مقاومت آنتی بیوتیکی چست؟
به مکانیسم‌هایی که باکتری توسط آن از تاثیر آنتی بیوتیک جلوگیری می‌کند مقاومت آنتی بیوتیکی می‌گویند. مقاومت آنتی بیوتیکی توسط مکانیسم‌های متفاوتی ایجاد شده که در چهار دسته‌بندی زیر قرار میگیرد:
- محدودیت در برداشت آنتی‌بیوتیک
- تغییر ماده موثره آنتی‌بیوتیک
- غیر فعالسازی آنتی‌بیوتیک
- انتقال فعال آنتی‌بیوتیک به خارج از سلول
مقاومت باکتری‌ها به آنتی بیوتیک می‌تواند ذاتی و یا اکتسابی باشد. مکانیسم‌های ذاتی در DNA باکتری وجود داشته و به صورت عمودی به نسل بعدی منتقل می‌گردد اما در مقاومت اکتسابی باکتری‌ها توسط مکانیسم‌های ترانفورمیشن، ترانسپوزیشن، کانجوکیشن و یا جهش در DNA، عامل وراثتی ایجاد مقاومت را به صورت افقی دریافت می‌کند. این نوع مقاومت در مواردی مانند بیوفیلم بسیار مهم است. انتقال توسط پلازمید مهمترین نوع انتقال افقی اکتسابی در باکتری‌ها است.
در مقاومت‌های ذاتی به آنتی بیوتیک مکانیسم‌های محدودیت برداشت آنتی بیوتیک، غیرفعالسازی آنتی بیوتیک و انتقال فعال دارو به خارج از سلول نقش داشته در حالی که مکانیسم‌های مقاومت اکتسابی شامل تغییر ملکول آنتی بیوتیک، غیرفعالسازی دارو و انتقال فعال دارو به خارج از سلول قرار دارد. اگرچه در باکتری‌های گرم منفی هر چهار مکانیسم مقاومت دیده می‌شود، در باکتری‌های گرم مثبت محدود کردن برداشت آنتی‌بیوتیک به دلیل عدم وجود LPS خارج سلولی وجود ندارد.
به عنوان مثال در آنتی‌بیوتیکی مانند فوزباک به دلیل کوچک بودن ملکول و همچنین استفاده از گیرنده‌ی تله که منجر به برداشت انتخابی ملکول خواهد شد، عملا مکانیسم‌های محدودیت برداشت و انتقال فعال به خارج سلول فایده‌ای نخواهند داشت.
بیشتر بخوانید: اصول درمان با آنتی بیوتیک محلول در آب طیور
نوع و مکانیسم مقاومت آنتی بیوتیکی در باکتری‌ها به خانواده، جنس و سویه بستگی دارد. تفاوت در میزان مقاومت حتی در سطح سویه می‌تواند چشمگیر باشد. به عنوان مثال تنها سویه‌های خاصی از سالمونلا به آنتی‌بیوتیک‌های گلیکوپپتیدی مقاوم هستند. اهمیت این موضوع در آن است که الگوی مقاومت آنتی بیوتیکی در به صورت جغرافیایی متفاوت خواهد بود. تعدادی از باکتری‌ها با مقاومت آنتی‌بیوتیکی آن‌ها در جدول زیر آورده شده است:
|
ارگانیسم |
مقاومت آنتی‌بیوتیکی ذاتی |
|
باکتروئیدس (بی‌هوازی) |
آمینوگلایکوزیدها، بسیاری از بتا-لاکتام‌ها و کوئینولون‌ها |
|
تمامی باکتری‌های گرم مثبت |
آزترئونام |
|
انتروکوکوس |
آمینوگلایکوزید، سفالوسپورین و لینکوزامید |
|
لیستریامونوسیتوژنز |
سفالوسپورین‌ها |
|
تمامی باکتری‌های گرم منفی |
گلیکوپپتیدها، لیپوپپتیدها |
|
اشریشیاکولی |
ماکرولیدها |
|
گونه‌های کلبسیلا |
آمپی سیلین |
|
سراتیا مارکسنز |
ماکرولیدها |
|
سودوموناس آئروژینوزا |
سولفانامیدها، آمپی سیلین، سفالوسپورین‌های نسل اول و دوم، کلرآمفنیکول، تتراسایکلین |
|
استنوتروفوموناس مالتوفیلیا |
آمینوگلایکوزیدها، بتا-لاکتام، کارباپنم، کوئینولون |
| گونه‌های اکتینوباکتر |
آمپی سیلین، گلیکوپپتید |
باکتری‌ها به ملکول‌های آنتی‌بیوتیک بر اساس نوع عملکرد و خصوصیات فیزیکوشیمیایی و دسته بندی دارویی تحت اثر مکانیسم‌های متفاوتی مقاوم می‌شوند:
|
دارو |
محدودیت برداشت | تغییر ملکول آنتی بیوتیک | غیرفعالسازی آنتی بیوتیک |
انتقال فعال به بیرون از سلول |
|
بتا-لاکتام |
کاهش تعداد پورین‌ها، عدم وجود دیواره سلولی خارجی | تغییر در پروتئین اتصالی به پنی سیلین در گرم مثبت | بتا لاکتاماز در باکتری گرم منفی و مصبت |
RND |
|
کارباپنم |
تغییر خاصیت انتخابی پورین |
|
||
|
سفالوسپورین‌ها |
تغییر خاصیت انتخابی پورین |
|
||
|
