Medycyna Wet. 2010, 66 (7) 449
Artyku³ przegl¹dowy Review
Ponad szeædziesiêcioletnie powszechne stosowanie antybiotyków doprowadzi³o do powstania wieloopornych szczepów bakterii. Niepokoj¹cym zjawiskiem jest ci¹g³y globalny wzrost ich liczby, który obejmuje populacjê lu-dzi i zwierz¹t. Organizacje odpowielu-dzialne za nadzór zdro-wotny: wiatowa Organizacja Zdrowia (WHO), Parlament Europejski (EP), a tak¿e Centrum Zwalczania i Zapobie-gania Chorób Stanów Zjednoczonych Ameryki (CDC), uzna³y walkê z opornoci¹ drobnoustrojów na antybioty-ki za dzia³anie priorytetowe (1, 10, 12).
Wród przyczyn narastania lekoopornoci upatruje siê przede wszystkim nadu¿ywanie antybiotyków w terapii oraz profilaktyce. Nieprawid³owe stosowanie antybioty-ków, bez uprzedniej identyfikacji czynnika etiologiczne-go i sprawdzenia lekowra¿liwoci, jest najczêstszym po-wodem narastania opornoci w lecznictwie. Równoleg³ym zjawiskiem do rozprzestrzeniania siê opornych szczepów, jest pojawianie siê nowych mechanizmów opornoci, które trudno kontrolowaæ.
Opornoæ drobnoustrojów na dany antybiotyk (chemio-terapeutyk) wystêpuje wtedy, gdy rednie stê¿enie, które hamuje populacjê drobnoustrojów in vitro jest wiêksze od stê¿eñ uzyskiwanych poprzez racjonalne stosowanie leku in vivo (1). Bakterie posiadaj¹ naturaln¹ lub nabyt¹ opornoæ na antybiotyki.
Opornoæ naturalna to sta³a cecha gatunku, rodzaju, rodziny, która wynika z w³aciwoci danych drobnoustro-jów, wi¹¿e siê z brakiem zdolnoci penetracji antybioty-ku do wnêtrza komórki. Jest najprostszym typem opor-noci wynikaj¹cym z biologii organizmu. Przyk³adami naturalnie opornych bakterii na wiele antybiotyków s¹
szczepy nale¿¹ce do rodzaju Salmonella, pa³eczki Pseu-domonas aeruginosa oraz Staphylococcus spp. Ogólnie pa³eczki nale¿¹ce do rodziny Enterobacteriaceae posia-daj¹ naturaln¹ opornoæ na: wankomycynê, erytromycy-nê, linkomycyerytromycy-nê, klindamycyerytromycy-nê, streptomycynê. Pa³eczka ropy b³êkitnej charakteryzuje siê naturaln¹ opornoci¹ na wiêkszoæ antybiotyków, takich jak: ampicylina, amoksy-cylina, amoksycylina/kwas klawulanowy, cefalosporyny I i II generacji, cefuroksym, ceftriakson, trimetoprim, kwas nalidyksowy (12).
Wiêksze znaczenie w praktyce ma opornoæ nabyta, która rozwinê³a siê w wyniku mutacji lub nabywania ob-cego DNA (przenoszenie genów opornoci), przy pocz¹t-kowej wra¿liwoci bakterii na dany antybiotyk. W wy-niku mutacji spontanicznej nawet przy braku kontaktu z lekiem powstaje opornoæ nabyta pierwotna. Ten typ opornoci jest kodowany chromosomalnie. Natomiast opornoæ nabyta wtórna powstaje w wyniku kontaktu bakterii z antybiotykiem. Mechanizm genetyczny opor-noci wtórnej w przeciwieñstwie do oporopor-noci pierwot-nej jest pozachromosomalny. Za pojawienie siê tego zja-wiska odpowiedzialne s¹ geny znajduj¹ce siê w kolistych fragmentach cz¹steczek DNA (plazmidach) (1, 3, 12).
