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论文摘要：β-内酰胺抗生素（如青霉素类和头孢菌素类等）可以专一性与细菌细胞膜上的靶位点结合，干扰细胞壁肽聚糖合成而导致细胞死亡。由于靶位点能与同位素标记的青霉素G进行共价结合，因此将这些靶位点称之为青霉素结合蛋白（Penicillin binding pro-teins，PBP’s）。
主题词：青霉素结合蛋白
中图分类号：TQ465.1
β-内酸胺抗生素（如青霉素类和头抱菌素类等）可以专一性与细菌细胞膜上的靶位点结合，干扰细胞壁肤聚糖合成而导致细胞死亡。由于靶位点能与同位素标记的青霉素G进行共价结合，因此将这些靶位点称之为青霉素结合蛋白（penieillinbindsng pro-teins，PBP’s）。一些革蓝氏阴性细菌和少数革蓝氏阳性菌能够产生多种β一内酞胺酶，这些酶可以水解青霉素和头抱菌素等抗生素，而使细胞具有抵抗这类β一内酞胺抗生素的杀伤能力。已经证明β一内酞胺酶产生与质粒和染色体基因有关。对于不产生庄内酞胺酶的细菌而言，获得刀一内酞胺抗性的能力是通过改变抗生素作用的靶位点，其结果或者减少PBP’5的数量或者降低PBP‘s对药物的亲和力。
一、革蓝氏阳性细菌PBP‘S改变与细菌内在β一内酞胺抗性关系
一般讲，革蓝氏阳性细菌细胞壁可自由透过β一内酞胺抗生素，除产生β一内酞胺酶菌株，革蓝氏阳性菌一般对青霉素敏感。目前产生β一内酞胺酶的菌株在革蓝氏阳性菌中主要是葡萄球菌，几乎所有的金黄色葡萄球菌都产生β一内酞胺酶。由于葡萄球菌产生β-内酞胺酶，临床上曾采用甲氧西林取代青霉素，但使用不久就分离到抗甲氧西林的突变株。从英国、美国、意大利、澳大利亚、日本等国分离到的抗甲氧西林金黄色葡萄球菌突变株均发现含有一个共同的但在正常敏感菌株中不存在的PBP，命名为PBP2’ （或PBP2a）（17），分子量约7sKD。，该蛋白质对广谱房内酞胺抗生素均具有较低的亲和力。该PBPZ‘在SDS一page中位于野生型PBPZ和3之间。
Brown和Reyoolds（18）研究表明，金黄色葡萄球菌表达甲氧西林抗性受生长条件的影响。在较低温度（30℃）或高渗透压培养基中抗性增加，在低pH值培养基中抗性降低。菌株13136p一m+在30℃对所有的庄内酞胺抗生素均有抗性，但在40℃则表现正常的敏感型。在30℃培养时，细胞膜中出现大量的PBP2’，而40℃生长的细胞则缺少这种PBP2’。因此，Brown提出，当其它的FBP’s失活后，这种新的低亲和力PBP取代了其它PBP’s的功能。PBF2’存在于所有的已检测的抗甲氧西林菌株中。除在葡萄球菌中观察到PBP’s改变外，在其它抗性菌株中也发现，如抗邻氯青霉素（Cloxacillin）枯草芽抱杆菌，相应的PBP2a对该种抗生素的亲和力降低。在临床分离到的青霉素抗性产气英膜梭菌突变株则降低PBPI对青霉素的亲和力。因此，在不同的革蓝氏阳性菌中，β一内酞胺抗生素与不同的PBP’s亲和力也不同。而有些细菌表达这种内在的β一内酸胺抗性机理要复杂得多。例如肺炎链球菌，该菌不产生庄内酸胺酶。用SDS聚丙烯酸胺凝胶电泳分离肺炎球菌PBP’s时发现敏感型肺炎球菌有5种青霉素结合蛋白PBPla、lb、2a、2b和3。用同样方法检测耐青霉素菌株的PBP产s发现相应的PBP’s的生化特性和对青霉素的亲和力均有所改变。耐青霉素菌株的PBPla和1b完全丧失与青霉素的亲和力，出现一种新的分子量较小的PBPlc。另外耐药菌株的2b也被一种新的分子量接近于2a的PBP2a产所代替。