Диссертация (1140384), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Американские специалистыдополняютэтотфторхинолоновсписокотдельными(норфлоксацина,критериямидлянесколькихломефлоксацина,офлоксацина,гатифлоксацина) и полимиксина В [226]. В условиях клинических воздействийсинегнойная палочка может формировать резистентность к каждому изперечисленных антибиотиков.Приобретенная резистентность к бета-лактамам у P. aeruginosa связана с(1)выработкойнеконституитивныхбета-лактамаз,(2)снижениемпроницаемости через мембранные порины и (3) эффлюкс-зависимым удалениемантибиотикаизпериплазматическогопространства.Уподавляющегобольшинства госпитальных изолятов – в 40-43% случаев - эти механизмысочетаются друг с другом [241].Средибета-лактамазP.aeruginosaвстречаютсяпредставителисразличными молекулярными характеристиками, сгруппированные R.
Ambler(1980) в четыре класса – А, В, С и D. [29]. Бета-лактамазы, принадлежащие кмолекулярному классу А и содержащие в своем активном центре серин,гидролизуют пенициллины, и с разной активностью могут разрушатьцефалоспорины и карбапенемы. Важнейшими бета-лактамазами класса АсинегнойнойпалочкиявляютсяKPC(от англ. «Klebsiella pneumoniae21carbapenemase» – карбапенемаза Klebsiella pneumoniae), IMI (от англ.«imipenemase» - имипенемаза), SME (от англ.
«Serratia marcescens enzyme» энзим Serratia marcescens), SFC (от англ. «Serratia fonticola carbapenemase» карбапенемаза Serratia fonticola). Ферменты молекулярного класса B - NDM (отсловосочетания New Delhi metallo-beta-lactamase, в котором отражено названиестолицы Индии, где впервые был обнаружен этот энзим), VIM (отсловосочетания Verona integron-encoded MBLs, в котором отражено названиегорода, где впервые был обнаружен этот фермент), IMP (от англ. «imipenemase»- имипенемаза) - являются цинк-зависимыми бета-лактамазами, то естьметалло-бета-лактамазами(МБЛ).Онигидролизуютвсебета-лактамы,исключая монобактамы. Бета-лактамазы P. aeruginosa, принадлежащие к классуD (OXA-тип сериновых бета-лактамаз), разрушают пенициллины, слабогидролизуют карбапенемы и не гидролизуют некоторы цефалоспорины [183].Сериновые бета-лактамазы молекулярного класса С - AmpC (от англ.«ampicillinase C» - ампициллиназа моллекулярного класса C), СMY (от англ.«cephamycinase» - цефамициназа), FOX (от англ.
«cefoxitinase» - цефокситиназа)- гидролизуют пенициллины, цефалоспорины (за исключением цефепима,цефтазидима, цефтазидима-авибактама, цефтолозана-тазобактама) и обладаютслабой гидролитической активностью в отношении карбапенемов [108].Значимость представителей этого класса в развитии карбапенемрезистентностидо настоящего времени вызывает вопросы.Адаптивныепредставляютилисобойприобретенныенеоднороднуюбета-лактамазыгруппуферментов,P.геныaeruginosaкоторыхлокализуются в хромосоме или плазмидах и часто входят в состав интегроновлибо мобильных генетических элементов (МГЭ). Присутствие бета-лактамаз уграмотрицательныхбактерийрегистрируетсявцитоплазмеипериплазматическом пространстве, значительное их количество ассоциированос наружной мембраной [87, 110].
Они попадают во внеклеточную среду, чтопроисходит, вероятно, в результате лизиса бактериальных клеток. Гены22природных и приобретенных бета-лактамаз у грамотрицательных бактерий (вотличиеотграмположительных)экспрессируютсяпостоянно[86].Носуществуют и исключения из этого правила. Таким исключением является беталактамаза AmpC. Её уровень выработки подвержен гибкой регуляции, чтоприобретает клиническое значение (см. ниже). Важно, что бета-лактамазы,обнаруженные у P.
aeruginosa, встречаются у представителей других видовграмотрицательныхбактерий,чтоподтверждаетширокуюпрактикугоризонтального переноса генов в мире бактерий (см. ниже).Неоднородность бета-лактамаз проявляется в их генетических основах ихимической структуре, а, следовательно, - в особенностях их субстратнойспецифичности и разной гидролитической активности в отношении беталактамов.