Geny opornoci na jeden lub kilka ró¿nych chemiote-rapeutyków mog¹ byæ zlokalizowane w jednym plazmi-dzie, wykazuj¹cym zdolnoæ przenoszenia tych genów wród komórek bakteryjnych. Przekazywanie plazmidów odbywa siê na drodze koniugacji i transdukcji. W czasie koniugacji dochodzi do przekazywania plazmidów przez bezporedni kontakt dwóch lub wiêcej komórek bakte-ryjnych za pomoc¹ wytwarzanych przez nie nici
bia³ko-Wybrane mechanizmy opornoci bakterii
na chemioterapeutyki
ARTUR JAB£OÑSKI, SYLWIA ZÊBEK, ANNA MOKRZYCKA
Zak³ad Chorób wiñ Pañstwowego Instytutu Weterynaryjnego Pañstwowego Instytutu Badawczego, Al. Partyzantów 57, 24-100 Pu³awy
Jab³oñski A., Zêbek S., Mokrzycka A.
Selected resistance mechanisms of bacteria to chemotherapeutics
SummaryA phenomenon parallel to the spread of resistant strains is the emergence of new resistance mechanisms which are difficult to control. The aim of this article is to present selected mechanisms of resistance of both Gram-positive and Gram-negative pathogens present in human and animal environment. Natural resistance of bacteria is their permanent characteristic resulting from the biology of the given micro-organism, which prevents an antibiotic from penetrating into the bacterial cell. What is more important in practice is the acquired resistance. Bacteria develop resistance by acquiring genes encoding proteins that protect them from the effects of the antibiotic. In some cases the genes arise by mutation; in others, they are acquired from other bacteria that are already resistant to the antibiotic. These genes are often found on circular DNA fragments (plasmids) which spread easily from one bacterium to another, even from one species of bacterium to another.
Medycyna Wet. 2010, 66 (7) 450
wych. W procesie koniugacji mog¹ braæ udzia³ ró¿ne ga-tunki i rodzaje bakterii znacznie odleg³e od siebie filoge-netycznie. Przekazywanie plazmidów z komórki dawcy na komórkê biorcy przez wirusy bakteryjne (bakteriofa-gi) odbywa siê w procesie transdukcji. Proces ten jest swoisty gatunkowo w przeciwieñstwie do koniugacji (1, 10, 12).
Mechanizmy antybiotykoopornoci polegaj¹ na: wytwarzaniu enzymów inaktywuj¹cych antybiotyki (â-laktamazy: ESBL, MBL, AmpC; nukleotydylotrans-ferazy (ANT), fofsfotransnukleotydylotrans-ferazy (APH), acetylotransfe-razy (ACC).
zmianie miejsca docelowego dzia³ania leku, zmniej-szeniu lub ca³kowitym braku ³¹czenia siê antybiotyku z ko-mórk¹ bakteryjn¹; zmiany te zachodz¹ w:
bia³kach wi¹¿¹cych penicyliny PBP antybiotyki â-laktamowe, np. penicyliny, aminopenicyliny, karbok-sypenicyliny, ureidopenicyliny, cefalosporyny I, II, III, IV i V generacji, karbapenemy, monobaktamy, inhibitory â-laktamaz: sulbaktam, tazobaktam,
podjednostkach rybosomów, np. makrolidy, linkoza-miny, streptomycyna,
podjednostkach gyrazy DNA, np. chinolony (enro-floksacyna).
zmniejszeniu przepuszczalnoci b³ony komórkowej bakterii, zablokowaniu transportu antybiotyku do wnê-trza komórki, np. â-laktamy, chinoliny,
energozale¿nym wyp³ywie antybiotyku z wnêtrza ko-mórki bakteryjnej np. tetracykliny, chinolony, makrolity, ominiêciu lub zast¹pieniu drogi metabolicznej hamo-wanej przez lek, np. sulfonamidy, trimetoprim (2, 4, 7, 11, 12, 15, 16, 18, 22).