گلیکوپپتیدها |
افزایش ضخامت دیواره سلولی، عدم وجود دیواره سلولی خارجی | تغییر پپتیدگلایکان‌ها |
|
|
|
لیپوپپتیدها |
تغییر بار خالص سطح سلول |
|
||
|
آمینوگلایکوزیدها |
قطبی کردن دیواره سلولی | جهش ریبوزومی، متیلاسیون | آنزیم تغییر آمینوگلایکوزید، استیلاسیون، فسفوریلاسیون و آدنیلاسیون |
RND |
|
تتراسایکلین |
کاهش تعداد پورین‌ها | محافظت ریبوزومی | تغییر آنتی بیوتیک و اکسیداسیون |
RND |
|
کلرآمفنیکول |
متیلاسیون ریبوزومی | استیلاسیون دارو |
RND، MFS |
|
|
لینکوزامیدها |
متیلاسیون ریبوزومی در گرم مثبت‌ها |
ABC، RND |
||
|
ماکرولیدها |
جهش ریبوزومی، متیلاسیون |
ABC، MFN، RND |
||
|
اکسازولیدینون‌ها |
متیلاسیون ریبوزومی |
RND |
||
|
استرپتوگرمینز |
ABC |
|||
|
فلوروکوئینولون‌ها |
تغییرات DNA گیراز در گرم منفی‌ها و توپوایزومراز در گرم مثبت‌ها | استیلاسیون دارو |
MATE، MFN، RND |
|
|
سولفانامیدها |
کاهش اتصال DHPS، تولید بیش از حد DHPS مقاوم |
RND |
||
|
تری متوپریم |
کاهش اتصال DHFR، تولید بیش از حد DHFR |
RND |
مقاومت آنتی بیوتیکی به فسفومایسین
اگرچه مقاومت آنتی بیوتیکی به فسفومایسین به دلیل کوچک بودن ملکول و نوع خواص فیزیکوشیمیایی آن محدود است اما باکتری‌های توسط مکانیسم‌های قادر به ایجاد مقاوم علیه این آنتی بیوتیک هستند که به شرح آن می‌پردازیم:
1- کاهش نفوذپذیری به فسفومایسین:
در برداشت فسفوماسین توسط باکتری دو گیرنده G1Pt و UhpT نقش دارند. همچنین این انتقال نیازمند cAMP-CRP جهت عملکرد درست گیرنده در سطح سلول است. جهش یا نقص در هر کدام از موارد فوق می‌تواند به کاهش حساسیت باکتری به فسفومایسین منجر شود. این نوع مقاومت در باکتری ای کلای شناسایی شده است. آنتی‌بیوتیک تجاری فوزباک با اتصال قند به ملکول فسفومایسین باعث برداشت این ترکیب توسط مکانیسم‌های دیگر شده و به نوعی باکتری را دچار اشتباه می‌کند و این یکی از دلایل عدم وجود مقاومت باکتریایی به فوزباک است.
2- تغییرات ملکول هدف آنتی بیوتیک MurA:
تغییر ملکول MurA یکی از معمول‌ترین مکانیسم‌های ایجاد مقاومت آنتی بیوتیکی اکتسابی در باکتری است. این آنزیم (MurA) هدف ملکول فسفومایسین بوده که با مهار آن تشکیل دیواره سلولی دچار اختلال می‌گردد. در باکتری ای کلای جهش در محل اتصال ملکول فسفومایسین به MurA در Cys115 منجر به کاهش حساسیت باکتری به این آنتی‌بیوتیک می‌گردد. البته در بسیاری از موارد جهش در محل ذکر شده به همراه جهش در قسمت‌های دیگر آنزیم MurA تاثیری بر اتصال آنتی بیوتیک به آنزیم نداشته به همین دلیل این نوع از مقاومت به ندرت و در شرایط آزمایشگاهی دیده می‌شود.
3- تغییر ملکول آنتی‌بیوتیک:
این مکانیسم مقاومت آنتی بیوتیکی که پراکندگی کم‌تری دارد با تولید سه پروتئین FosA، FosB و FosX حلقه‌ی اکسیران فیفومایسین را باز کرده و اثربخشی آنتی بیوتیک را کاهش می‌دهد. ژن این سه پروتئین به صورت ذاتی به نسل‌های بعدی قابل انتقال است. این سه پروتئین بیشتر در گروه انتروباکتریاسه یافت می‌شود.
بر اساس تحقیقات انجام شده فراوانی انواع مکانیسم‌های مقاوم به میکروارگانیسم‌ها اندازه گیری شده است. بیشترین مکانیسمی که باکتری توسط آن به فسفومایسین مقاوم می‌شوند جلوگیری از برداشت آنتی‌بیوتیک توسط باکتری است. به عبارت دیگر با این مکانیسم باکتری بر سیستم تحویل دارو یا Drug Delivery فسفومایسین تاثیر گذاشته و حساسیت به آن را کاهش می‌دهد. از طرف دیگر آنتی بیوتیک تجاری فوزباک با اتصال فسفومایسین به فروکتوز 1 و 6 بیس فسفات سیستم تحویل دارو را تغییر داده و باکتری قادر به جلوگیری از ورود آنتی بیوتیک به باکتری نخواهد بود.
یک دیدگاه