为进一步研究PBP’s与抗药性之间的关系。Zighelboim等〔田分离野生型耐青霉素肺炎球菌8249DNA转化敏感型肺炎球菌受体菌R6。经多次转化获得一系列耐药水平不同的转化子，转化结果说明，菌株8249的高耐药（对青霉素）特征不能通过一次转化传给R6。而需要进行多次转化才能使R。逐渐获得较高的抗性性状。Shoekley等〔20〕以及其它的研究者对肺炎球菌耐药机理研究也得出相同的结果。目前对于肺炎球菌有多少遗传因子与抗药性有关还不清楚，但多重转化实验逐步获得高水平耐药性转化子说明野生型菌株8249携带有多重突变的遗传因子，抗药性是受多基因控制，那么受体菌需要吸收多个DNA分子以满足细胞获得高水平抗性的需要。这种需要多次转化逐步获得较高的抗性水平的现象在金黄色葡萄球菌中也得到证实（17）。
从上述研究不难看出，在革蓝氏阳性细菌抗性菌株中新出现的低亲和力PBP’s阻止了β内酞胺抗生素对细胞的抑制作用，当其它的PBP’s由于抗生素结合而失去活性时，这些低亲和力PBPs可以补偿其它PBP’s的功能。另外，在抗性菌株中，相应的PBP’s从高抗生素亲和力向低亲和力方向改变，肺炎链球菌PBP’s改变是说明这类问题最好的例子。
二、革蓝氏阴性细菌PBP’s改变与细菌内在β一内耽胺抗性关系
革蓝氏阴性细菌的外膜穿透能力变化较大，一般在奈瑟氏菌中较高，在假单抱菌中较低，而肠道菌处于中间水平。多数革蓝氏阴性细菌产生介内酞胺酶，这些酶能水解青霉素类、头抱菌素类等类抗生素。现已发现绝大多数肠道菌、25%的流感嗜血杆菌、拟杆菌、假单胞菌、淋球菌、粘膜炎布兰汉氏球菌均产生庄内酞胺酶。
Dougherty等发现，青霉素抗性淋球菌首先降低PBPZ对青霉素的亲和力，然后降低PBPI的亲和力，降低PBPI的亲和力可使菌株获得较高水平的青霉素抗性，当然这一作用同时受其它基因位点的调节。penA与降低PBP2的亲和力有关。
从临床接受呱拉西林（piperaeillin）治疗的患者体内分离到的β一内酞胺抗性M型和K型绿脓杆菌，发现PBP’s改变可以增加菌株对户内酞胺抗性水平。在低水平抗性K型绿脓杆菌中，PBP3或者缺少，或者丧失对青霉素的结合能力。中等水平抗性的M型绿脓杆菌菌株则降低所有的PBPs对青霉素的结合能力。另外，从一起淋球菌暴发流行中分离到带有penA、mtr、penB以及tet基因突变的菌株，这些菌株除改变相应的PBP’s对青霉素的亲和力外，还缺少一种正常的外膜蛋白（22）。
对三株具有内在庄内酸胺抗性但不产生β-内酞胺酶的流感嗜血杆菌分析指出，这些抗性菌株的抗药性是由多重因子决定的，而且细胞通透性改变同时引起外膜蛋白改变，并降低PBP3、6或3、4或4对青霉素的亲和力。
在某些革蓝氏阴性细菌中，改变一种或多种PBPs兼有影响抗生素穿透外膜的功能。已知在革蓝氏阴性细菌中β一内酞胺抗生素进入细胞是通过专一性的porin通道，在大肠杆菌突变株研究中证明，外膜蛋白。nZpC和ompF缺陷会导致菌株的低水平户内酞胺抗性（24-25）。细菌对于β一内酞胺抗生素的内在抗性机理主要通过细菌细胞的药物作用点发生改变，降低或失去抗生素与作用点的结合能力，干扰或阻断药物进入细菌细胞。在细菌中广泛存在着PBP‘s改变导致细菌内在的β一内酸胺抗性现象可以使人们分离纯化这些PBPs，研究其生理生化特性及构象改变与抗性的关系，创造新一代能够与这些改变的PBP’s有效结合的β一内酞胺抗生素类。同时也可以改造现有的抗生素，或采用户内酞胺抗生素的混合物攻击不同的PBP’s以达到杀伤细菌的目的。对于那些产生β一内酞胺酶的细菌而言，将庄内酸胺抗生素与庄内酞胺酶抑制剂棍合使用也是解决细菌庄内酞胺抗性问题的一种途径。