Istotnym mechanizmem nabywania opornoci przez bakterie jest modyfikacja docelowego miejsca dzia³ania leku. Mechanizm ten czêsto dotyczy bia³ek wi¹¿¹cych penicylinê (PBP penicillin binding protein), a tak¿e rybosomów i enzymów uczestnicz¹cych w przemianach metabolicznych. Bia³ka PBP wykazuj¹ aktywnoæ DD--peptydaz i odgrywaj¹ bardzo wa¿n¹ rolê w syntezie ciany komórkowej bakterii. W wyniku mutacji w genach kodu-j¹cych syntezê bia³ek PBP dochodzi do produkcji zmie-nionych bia³ek, które wykazuj¹ bardzo niskie powinowac-two do antybiotyków. Tym sposobem dochodzi do po-wstawania wieloopornoci gronkowców oraz nabywa-nia opornoci na penicylinê u szczepów Streptococcus spp. Penicylinoopornoæ dotycz¹ca pneumokoków jest wyni-kiem mutacji punktowych zachodz¹cych w bia³kach PBP. Modyfikacja miejsca docelowego dzia³ania leku jest istot-na tak¿e w powstawaniu opornoci istot-na chinolony, które dzia³aj¹ bakteriobójczo poprzez blokowanie bakteryjnej gyrazy DNA (topoizomerazy II), w nastêpstwie mutacji w genach gyr A oraz gyr B. W efekcie tych mutacji do-chodzi do wzrostu opornoci na wszystkie fluorochinolo-ny szczególnie u szczepów Staphylococcus spp. oraz P. aeruginosa. Identyczne mutacje wystêpuj¹ce u pa³e-czek z rodziny Enterobacteriaceae powoduj¹ opornoæ na niefluorowane chinolony (2, 12, 15, 18, 19, 22).
Wa¿nym mechanizmem antybiotykoopornoci jest ograniczenie przepuszczalnoci b³ony komórkowej na skutek mutacji ró¿nych bia³ek b³onowych. W wyniku tego zostaje zaburzony transport antybiotyków do periplazmy, a z niej równie¿ do cytoplazmy. Wszelkie zmiany
obej-muj¹ce bia³ko b³onowe dotycz¹ g³ównie szczepów E. coli oraz P. aeruginosa. W rezultacie dochodzi do powstania opornoci na aminoglikozydy, tetracykliny i chinolony. Mutacje chromosomowe obejmuj¹ce szczepy E. coli po-woduj¹ zmniejszenie liczby bia³ek porynowych OmpF i przyczyniaj¹ siê do powstania szczepów o fenotypie MAR (multiple antibiotic resistance). Szczepy o tym feno-typie wykazuj¹ opornoæ na wiele leków przeciwbakte-ryjnych: â-laktamy, tetracykliny, fluorochinolony i chlor-amfenikol (9, 12).
Bakterie chroni¹ siê przed dzia³aniem antybiotyków tak¿e przez energozale¿ny wyp³yw antybiotyku z wnê-trza komórki bakteryjnej. W wyniku tego mechanizmu dochodzi do powstawania opornoci na tetracykliny, chi-nolony i makrolidy. Opornoæ tego typu kodowana jest przez geny plazmidowe tet M i tet O. Wykszta³cona opor-noæ bakterii na chinolony zwi¹zana jest z wyp³ywem chemioterapeutyku z komórki bakteryjnej zale¿nym od chromosomalnego genu nor A. Opornoæ gronkowców na makrolidy zwi¹zana jest z obecnoci¹ genu msr A, który syntetyzuje bia³ko posiadaj¹ce dwa miejsca wi¹¿¹ce ATP (3, 12, 22).
Wykszta³cenie siê opornoci na sulfonamidy i trimeto-prim wi¹¿e siê z pominiêciem ogniwa zablokowanego przez chemioterapeutyk. Mechanizm dzia³ania sulfona-midów i trimetoprimu polega na blokowaniu syntezy kwasu foliowego. Sulfonamidy powoduj¹ hamowanie kondensacji kwasu PABA (kwasu para-aminobenzoeso-wego) z dihydropteroidyn¹, która katalizowana jest przez syntetazê dihydropterydynow¹. Trimetoprim przyczynia siê do hamowania reduktazy dihyrofolianu, która odgry-wa istotn¹ rolê w syntezie kodgry-wasu foliowego, ponieodgry-wa¿ katalizuje reakcje tworzenia kwasu tymidolowego. Me-chanizm opornoci bakteryjnej na sulfonamidy i trimeto-prim wi¹¿e siê tak¿e z syntez¹ zmodyfikowanych enzy-mów syntetazy i reduktazy (12).
