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PBPs与革兰阳性菌的关系介绍

2022.7.11

  革兰阳性细菌细胞壁可自由透过β-内酰胺类抗菌药物,除产生β-内酰胺酶菌株外,革兰阳性菌一般对青霉素敏感,PBPs介导的耐药在临床上最常见的是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。然而据报道,发现在肠球菌中已经出现了耐万古霉素菌株,这种耐药性可在实验中转移到金黄色葡萄球菌中去。在正常情况下,金黄色葡萄球菌有5种PBP,为其固有蛋白质,其分子量分别为87ku(PBP1),80ku(PBP2)、75ku(PBP3)、70ku(PBP3)和41ku(PBP4),其中PBP1、PBP2、PBP3是细菌所必需的且与β-内酰胺类抗菌药物具有高度的亲和性。而耐甲氧西林金黄色葡萄球菌中的PBP2a,分子量为78ku为耐药菌株所特有的,不是菌体必需的蛋白质,但有了它细菌就可以对青霉素产生耐药。PBP2a可由β-内酰胺类抗菌药物诱导产生并且与β-内酰胺类抗菌药物亲和力很低,所以很少被该类抗菌药物结合 [4] 。PBP2a具有其他高亲和力PBPs的功能,当高亲和力的PBPs被β-内酰胺类抗菌药物结合而失去功能时,PBP2a的存在仍能维持细菌生长与存活,使其成为耐药菌株,因而PBP2a是MRSA对β-内酰胺类抗菌药物耐药的主要机制。有证据表明,不同的β-内酰胺类抗菌药物对PBP2a的诱导有差别,并非结构基因(mecA)的突变。临床分离的中度耐头孢氨苄和头孢拉定的金黄色葡萄球菌,发现其耐药性与PBP3亲和力降低有关,将PBPs基因通过转化方式可使敏感菌产生耐药性。青霉素结合蛋白在革兰阳性菌细胞壁合成过程中起着关键的作用。因其种类繁多,编码基因不同,分子质量大小也有很大的差异,但其作为肽聚糖合成中的关键酶类的功能相近。葡萄球菌耐药菌株中新出现的低亲和力的PBPs阻止了β-内酰胺类抗菌药物对细菌的抑制作用,当其他高亲和力的PBPs由于抗菌药物结合而失去活性时,这些低亲和力的PBP,补偿其他PBP,从高抗菌药物亲和力向低亲和力方向改变,从而出现耐药性。在发生β-内酰胺类抗菌药物耐药时,PBPs相应的基因发生变异,构成了细菌耐药机制中的重要部分,因此进一步深入研究革兰阳性菌的PBPs及其相关耐药机制,将对临床用药及新药开发提供重要参考。

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