Из-за этого бета-лактамазы P. aeruginosa классифицируются нетолькосогласнокритериямAmbler[29],ноиподразделяютсянафункциональные группы в соответствии с субстратной специфичностью.Примеры бета-лактамаз P. aeruginosa с разными функциональными свойствамипредставлены в таб. 1.Интересно, что приобретенная резистентность к антисинегнойным беталактамам у P. aeruginosa может реализоваться с участием природной беталактамазы AmpC. Являясь природной для P. aeruginosa бета-лактамазойрасширенного спектра, в условиях гиперпродукции в сочетании с активациейэффлюкса и угнетением поринов, AmpC способна придавать бактериямрезистентностькантисинегнойнымцефалоспоринамикарбапенемам.Гиперпродукция AmpC индуцируется через два механизма [134, 188]. Первыйсвязан с воздействием на клетку бета-лактамов (показано на примерецефокситина и имипенема), которые резко увеличивают концентрацию 1,6ангидромуропептидов в периплазме, а, следовательно, и в цитоплазме.
1,6ангидромуропептиды взаимодействуют с транскрипционным регуляторомAmpR, конвертируя его в активатор гена ampC. Экспрессия ampC резкоповышается, и начинается гиперсинтез AmpC.Таблица 1Приобретенные (адаптивные) бета-лактамазы P. aeruginosaФункциональнаяМолекулярныйАнтибиотик –группакласс ферментовсубстрат (изферментовФерментыИсточникгруппыантисинегнойныхпрепаратов)АПенициллиныTEM-1, TEM-2, SHV-1[243]Группа 2beAПенициллины,TEM-4, TEM-21, TEM-24, TEM-42, TEM-116[243]цефалоспорины,SHV-2, SHV-2a, SHV-5, SHV-12[243]монобактамыCTX-M-1, CTX-M-2, CTX-M-43[243]PER-1, PER-2[243]VEB-1, VEB-1a, VEB-1b, VEB-2[243]GES-1, GES-8, GES-9[243]BEL-1, BEL-2[243]Пенициллины,PSE-1, PSE-3, PSE-4, PSE-5[243]тикарциллин-CARB-3, CARB-4[243]Группа 2cAклавуланат23Группа 2bПродолжение таблицы 1ФункциональнаяМолекулярныйАнтибиотик –группакласс ферментовсубстрат (изферментовФерментыИсточникгруппыантисинегнойныхпрепаратов)Группа 2dDПенициллины,OXA-1, OXA-2, OXA-3, OXA-4, OXA-5, OXA- [243]ингибиторо-6, OXA-10, OXA-13, OXA-20, OXA-46, OXA-защищенные50, OXA-56пенициллиныLCR-1Пенициллины,OXA-11, OXA-14 - OXA-19, OXA-28, OXA-31, [243]ингибиторо-OXA-32, OXA-35, OXA-45, OXA-74, OXA-147,защищенныеOXA-161,пенициллины,цефалоспорины,монобактамы[243]24Группа 2deDПродолжение таблицы 1ФункциональнаяМолекулярныйАнтибиотик –группакласс ферментовсубстрат (изферментовФерментыИсточникгруппыантисинегнойныхпрепаратов)Группа 2dfDПенициллины,OXA-40, OXA-50a, OXA-50b, OXA-50c, OXA- [243; 236]ингибиторо-50dзащищенные25пенициллины,цефалоспорины,карбапенемыГруппа 2fAПенициллины,KPC-2, KPC-5[243]ингибиторо-GES-2, GES-5[243]защищенныепенициллины,цефалоспорины,карбапенемыПродолжение таблицы 1ФункциональнаяМолекулярныйАнтибиотик –группакласс ферментовсубстрат (изферментовФерментыИсточникгруппыантисинегнойныхпрепаратов)Группа 3BIMP-1, IMP-2, IMP-4 - IMP-11, IMP-13 - IMP-16, [104]ингибиторо-IMP-18 - IMP-22, IMP-25, IMP-26, IMP-29 -защищенныеIMP-31, IMP-33, IMP-35, IMP-37, IMP-40, IMP-пенициллины,41, IMP-43 - IMP-45, IMP-48цефалоспорины,VIM-1 - VIM-11, VIM-13 - VIM-18, VIM-20,карбапенемыVIM-28, VIM-30, VIM-36 - VIM-38, VIM-4326Пенициллины,SPM-1[243]GIM-1[243]NDM-1[117]AIM-1[184]SIM-1[184]FIM-1[104]27К такому же эффекту приводит другой механизм, связанный снарушением функции цитоплазматического фермента AmpD, вызывающегорасщеплениефизиологическиобразующихся1,6-ангидромуропептидов.Избыточное накопление 1,6-ангидромуропептидов через взаимодействие сAmpR и гиперэкспрессию ampC вызывает гиперпродукцию AmpC.