Mechanizmy opornoci bakterie Gram-dodatnie
Szczególnie niebezpieczna i powoduj¹ca problemy w lecznictwie jest opornoæ na makrolidy, linkozaminy, streptograminy (MLS) u gronkowców i paciorkowców, polegaj¹ca na: zmianie miejsca wi¹zania na rybosomach na skutek metylacji lub mutacji, aktywnym usuwaniu antybiotyku z komórki (efflux) oraz inaktywacji enzyma-tycznej. Najwa¿niejsze znaczenie kliniczne maj¹ dwa pierwsze mechanizmy (5, 6, 14).Metylacja to proces, za który odpowiedzialna jest me-tylaza enzym kodowany przez geny erm (erythromycin ribosome methylase) przenoszone przez plazmidy lub
w ó k y t o i b y t n a a p u r G Antybwiowtyektiesrytonsaorwiiane y d il o r k a M m y w o z o t k a l m e i n e i c r e i p m y w o l g ê w -4 1 z Eryrtomycyna,oleandomycyna m y w o n o t k a l m e i n e i c r e i p m y w o l g ê w -5 1 z Azyrtomycyna m y w o n o t k a l m e i n e i c r e i p m y w o l g ê w -6 1 z Spriamycyna y d i m a z o k n i L Liknomycyna,kilndamycyna y n i m a r g o t p e rt S WriginiamycynaM
Tab. 1. Antybiotyki nale¿¹ce do makrolidów, linkozamidów, streptogramin (grupa MLS) (6)
Medycyna Wet. 2010, 66 (7) 451 transpozony. Dotychczas opisano ponad 40 ró¿nych
ge-nów erm. Najwa¿niejsze z nich zaliczane s¹ do klasy erm B, wystêpuj¹ u paciorkowców i enterokoków oraz klasy erm A i erm C u gronkowców (5, 6, 14).
U metycylinowra¿liwych szczepów gronkowca za wy-wo³anie opornoci na makrolidy odpowiedzialne s¹ geny klasy erm C przenoszone na plazmidach. Z kolei u gron-kowców metycylinoopornych (MRSA) dominuj¹ geny klasy erm A, kodowane na transpozonach. Ekspresja opor-noci u enterokoków i paciorkowców uwarunkowana jest genami klasy erm B, rzadziej genami podgrupy klasy erm A (genami erm TR).
Mutacje miejsca docelowego obejmuj¹ce miejsca wi¹-zania na rybosomie w obrêbie genów koduj¹cych bia³ka rybosomalne przyczyniaj¹ siê do nabywania opornoci Streptococcus pneumoniae na makrolidy (5, 6, 13).
W odniesieniu do bakterii Gram-dodatnich dobrze roz-winiêty jest mechanizm aktywnego usuwania antybioty-ku z komórki (efflux). Prowadzi on do nabywania opor-noci na makrolidy oraz wi¹¿e siê g³ównie z dwoma sys-temami transportu. W przypadku Streptococcus spp. oraz enterokoków mechanizm efflux zwi¹zany jest z obecno-ci¹ transporterów MSF kodowanych przez geny mef A i dotyczy makrolidów o krótszych piercieniach laktono-wych (14-, 15-cz³onowe). Nie obejmuje makrolidów 16--cz³onowych, ketolidów, linkozamidów i streptogramin.
Gronkowce posiadaj¹ transportery w postaci bia³ek b³onowych kodowanych przez geny msr A, które prze-noszone s¹ na plazmidach. Te transportery dzia³aj¹ jak pompa, która usuwa z komórki makrolidy o 14- i 15-cz³o-nowym piercieniu lakto15-cz³o-nowym, a tak¿e streptograminy grupy B. Makrolidy o 16-cz³onowym piercieniu, np. klin-damycyna czy streptograminy grupy A, wykazuj¹ sku-tecznoæ wobec szczepów z tym mechanizmem oporno-ci (5, 6, 8, 14).