为达到有效地杀伤病原菌，一定要控制滥用抗生素的现象，另外根据不同地区病原微生物流行特点使用不同的治疗途径是十分必要的。
主题词：青霉素结合蛋白
中图分类号：TQ465.1
β-内酸胺抗生素（如青霉素类和头抱菌素类等）可以专一性与细菌细胞膜上的靶位点结合，干扰细胞壁肤聚糖合成而导致细胞死亡。由于靶位点能与同位素标记的青霉素G进行共价结合，因此将这些靶位点称之为青霉素结合蛋白（penieillinbindsng pro-teins，PBP’s）。一些革蓝氏阴性细菌和少数革蓝氏阳性菌能够产生多种β一内酞胺酶，这些酶可以水解青霉素和头抱菌素等抗生素，而使细胞具有抵抗这类β一内酞胺抗生素的杀伤能力。已经证明β一内酞胺酶产生与质粒和染色体基因有关。对于不产生庄内酞胺酶的细菌而言，获得刀一内酞胺抗性的能力是通过改变抗生素作用的靶位点，其结果或者减少PBP’5的数量或者降低PBP‘s对药物的亲和力。
一、革蓝氏阳性细菌PBP‘S改变与细菌内在β一内酞胺抗性关系
一般讲，革蓝氏阳性细菌细胞壁可自由透过β一内酞胺抗生素，除产生β一内酞胺酶菌株，革蓝氏阳性菌一般对青霉素敏感。目前产生β一内酞胺酶的菌株在革蓝氏阳性菌中主要是葡萄球菌，几乎所有的金黄色葡萄球菌都产生β一内酞胺酶。由于葡萄球菌产生β-内酞胺酶，临床上曾采用甲氧西林取代青霉素，但使用不久就分离到抗甲氧西林的突变株。从英国、美国、意大利、澳大利亚、日本等国分离到的抗甲氧西林金黄色葡萄球菌突变株均发现含有一个共同的但在正常敏感菌株中不存在的PBP，命名为PBP2’ （或PBP2a）（17），分子量约7sKD。，该蛋白质对广谱房内酞胺抗生素均具有较低的亲和力。该PBPZ‘在SDS一page中位于野生型PBPZ和3之间。
Brown和Reyoolds（18）研究表明，金黄色葡萄球菌表达甲氧西林抗性受生长条件的影响。在较低温度（30℃）或高渗透压培养基中抗性增加，在低pH值培养基中抗性降低。菌株13136p一m+在30℃对所有的庄内酞胺抗生素均有抗性，但在40℃则表现正常的敏感型。在30℃培养时，细胞膜中出现大量的PBP2’，而40℃生长的细胞则缺少这种PBP2’。因此，Brown提出，当其它的FBP’s失活后，这种新的低亲和力PBP取代了其它PBP’s的功能。PBF2’存在于所有的已检测的抗甲氧西林菌株中。除在葡萄球菌中观察到PBP’s改变外，在其它抗性菌株中也发现，如抗邻氯青霉素（Cloxacillin）枯草芽抱杆菌，相应的PBP2a对该种抗生素的亲和力降低。在临床分离到的青霉素抗性产气英膜梭菌突变株则降低PBPI对青霉素的亲和力。因此，在不同的革蓝氏阳性菌中，β一内酞胺抗生素与不同的PBP’s亲和力也不同。而有些细菌表达这种内在的β一内酸胺抗性机理要复杂得多。例如肺炎链球菌，该菌不产生庄内酸胺酶。用SDS聚丙烯酸胺凝胶电泳分离肺炎球菌PBP’s时发现敏感型肺炎球菌有5种青霉素结合蛋白PBPla、lb、2a、2b和3。用同样方法检测耐青霉素菌株的PBP产s发现相应的PBP’s的生化特性和对青霉素的亲和力均有所改变。耐青霉素菌株的PBPla和1b完全丧失与青霉素的亲和力，出现一种新的分子量较小的PBPlc。另外耐药菌株的2b也被一种新的分子量接近于2a的PBP2a产所代替。为进一步研究PBP’s与抗药性之间的关系。Zighelboim等〔田分离野生型耐青霉素肺炎球菌8249DNA转化敏感型肺炎球菌受体菌R6。