آليات مقاومة المضادات الحيوية

مقاومة المضادات الحيوية هي قدرة البكتيريا الموروثة على النمو في وجود تركيز دوائي يثبطها عادةً. على الرغم من تنوع الأدوية المضادة للبكتيريا، تتغلب عليها البكتيريا من خلال مجموعة صغيرة من الاستراتيجيات الكيميائية الحيوية — تعطيل الدواء، أو تعديل أو حماية هدفه، أو منع دخوله، أو ضخه إلى الخارج — والتي يمكن أن تكون مشفرة على الكروموسوم أو مكتسبة من بكتيريا أخرى.

Definition

مقاومة المضادات الحيوية هي قدرة التجمع البكتيري على البقاء والتكاثر عند تركيزات دوائية تثبط السلالات الحساسة، ويتم تحقيق ذلك من خلال التعطيل الإنزيمي للدواء، أو تغيير الهدف أو حمايته، أو تقليل النفاذية، أو الإخراج النشط، المشفر عن طريق الطفرة أو الجينات المكتسبة.

Scope

ينظم هذا المدخل المقاومة إلى آلياتها الكيميائية الحيوية الأساسية وأساسها الجيني، مميزًا المقاومة الجوهرية عن المقاومة المكتسبة، وشارحًا كيف ينشر الانتقال الأفقي للجينات محددات المقاومة. إنه موضوع مرجعي وتعليمي حول كيفية عمل المقاومة؛ ولا يتناول إدارة العدوى المقاومة.

Core questions

• ما هي الآليات الكيميائية الحيوية الأربعة الرئيسية للمقاومة؟
• كيف تختلف المقاومة الجوهرية عن المقاومة المكتسبة؟
• كيف تنشر العناصر الوراثية المتنقلة جينات المقاومة بين البكتيريا؟
• لماذا تتراكم مقاومة الأدوية المتعددة في بعض التجمعات البكتيرية؟

Key concepts

• التعطيل الإنزيمي للدواء (مثل بيتا-لاكتاماز، إنزيمات تعديل الأمينوغليكوزيد)
• تعديل الهدف وحماية الهدف
• تقليل النفاذية (فقدان البورين)
• مضخات الإخراج النشط
• المقاومة الجوهرية مقابل المقاومة المكتسبة
• الانتقال الأفقي للجينات (البلازميدات، الترانسبوزونات، الإنتغرونات)
• ضغط الانتقاء ومقاومة الأدوية المتعددة

Mechanisms

تعمل المقاومة من خلال أربع استراتيجيات متكررة. أولاً، التعطيل الإنزيمي، حيث تنتج البكتيريا إنزيمات تغير الدواء كيميائيًا أو تدمره — وتعد إنزيمات بيتا-لاكتاماز التي تحلل حلقة البيتا-لاكتام هي النموذج الأصلي (بوش وبرادفورد، 2016). ثانيًا، تعديل الهدف أو حمايته، حيث تقلل الطفرة، أو التعديل الإنزيمي للهدف (مثل مثيلة الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي)، أو البروتين الواقي من ارتباط الدواء. ثالثًا، تقليل الامتصاص، غالبًا من خلال فقدان أو تغيير بروتينات البورين في الغشاء الخارجي. رابعًا، الإخراج النشط، حيث تطرد مضخات الغشاء الدواء، وغالبًا ما يكون لها نطاق واسع من الركائز مما ينتج عنه مقاومة متعددة الأدوية (بلير وآخرون، 2015؛ أليكشن وليفي، 2007). وراثيًا، تكون المقاومة إما جوهرية (خاصية متأصلة في النوع) أو مكتسبة عن طريق طفرة كروموسومية أو عن طريق الانتقال الأفقي للجينات؛ وتحمل البلازميدات، والترانسبوزونات، والإنتغرونات جينات المقاومة وتخلطها بين السلالات والأنواع، مما يسرع انتشارها (بارتريدج وآخرون، 2018).

Clinical relevance

تفسر الآليات الكيميائية الحيوية والوراثية للمقاومة سبب اختبار كائنات حية معينة لمقاومة أدوية معينة وكيف تنتشر المقاومة عبر التجمعات السكانية، وهو ما يكمن وراء المراقبة ومكافحة العدوى والإشراف. يصف هذا المدخل تلك الآليات للتوجيه والدراسة ولا يقدم إرشادات حول علاج العدوى المقاومة.

Epidemiology

تعد مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية سببًا عالميًا رئيسيًا للوفاة، حيث ارتبطت بوفاة ما يقدر بنحو 4.95 مليون شخص في عام 2019، ونُسبت مباشرة إلى حوالي 1.27 مليون حالة وفاة (موراي وآخرون، 2022). تسمح حركة جينات المقاومة على البلازميدات والترانسبوزونات والإنتغرونات بعبور المحددات بين الأنواع وتجمعها في سلالات مقاومة لأدوية متعددة (بارتريدج وآخرون، 2018).

History

تم التعرف على المقاومة بعد وقت قصير من بدء استخدام أول مضادات البكتيريا، وتم وصف نشاط بيتا-لاكتاماز حتى قبل الانتشار السريري الواسع للبنسلين. على مدى العقود التالية، أعاد اكتشاف المقاومة المحمولة على البلازميدات واكتشاف الإنتغرونات والترانسبوزونات تعريف المقاومة كسمة قابلة للانتقال ومتنقلة بيئيًا بدلاً من كونها خاصية ثابتة لسلالات فردية (أليكشن وليفي، 2007؛ بارتريدج وآخرون، 2018).

Key figures

• Stuart B. Levy
• Laura J. V. Piddock
• Julian Davies

Seminal works

• blair-2015
• alekshun-levy-2007
• partridge-2018

Frequently asked questions

ما هي الآليات الرئيسية التي تقاوم بها البكتيريا المضادات الحيوية؟

أربع استراتيجيات متكررة: تعطيل الدواء بالإنزيمات، تعديل أو حماية هدف الدواء، تقليل دخول الدواء إلى الخلية، وضخ الدواء إلى الخارج عبر الإخراج.

كيف تنتشر مقاومة المضادات الحيوية بين البكتيريا؟

بشكل كبير من خلال الانتقال الأفقي للجينات، حيث تنتقل جينات المقاومة المحمولة على عناصر متنقلة مثل البلازميدات والترانسبوزونات والإنتغرونات بين البكتيريا، وأحيانًا عبر أنواع مختلفة.