При этомэкспрессия ampC идет в функциональном синергизме угнетением синтезапоринов OprD и активации помп MexAB-OprM [188]. В итоге это приводит квозникновениюрезистентностикантисинегнойнымцефалоспоринамикарбапенемам.Недавниеисследованиякосвенноподтверждаютвозможностьмодификации мишени для развития резистентности к бета-лактамам. Из десятикарбапенемрезистентных штаммов P. aeruginosa (клональный комплекс 274),изолированных от больных муковисцидозом, лишь один не имел нарушенийструктуры пенициллин-связывающих белков - PBP (от англ.
«penicillin-bindingproteins») [138]. Пять изолятов несли признаки модификации PBP3 и один –PBP1А. Десять из одиннадцати чувствительных к бета-лактамам штаммов тогоже клонального комплекса не имели признаков изменения PBP; единственный вэтой группе изолят с мутированным PBP3 имел пограничные значения МПКцефепима.Помимо бета-лактамаз и модификации мишени, в формированиерезистентности к бета-лактамам существенный вклад вносят еще два механизма– нарушение проницаемости пориновых структур (инактивация порина) игиперактивность эффлюкс-систем (гиперэффлюкс).Для P. aeruginosa описано 64 пориновых структуры. Физиологическаярольпориновыхструктурзаключаетсяворганизациинаправленноготранспорта внутрь клеток низкомолекулярных субстратов - аминокислот,сахаров, солей, органических кислот, которые необходимы для бактериальногометаболизма [235].
Число неспецифических поринов в наружной мембране P.aeruginosa гораздо меньше, чем в наружных мембранах других бактерий.28Именно с этим связывают низкую проницаемость барьерных структурсинегнойной палочки для антимикробных субстратов [78, 224]. Описанонесколько семейств поринов P. aeruginosa (таб. 2). Порины семейства OprF необладают высокой специфичностью и отвечают за проникновение внутрьбактерильной клетки сахаров, ионов железа, нитратов и нитритов [35, 132, 155,252]. Через порины семейства OprB в бактериальную клетку поступают сахара,OprP – фосфаты, OprO – пирофосфаты, OprG - аминокислоты (аланин, глицин,серин, валин) [60].Порины семейства Occ отвечают за проникновение в клетку соединений,несущих карбоксильную группу, в том числе некоторых антибактериальныхсредств (таб.
2). На основе филогенетического анализа они разделяются на дваподсемейства: OccK и OccD [60].Что касается карбапенемов, то главным каналом для их транспорта внутрьбактерий является порин OprD (или ОссD1) [191]. Хотя для карбапенемовсуществуют и альтернативные пути поступления в клетку – порины OpdD(OccK7) и OpdP (OccD3), считается, что именно с дефектами каналов OprD(ОссD1)связанодинизсамыхзначимыхмеханизмовкарбапенемрезистентности P. aeruginosa [49, 216].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
