Механізми антимікробної резистентності
Механізми антимікробної резистентності — це біохімічні та генетичні стратегії, за допомогою яких мікроорганізми виживають під впливом препаратів, що в іншому разі пригнічували б або вбивали їх. Вони поділяються на невелику кількість повторюваних категорій — запобігання потраплянню препарату до його мішені, модифікація або захист мішені, ферментативна інактивація препарату та набуття генів, що кодують ці ознаки — які разом пояснюють більшість клінічно значущої резистентності.
Definition
Механізми антимікробної резистентності — це успадковані або адаптивні клітинні процеси — знижене поглинання препарату, активний відтік, зміна або захист мішені, ферментативна інактивація препарату та обхідні шляхи — які дозволяють мікроорганізму рости в присутності концентрації антимікробного засобу, що пригнічує чутливі організми.
Scope
Цей розділ знайомить читача з тим, як виникає антимікробна резистентність на молекулярному рівні. Він розглядає генетичну основу резистентності, горизонтальне перенесення генів резистентності, модифікацію мішені та активний відтік, а також ферментативну інактивацію препарату, і вказує на детальні теми, що розвивають кожну з них. Він розглядає резистентність як мікробіологічне та генетичне явище, а не як керівництво з клінічного менеджменту.
Sub-topics
Core questions
- Які основні біохімічні шляхи антимікробної резистентності?
- Як кодуються, мутують і поширюються між організмами детермінанти резистентності?
- Чим відрізняється модифікація мішені, відтік та ферментативна інактивація за своєю молекулярною логікою?
- Чому одні й ті самі механістичні категорії повторюються в багатьох класах препаратів та видів?
Key concepts
- Природна проти набутої резистентності
- Знижена проникність та активний відтік
- Модифікація мішені та захист мішені
- Ферментативна інактивація препарату
- Хромосомна мутація
- Горизонтальне перенесення генів
- Резистом
Mechanisms
Резистентність досягається за допомогою обмеженого набору стратегій, які повторюються в різних класах препаратів. Клітина може не допускати потрапляння препарату, знижуючи проникність мембрани або викачуючи його назовні за допомогою транспортних білків відтоку; вона може змінити молекулярну мішень так, щоб препарат більше не зв'язувався, або виробляти білок, що захищає мішень; або вона може руйнувати чи хімічно модифікувати препарат за допомогою специфічних ферментів. Обхідні шляхи та надпродукція мішені надають додаткові шляхи. Ці фенотипи виникають або внаслідок мутації хромосомних генів, або внаслідок набуття генів резистентності, що переносяться на плазмідах, транспозонах та інтегронах, і один резистентний організм часто поєднує кілька механізмів одночасно (Blair et al., 2015; Munita & Arias, 2016).
Clinical relevance
Розуміння механізмів резистентності лежить в основі того, як лабораторії інтерпретують тестування на чутливість, і як нагляд розрізняє природну та набуту резистентність; це довідкова інформація для оцінки того, чому певні комбінації препаратів та організмів є успішними або невдалими. Вона описує біологію, що стоїть за резистентністю, і не є джерелом рекомендацій щодо дозування або індивідуального лікування.
Epidemiology
Детермінанти резистентності є давніми та поширеними: гени, здатні інактивувати або уникати антибіотиків, передують клінічній ері антибіотиків і циркулюють у мікробних спільнотах навколишнього середовища та коменсалів, резервуар, який часто називають резистомом. Селективний тиск від використання антимікробних засобів збагачує резистентні лінії та мобілізує гени резистентності в патогени, тому одні й ті самі механізми повторюються в різних географічних регіонах та видах (Davies & Davies, 2010).
Evidence & guidelines
Механістичні категорії, узагальнені тут, консолідовані у широко цитованих оглядах молекулярної резистентності (Blair et al., 2015; Munita & Arias, 2016; Alekshun & Levy, 2007). Ця стаття має освітній характер і не видає клінічних або лабораторних рекомендацій.
History
Резистентність була визнана незабаром після того, як антибіотики увійшли в клінічне використання, і протягом наступних десятиліть кожен новий клас препаратів зустрічався характерними фенотипами резистентності. Робота наприкінці двадцятого та на початку двадцять першого століть простежила ці фенотипи до визначених біохімічних механізмів та мобільних генетичних елементів, і показала, що гени резистентності передують використанню антибіотиків людиною, переосмислюючи резистентність як природну рису мікробної еволюції, а не як суто сучасний артефакт (Davies & Davies, 2010).
Key figures
- Julian Davies
- Stuart B. Levy
- Laura J. V. Piddock
- Cesar A. Arias
Related topics
Seminal works
- davies-davies-2010
- blair-2015
- munita-arias-2016
Frequently asked questions
- Які основні категорії механізмів антимікробної резистентності?
- Вони групуються в знижене потрапляння препарату та активний відтік, модифікацію або захист мішені препарату, а також ферментативну інактивацію препарату, підкріплені генетичними процесами, які створюють та поширюють ці ознаки.
- Чи є антимікробна резистентність недавнім явищем?
- Ні. Гени, здатні надавати резистентність, передують клінічній ері антибіотиків і природно циркулюють у мікробних спільнотах; використання антибіотиків відбирає та мобілізує їх, а не створює з нуля.