碳青霉烯酶进展.doc

碳青霉烯酶的研究进展 ??????????????????????????? 碳青霉烯类具有非常广泛的抗菌活性，因能抵抗大多数内酰胺酶的水解，故常用于产超广谱?-内酰胺酶（ESBL）和/或去阻遏?AmpC -内酰胺酶（AmpC）菌株引起严重感染的治疗但碳青霉烯耐药肠杆菌的出现，给临床治疗带来了极大困难。通常，革兰阴性菌对碳青霉烯类的耐药机制，一是?AmpC?酶过度表达联合OMP?丢失；二是?PBP?对碳青霉烯类亲和力的改变；三是碳青霉烯酶（Carbapenemases）的产生在这些机制中，最突出的是碳青霉烯酶。 一、?碳青霉烯酶的分类及有关细菌 碳青霉烯酶是指能够明显水解亚胺培南或美罗培南的一类β-2内酰胺酶?,包括?Ambler分子分类的?A、?B、?D 3类酶。 A类为丝氨酸酶?,其活性部位具有丝氨酸结构?,属于?Bush分群中的第?2f亚组。A?类碳青霉烯酶少见?,包括阴沟肠杆菌( I M I2 1和?NMC2 A)、?黏质沙雷菌中由染色体介导的?NMC2 A、?Sme2 1、?Sme2 2、?Sme2 3、I M I2 1酶?,以及肺炎克雷伯菌、?铜绿假单胞菌中质粒介导的?KPC1、GES2 2酶。这类酶都是青霉素酶?,他们对亚胺培南的水解活性强于美罗培南?,可以引起青霉素类、?氨曲南、?碳青霉烯类耐药?,而对第?3代头孢菌素通常敏感。三唑巴坦、?克拉维酸可以抑制此类酶?,但不被乙二胺四乙酸?( EDT A)所抑制。 ????Amble分类?D类为丝氨酸酶?,属于?Bush分群中的第?2d亚组?，其活性部位具有丝氨酸结构?,由blaOXA等位基因编码?,仅见于不动杆菌。 Amble分类?B类是金属酶?,属于?Bush分类?3组?,是一种需金属离子发挥活性的β-内酰胺酶?,由?bla I MP、?blaV I M、?blaSPM和?blaGI M编码?,可被EDT A所抑制?,染色体介导或质粒介导,存在于多种不同革兰阳性和革兰阴性细菌中。金属酶均可明显水解亚胺培南,能水解除单环类抗菌药物以外的绝大多数β-内酰胺类抗菌药物,但对于其他β-内酰胺类抗菌药物的水解能力有较大差异。临床使用亚胺培南等碳青霉烯类抗菌药物大大增加,?导致金属β-内酰胺酶产生率有不断上升的趋势。目前尚未开发出有效的金属酶抑制剂。 二、碳青霉烯酶的研究进展 对碳青霉烯酶的研究主要着重于对A、B、D 3类酶的种类、分布、生化特性、流行病学等的研究和相关菌株耐药性的研究。 （一）A、D类碳青霉烯酶的研究 1、A ???自从?20年多前发现第一个?A?类碳青霉烯酶以来，至今已发现?6?群不同的酶，包括?GES、?KPC、?SME、?IMI/NMC-A?、SHV-38和?SFC-1，其中?GES、KPC?和?IMI-2?由质粒编码，其他均由染色体介导?依据Bush-J-M?分类系统，这些酶分为?4个不同的表型 亚群，即?2br?、2be、?2e?和?2f?亚群。与其他?A?类?-内酰胺酶一 样，?A?类碳青霉烯酶利用活性位点丝氨酸残基灭活?-内酰胺类药物，可水解青霉素类、头孢菌素类、单酰胺类和碳青霉烯类，这种活性可被克拉维酸和他唑巴坦所抑制，但对?EDTA?不敏感。 ????成熟A?类碳青霉烯酶是单体酶，含有?265~269?个氨基酸残基，分子量为25~32kDa，?pI?为?5.8~9.7。与其他丝氨酸酶一样，?A 类碳青霉烯酶也通过?3?步催化机制（包括酰化和脱酰基）来发挥作用。与?D?类和?B?类碳青霉烯酶一样，对美罗培南的水解率低于亚胺培南，但对美罗培南的亲和力却始终高于亚胺培南。 尽管A?类碳青霉烯酶群体中的氨基酸序列一致性较低，但却具有能使它们水解碳青霉烯类的相似的蛋白折叠（Proteinfolds）。除SHV-38?以外，?A?类碳青霉烯酶的一个共同特征，是在Cys69和?Cys238之间均含有一个二硫键，这个键可以稳定蛋白折叠。二硫键是水解所有?-内酰胺类所必需的，并非仅针对碳青霉烯类的水解，它是稳定酶结构的一种需要。 目前，产?A?类碳青霉烯酶菌株感染仍较少见，大多为零星出现SME、IMI/NMC-A?和?SFC-1?均由染色体编码，尽管对碳青霉烯类表现为高水平耐药，但对超广谱头孢菌素仍保持敏感，因此，目前尚未引起广泛的临床问题。令人担忧的是?KPC?和GES?酶的出现与扩散。 2、D ???1993年?, PAT ON等报道的第一个具有碳青霉烯酶活性的β-2?内酰胺酶?,纯化于?1985年分离于苏格兰爱丁堡病人的多重耐药鲍曼不动杆菌,命名为?AR I2 1。。直到?2000年?,DONALD等对?AR I2 1酶的氨基酸进行序列分析?,将其命名为?OXA2 23。2000～2004年之间?,在世界各地又发现了?6种新的?D类碳青霉烯酶。随后又