Ostatnio czêsto obserwowany jest wzrost opornoci Enterococcus spp. na wankomycynê (VRE vancomycin resistant enterococci). Enterokoki posiadaj¹ naturaln¹ opornoæ na wiele dostêpnych antybiotyków, m.in. cefa-losporyny, aminoglikozydy, linkozamidy, oraz wykazuj¹ ³atwoæ pozyskiwania nowych mechanizmów opornoci na leki innych grup, szczególnie glikopeptydy. Mecha-nizm opornoci tych drobnoustrojów w stosunku do gli-kopeptydów jest wynikiem dzia³ania zespo³u genów ko-duj¹cych zmienione prekursory peptydoglikanu wykazu-j¹ce niskie powinowactwo do glikopeptydów.
Glikopeptydy (np. wankomycyna) dzia³aj¹ wy³¹cznie na bakterie Gram-dodatnie, poniewa¿ ich cz¹steczki s¹ za du¿e oraz zbyt hydrofilowe, by przekroczyæ barierê b³ony zewnêtrznej bakterii Gram-ujemnych. Mechaniz-mem opornoci bakterii Gram-dodatnich na glikopepty-dy jest wytwarzanie przez bakterie zmienionych prekur-sorów peptydoglikanu, do których glikopeptydy nie mog¹ siê przy³¹czyæ (5, 6, 13).
Enzymami inaktywuj¹cymi antybiotyki s¹ najczêciej â-laktamazy (penicylinazy), wykazuj¹ce zdolnoæ do modyfikacji antybiotyków aminoglikozydowych, chlo-ramfenikolu i makrolidów. Wydzielane s¹ na zewn¹trz przez bakterie Gram-dodatnie lub do przestrzeni periplaz-matycznej przez bakterie Gram-ujemne. S¹ najwa¿niej-szym mechanizmem opornoci wystêpuj¹cym u pa³eczek Enterobacteriaceae, ale mog¹ byæ wytwarzane tak¿e przez
bakterie Gram-dodatnie. Staphylococcus aureus, Bacill-lus cereus wykazuj¹ zdolnoæ do produkcji penicylinaz, enzymów o w¹skim spektrum substratowym, rozk³adaj¹-cych naturalne penicyliny (benzylow¹, fenoksymetylow¹). â-laktamazy gronkowcowe s¹ egzoenzymami wydziela-nymi na zewn¹trz komórki, natomiast ich synteza kodo-wana jest plazmidowo. Nale¿¹ do klasy 2 wg klasyfikacji Busha i s¹ hamowane przez inhibitory â-laktamaz (12, 17, 20, 21).
Mechanizmy opornoci bakterie Gram-ujemne
Produkcja â-laktamaz jest najczêstszym mechanizmem opornoci wystêpuj¹cym u bakterii Gram-ujemnych. Mechanizm dzia³ania â-laktamaz polega na hydrolitycz-nym rozk³adzie wi¹zania amidowego, obecnego w pier-cieniu â-laktamowym, co prowadzi do wytworzenia nieaktywnej postaci antybiotyku. â-laktamazy mog¹ te¿ tworzyæ z antybiotykiem stabilny kompleks, w wyniku czego lek nie przedostaje siê lub dociera w bardzo ma³ym stopniu do odpowiednich bia³ek wi¹¿¹cych PBP. Taki mechanizm dzia³ania wykazuj¹ cefalosporynazy pa³eczek Gram-ujemnych Enterobacter spp., Citrobacter spp. i Pro-teus spp. (12, 17, 20, 21).W pimiennictwie mikrobiologicznym mo¿na spotkaæ siê z kilkoma ró¿nymi podzia³ami â-laktamaz. W opraco-waniu pos³u¿ono siê podzia³em wg Bush, Jakoby i Me-deiros (2), którzy dokonali podzia³u â-laktamaz na 4 gru-py, uwzglêdniaj¹c zdolnoæ do hydrolizy â-laktamów (pe-nicyliny, cefalosporyny, monobaktamy, karbapenemy), wra¿liwoci â-laktamaz na dzia³anie inhibitorów â-lakta-mowych (kwas klawulanowy, tazobaktam, sulbaktam) oraz wra¿liwoæ na hamuj¹ce dzia³anie EDTA.
