlášena Oxa karbapenemáza, což je enzym třídy a. Kromě toho jsou známy tři k.pneumoniae karbapenemázy (KPC)., Tyto enzymy byly také hlášeny u jiných Enterobacteriaceae, včetně salmonel, a způsobily několik ohnisek ve východních USA.
změněné PBP jsou také hlavním důvodem rezistence vůči β-laktamovým antibiotikům. Změněná PBP se podílí na rezistenci na meticilin u stafylokoků. MRSA i meticilin rezistentní Staphylococcus epidermidis (MRSE) jsou důležitými příčinami nozokomiálních infekcí. Tyto infekce jsou obtížně léčitelné, protože MRSA i MRSE jsou obecně multirezistentní a náchylné pouze k omezenému počtu antibiotik.,
Tento PBP2a je kódován genem mecA. Regulace rezistence na meticilin je složitá. Exprese může být heterogenní a pouze několik buněk vyjadřuje fenotyp, i když všechny buňky jsou genotypicky identické a mají gen mecA. Mutací může být rezistentní fenotyp homogenní, což je případ většiny izolátů. Výraz je také ovlivněn plazmid-kódující β-laktamázy regulační (blair) systémy blaR1 a blaI induktor-repressor systém, který interaguje s mec-spojené mecR1 a mecI systému.,6 zdá se, že determinant mec pochází z koagulázově negativních stafylokoků, které mají mnohem vyšší prevalenci genu, a zdá se, že horizontální přenos probíhá pravidelně.
Gen mecA je umístěn na kazetě stafylokokového chromozomu (SCCmec). Bylo popsáno šest základních typů SCCmec na základě typu ccr genů a přítomnosti nebo nepřítomnosti kompletních genů mecI a mecR(MEC komplex a A B) (obr. 131.2). V rámci těchto základních typů byla pozorována značná změna., To je částečně způsobeno vložením odporových plazmidů a/nebo transpozonů do některých SCCmec. Geny ccr jsou site-specific rekombinázy, které rozpoznávají přímé opakování a podílejí se na mobilizaci prvků SCC a tím i jejich přenosu mezi různými stafylokoky. SCCmec je vždy integrován do genu orfX stafylokoků.7 kromě přítomnosti mecA jsou některé kmeny rezistentní na meticilin nadprodukci β-laktamáz.,8,9
Rezistence na penicilin v Streptococcus pneumoniae je také vzhledem k přítomnosti změněné Pbp, a tento mechanismus může být zodpovědný za chromozomálně zprostředkované penicilin rezistence N. gonorrhoeae. V Enterococcus faecium mutace v PBP5 jsou zodpovědné za rezistenci na ampicilin. Ampicilinová rezistence se často vyskytuje u kmenů spojených s nemocnicí. Klinické izoláty rezistentní na vankomycin jsou často také rezistentní na ampicilin.
snížení porinů u gramnegativních bakterií, jako jsou Enterobacteriaceae, a zejména u P.aeruginosa a Acinetobacter spp.,, přispívá k rezistenci β-laktamu, ale sama o sobě není dostatečná k tomu, aby odpovídala rezistenci.