经多次转化获得一系列耐药水平不同的转化子，转化结果说明，菌株8249的高耐药（对青霉素）特征不能通过一次转化传给R6。而需要进行多次转化才能使R。逐渐获得较高的抗性性状。Shoekley等〔20〕以及其它的研究者对肺炎球菌耐药机理研究也得出相同的结果。目前对于肺炎球菌有多少遗传因子与抗药性有关还不清楚，但多重转化实验逐步获得高水平耐药性转化子说明野生型菌株8249携带有多重突变的遗传因子，抗药性是受多基因控制，那么受体菌需要吸收多个DNA分子以满足细胞获得高水平抗性的需要。这种需要多次转化逐步获得较高的抗性水平的现象在金黄色葡萄球菌中也得到证实（17）。
从上述研究不难看出，在革蓝氏阳性细菌抗性菌株中新出现的低亲和力PBP’s阻止了β内酞胺抗生素对细胞的抑制作用，当其它的PBP’s由于抗生素结合而失去活性时，这些低亲和力PBPs可以补偿其它PBP’s的功能。另外，在抗性菌株中，相应的PBP’s从高抗生素亲和力向低亲和力方向改变，肺炎链球菌PBP’s改变是说明这类问题最好的例子。
二、革蓝氏阴性细菌PBP’s改变与细菌内在β一内耽胺抗性关系
革蓝氏阴性细菌的外膜穿透能力变化较大，一般在奈瑟氏菌中较高，在假单抱菌中较低，而肠道菌处于中间水平。多数革蓝氏阴性细菌产生介内酞胺酶，这些酶能水解青霉素类、头抱菌素类等类抗生素。现已发现绝大多数肠道菌、25%的流感嗜血杆菌、拟杆菌、假单胞菌、淋球菌、粘膜炎布兰汉氏球菌均产生庄内酞胺酶。
Dougherty等发现，青霉素抗性淋球菌首先降低PBPZ对青霉素的亲和力，然后降低PBPI的亲和力，降低PBPI的亲和力可使菌株获得较高水平的青霉素抗性，当然这一作用同时受其它基因位点的调节。penA与降低PBP2的亲和力有关。
从临床接受呱拉西林（piperaeillin）治疗的患者体内分离到的β一内酞胺抗性M型和K型绿脓杆菌，发现PBP’s改变可以增加菌株对户内酞胺抗性水平。在低水平抗性K型绿脓杆菌中，PBP3或者缺少，或者丧失对青霉素的结合能力。中等水平抗性的M型绿脓杆菌菌株则降低所有的PBPs对青霉素的结合能力。另外，从一起淋球菌暴发流行中分离到带有penA、mtr、penB以及tet基因突变的菌株，这些菌株除改变相应的PBP’s对青霉素的亲和力外，还缺少一种正常的外膜蛋白（22）。
对三株具有内在庄内酸胺抗性但不产生β-内酞胺酶的流感嗜血杆菌分析指出，这些抗性菌株的抗药性是由多重因子决定的，而且细胞通透性改变同时引起外膜蛋白改变，并降低PBP3、6或3、4或4对青霉素的亲和力。
在某些革蓝氏阴性细菌中，改变一种或多种PBPs兼有影响抗生素穿透外膜的功能。已知在革蓝氏阴性细菌中β一内酞胺抗生素进入细胞是通过专一性的porin通道，在大肠杆菌突变株研究中证明，外膜蛋白。nZpC和ompF缺陷会导致菌株的低水平户内酞胺抗性（24-25）。细菌对于β一内酞胺抗生素的内在抗性机理主要通过细菌细胞的药物作用点发生改变，降低或失去抗生素与作用点的结合能力，干扰或阻断药物进入细菌细胞。在细菌中广泛存在着PBP‘s改变导致细菌内在的β一内酸胺抗性现象可以使人们分离纯化这些PBPs，研究其生理生化特性及构象改变与抗性的关系，创造新一代能够与这些改变的PBP’s有效结合的β一内酞胺抗生素类。同时也可以改造现有的抗生素，或采用户内酞胺抗生素的混合物攻击不同的PBP’s以达到杀伤细菌的目的。对于那些产生β一内酞胺酶的细菌而言，将庄内酸胺抗生素与庄内酞胺酶抑制剂棍合使用也是解决细菌庄内酞胺抗性问题的一种途径。
为达到有效地杀伤病原菌，一定要控制滥用抗生素的现象，另外根据不同地区病原微生物流行特点使用不同的治疗途径是十分必要的。