Wybrane w³aciwoci enzymatyczne
â-laktamazy typu AmpC (cefalosporynazy). S¹ wy-twarzane przez bakterie z rodziny Enterobacteriaceae, Acinetobacter spp., Enterobacter spp., Citrobacter spp., Serratia spp., Morganella spp., Providencia spp. oraz nale¿¹ do klasy 1 wg Busha. Enzymy typu AmpC mog¹ byæ pierwotnie kodowane na chromosamach i wtórnie na plazmidach. Pierwotnie kodowana synteza AmpC wystê-puje przede wszystkim u E. coli i Shigella spp. lub induk-cyjnie u Enterobacter spp., Citrobacter spp., Serratia spp., Proteus spp., Pseudomonas spp. Jeli synteza enzymów AmpC jest kodowana pierwotnie, dochodzi do produkcji enzymów, które s¹ niewystarczaj¹ce do ujawnienia siê cech opornoci na antybiotyki â-laktamowe. Pojawianie siê zjawiska opornoci warunkowanej obecnoci¹ AmpC wymaga dzia³ania induktora. Szczepy bakteryjne pozo-staj¹ oporne dopóki dzia³a induktor (11, 15, 18, 20, 21, 23).
â-laktamazy typu ESBL. Szczepy pa³eczek Gram--ujemnych produkuj¹cych â-laktamazy o rozszerzonym spektrum substratowym ESBL (extended spectrum â lak-tamases) po raz pierwszy zosta³y wykryte u pa³eczki Kleb-siella pneumoniae opornej na cefotaksym. Enzymy te s¹ zaliczane do klasy 2 wg Busha oraz kodowane na plazmi-dach lub chromosomach (transpozonach lub intergonach) (17).
Pa³eczki Gram-ujemne o rozszerzonym spektrum sub-stratowym (ESBL) charakteryzuj¹ siê wra¿liwoci¹ na dzia³anie inhibitorów â-laktamaz, tj. kwas klawulonowy,
Medycyna Wet. 2010, 66 (7) 452
sulbaktam, tazobaktam oraz brakiem aktywnoci w sto-sunku do cefamycyn i karbapenemów. Wiêkszoæ ESBL powsta³a w efekcie zajcia specyficznych mutacji w ge-nach koduj¹cych penicylinazy o szerokim spektrum sub-stratowym (TEM-1, TEM-2, SHV-1, SHV-11) (12, 23).
â-laktamazy ESBL nale¿¹ce do rodziny SHV s¹ pro-dukowane przez pa³eczki Enterobacteriaceae, P. aerugi-nosa i Acinetobacter spp. wyizolowane ze zmian patolo-gicznych. Szczepy te charakteryzuj¹ siê ró¿nym stopniem aktywnoci hydrolitycznej w stosunku do preparatów â-lak-tamowych. Bez wzglêdu na poziom wywo³ywanej opor-noci bakterie produkuj¹ce ESBL powinny byæ trakto-wane jako oporne na wszystkie penicyliny, cefalospory-ny (oprócz cefamycyn) oraz monobaktamy (11, 15, 18, 20, 21, 23).
â-laktamazy typu MBL (metallo-â-lactamases). Do tej grupy nale¿¹ enzymy o szerokim spektrum substrato-wym, posiadaj¹ce jon Zn2+ w centrum aktywnym,
warun-kuj¹cy opornoæ na antybiotyki beta-laktamowe, nale¿¹ce do klasy 3 wed³ug klasyfikacji Busha. Cech¹ charaktery-styczn¹ tych enzymów jest zdolnoæ do rozk³adu karba-penemów s¹ to jedyne beta-laktamazy rozk³adaj¹ce te zwi¹zki. Pa³eczka ropy b³êkitnej wytwarza â-laktamazy typu ESBL, â-laktamazy indukowane (IBL) oraz metalo--â-laktamazy (MBL). Zw³aszcza wród szczepów szpi-talnych pojawi³a siê opornoæ na karbapenemy, która uwa-runkowana jest produkcj¹ karbapenemaz. Metalo-â-lak-tamazy wytwarzane przez szczepy P. aeruginosa hydroli-zuj¹ penicyliny, cefalosporyny i karbapenemy. Enzymy te nie s¹ hamowane przez inhibitory â-laktamaz, hamuje je kwas merkaptopropionowy i EDTA. Z antybiotyków â-laktamowych niewra¿liwy jest na dzia³anie tych enzy-mów tylko aztreonam. Nabyte odmiany MBL by³y opisa-ne po raz pierwszy w latach osiemdziesi¹tych w Japonii u Pseudomonas aeruginosa, a pocz¹wszy od lat dziewiêæ-dziesi¹tych ju¿ na ca³ym wiecie. Do tej pory pa³eczka ropy b³êkitnej pozostaje g³ównym producentem tych en-zymów. Geny koduj¹ce MBL zwykle osadzaj¹ siê wród integronów klasy 1 w ró¿nych uk³adach kaset genowych, które mog¹ znajdowaæ siê w chromosomalnym lub plaz-midowym DNA (11, 15, 18, 20, 21, 23).
Oprócz â-laktamaz du¿¹ rolê w inaktywacji ków przypisuje siê enzymom modyfikuj¹cym antybioty-ki aminoglikozydowe. Produkcja tych enzymów odbywa siê pod kontrol¹ chromosomów i plazmidów. Enzymy modyfikuj¹ce antybiotyki aminoglikozydowe mo¿na po-dzieliæ na trzy grupy na podstawie mechanizmu dzia³a-nia. Pierwsza grupa to nukleotydylotransferazy (ANT), które przy³¹czaj¹ cz¹steczki nukleotydów z ATP do gru-py hydroksylowej aminocukrów znajduj¹cych siê w cz¹-steczce aminoglikozydu. Drug¹ grupê enzymów stanowi¹ fosfotransferazy (APH). Enzymy te s¹ odpowiedzialne za fosforylacjê grupy hydroksylowej reszty cukrowej anty-biotyku. Do trzeciej grupy nale¿¹ acetylotransferazy (AAC), które uczestnicz¹ w acetylacji grupy aminowej aminocukrów. Na skutek enzymatycznej modyfikacji an-tybiotyk aminoglikozydowy przestaje mieæ powinowac-two do podjednostki 30 S rybosomu. Gdy enzym wyka-zuje wysokie powinowactwo do antybiotyku, modyfika-cja odbywa siê ju¿ w przestrzeni oko³oplazmatycznej. Nastêpnie dochodzi do rozwoju wysokiego poziomu opor-noci bakterii na aminoglikozydy. Acetylotransferaza
chloramfenikolu modyfikuje antybiotyk poprzez prze-kszta³cenie go w nieaktywne pochodne, jakimi s¹ mono-octany lub dwumono-octany. Ekspresja enzymu mo¿e mieæ cha-rakter indukowany w przypadku S. aureus lub byæ kodo-wana pierwotnie (konstytutywnie) jak u E. coli, pozosta-j¹c pod kontrol¹ plazmidów lub transpozonów. Enzymy modyfikuj¹ce antybiotyki aminoglikozydowe: ANT, APH, ACC s¹ wytwarzane przez pa³eczki Gram-ujemne, gron-kowce oraz Enterococcus spp. (12, 20).
Podsumowuj¹c mo¿na stwierdziæ, ¿e opornoæ na an-tybiotyki pojawi³a siê na drodze ewolucji i jest zjawiskiem naturalnym oraz nieuniknionym. Podlegaj¹ce ci¹g³ej ewo-lucji mechanizmy opornoci znacznie utrudniaj¹ w³aci-wy dobór antybiotyków do leczenia zaka¿eñ bakteryjnych. Ka¿de zastosowanie antybiotyku jest istotnym czynnikiem selekcjonuj¹cym oporne populacje drobnoustrojów. Szyb-koæ rozprzestrzeniania siê tego typu szczepów mo¿na kontrolowaæ pod warunkiem monitorowania wystêpowa-nia opornoci, jej mechanizmów oraz przestrzegawystêpowa-nia ra-cjonalnego stosowania chemioterapeutyków.
Pimiennictwo
1.Amyes S. G. B., Gemmell C. G.: Antibiotic resistance in bacteria. Med. Microbiol. 1992, 36, 4-29.
2.Bush K., Jackoby G. A., Mendeiros A. A.: A functional classification scheme for â-lactamasesand its correlation with molecular structure. Antimicrob. Agents Chemother. 1995, 39, 1211-1233.
3.Cattoir V., Nordmann P.: Plasmid-mediated quinolone resistance in Gram-negative bacterial species: an update. Curr. Med. Chem. 2009, 16, 1028-1046. 4.Davis R., Markham A., Balfour J. A.: Ciprofloxacin. An updated revive of its
pharmacology, therapeutic efficacy tolerability. Drugs 1996, 51, 1019-1074. 5.Douthwaite S., Chempney W. S.: Structures of ketolides and macrolides
determi-nate their mode of interaction with the ribosomal target site. J. Antimicrob. Che-mother. 2001, 48, 1-8.
6.Geiss H. K., Mack D., Seifert H.: Konsensuspapier zur Identifizierung von speziellen Resistenzmechanismen und zur Interpretation von Ergebnissen der Antibiotikaempfindlichkeitstestung bei Gram-positiven und Gram-negativen Erre-gern. Mikrobiologie 2003, 13, 222-239.
7.George A., Jacoby: Mechanisms of resistance to quinolones. Clin. Infect. Dis. 2005, 41, 120-126.
8.Gibreel A., Taylor D. E.: Macrolide resistance in Campylobacter jejuni and Cam-pylobacter coli. J. Antimicrob. Chemother. 2006, 58, 243-255.
9.Hopkins K. L., Davies R. H., Threlfall E. J.: Mechanisms of quinolone resistance in Escherichia coli and Salmonella: recent developments. J. Antimicrob. Agents 2005, 25, 358-373.
10.Hryniewicz W.: Wspó³czesna antybiotykoterapia: spojrzenie mikrobiologa. Mi-krobiol. Med. 1998, 2, 23-29.
11.James P. A., Reeves D. S.: Bacterial resistance to cephalosprins as function of outer membrane permeability and access to their target. J. Chemother. 1996, 8, 37-47.
12.Kowalska-Krochmal B.: Mechanisms of bacterial resistance to antimicrobial drugs. Adv. Clin. Exp. Med. 2000, 9, 309-322.
13.Leclercq R.: Mechanisms of resistance to macrolides and lincosamides: nature of the resistance elements and their clinical implications. Clin. Infect. Dis. 2002, 34, 482-492.
14.Li X. Z., Nikaido H.: Efflux-mediated drug resistance in bacteria: an update. Drugs 2009, 69, 1555-1623.
15.Livermore D. M.: â-lactamases in laboratory and clinical resistance. Clin. Micro-biol. Rev. 1995, 8, 557-584.
16.Marco F.: Resistance in Gram-positive bacteria. 14th Internat. Short-Course
Se-ries Antimicrobial Resistance Surveillance and Susceptibility Testing. Bratislava, Slovac Republic, October 19-20, 1998.
17.Martinez J. L., Baquero F.: Mutation frequencies and antibiotic resistance. Anti-microb. Agents Chemother. 2000, 44, 1771-1777.
18.Medeiros A. A.: Evolution and dissemination of â-lactamases accelerated by ge-nerations of â-lactam antibiotics. Clin. Infect. Dis. 1997, 24, 19-45.
19.Montanari M. P. I.: Differentiation of resistance phenotypes among erythromy-cin-resistant pneumococci. J. Clin. Microbiol. 2001, 39, 1311-1315.
20.Peterson B. L., Bonomo R. A.: Extended spectrum â-lactamases: a clinical update. Clin. Microbiol. Rev. Oct. 2005, 18, 657-686.
21.Rampal R., Ambrose G. P.: Extended spectrum â-lactamases and clinical outco-mes: currant data. Clin. Infect. Dis. 2006, 42, 164-172.
22.Wiedemann B., Heisig P.: Quinolone resistance in Gram-negative bacteria. Infect. Dis. Pract. 1994, 3, 115-126.
23.Xian-Zhi L., Manisha M., Shiva G., Lateef A.: â-lactamases in bacteria of animal origin. Vet. Microbiol. 2007, 121, 197-214.
Adres autora: dr Artur Jab³oñski, ul. Partyzantów 57, 24-100 Pu³awy; e-mail: artur.jablonski@piwet.pulawy.pl
