سفالوسپورين‌ها، از طريق سه مكانيسم اتفاق مي‌افتد كه يك ارتباط ديناميك با همديگر دارند. a ) تغيير درPBP ‌هاي هدف b) تخريب آنزيماتيك آنتي بيوتيك و (c) ناتواني دارو در رسيدن به محل اتصال در سلول. مقاومت يا به صورت ذاتي و يا در اثر انتخاب كلون‌ها ي مقاوم و يا موتانت‌ها در طول تماس با سفالوسپورين‌ها اتفاق مي‌افتد[19].
1-14-4-3- مکانيسم مقاومت نسبت به آنتي بيوتيک‌هاي-?لاكتام منوسيکليک
آزترونام با -?لاكتامازهاي وابسته به پلاسيمد بسيار شايع از جمله آنزيم‌هاي TEM-2 ,TEM-1 و SHV-1 موجود در بسياري از آنتروباكترياسه‌ها، به سرعت هيدروليز نمي شود. با وجود اين، آنزيم‌هايي وجود دارند كه مقاومت نسبت به آزترونام را به باكتري اعطاء مي‌نمايند . اگرچه، بسياري ازآنتروباكترياسه ‌ها و aeruginosa Pseudomonas با آزترونا م از بين مي روند . اين باكتر ي‌ها مقادير كم از سفالوسپورين‌هاي AmpC كروموزومي را توليد مي‌كنند . توليد مقدار زياد آنزيم‌هاي AmpC در موتانت‌هاي دپرس شده، مقاومت نسبت به آزترونام و اغلب-? لاكتام‌هاي ديگر را فراهم مي‌سازد. حركت AmpC كروموزومي به پلاسميدها و سپس انتشار آن‌ها به E. coli و Klebsiella pneumonia و نيز همين طور ساير اعضاء فاميل آنتروباكترياسه‌ها طرح ديگري از مقاومت مي‌باشد كه كارآيي آزترونام را تهديد مي‌كنند . سويه‌هاي باكتريايي كه AmpC كد شونده توسط پلاسميد را بدست مي‌آورند. مقاومت به آزترونام و اغلب آنتي بيوتيك‌هاي -?لاكتام ديگر را كسب مي‌نمايند[26]. همچنين، ظهور تدريجي -?لاكتامازهاي وسيع الطيف(ESBLs) ، طرح ديگر مقاومت مي‌باشد كه كارآيي آزترونام را تهديد مي‌كند . اغلب ESBLs ‌ها، مشتقات قديمي ترآنزيم‌هاي كد شونده پلاسميدي هستند . كه ناحيه فعال آن‌ها دچار موتاسيون شده و هيدروليز آزترونام و سفالوسپورين‌هاي طيف گسترده، شبيه سفتازيديم و سفوتاكسيم در آنها افزايش يافته است . معمول ترين ESBLs‌هاي شناخته شده، TEM-1 و SHV-1 هستند كه ابتدا در E. coli و K. pneumonia شناخته شدند . باوجوداين، اين آنزيم‌ها در ديگر جنس‌هاي آنتروباكترياسه‌ها و در P.aeruginosa، Burkholeria cepacia و Capnocytophaga ochracea شناسايي شده اند . علاو ه بر ESBLs‌هاي مشتق از TEM و SHV، تيپ‌هاي ديگري از ESBLs‌ها از جمله فاميل‌هاي CTX-M ,OXA ,PER وجود دارد[29]. موتانت‌هاي آزمايشگاهي با حساسيت كمتر نسبت به آزترونام، نيزگزارش شده اند كه از طريق مكانيسم‌هاي غير آنزيمي سبب مقاومت مي‌گردند. اغلب در اين موتانت‌ها كاهش نفوذپذيري نسبت به دارو نشان داده شده است[26].
1-14-4-4- مکانيسم مقاومت نسبت به کارباپنم‌ها
سه مكانيسم مقاومت نسبت به كارباپنم‌هاوجوددارد: هدف تغيير يافته، هيدروليز دارو و كاهش تجمع دارو به دليل active efflux and/ or diminished penetration از عرض غشاء خارجي باكتري‌هاي گرم منفي، انواع زيادي از-?لاكتامازها، آنزيم‌هاي هيدروليز كننده كارباپنم‌ها هستند . مهم ترين آنزيم‌هاي هيدروليز كننده كارباپنم‌ها، متالو–?لاكتامازها هستند كه همه داروهاي -?لاكتام ر ا به جز آزترونام هيدروليز مي‌نمايند و به مهاركنندگان -?لاكتامازدردسترس مقاوم هستند و به عنوان يك كوفاكتور به روي نيازمند هستند . نگراني اخير، وقوع و انتشار متالو–?لاكتامازها ي وابسته به پلاسيمد قابل انتقال مي‌باشد . اين آنزيم‌ها ابتدا، در 1990 ، گزارش شدند . از دست دادن پورين‌هاي اختصاصي كارباپنم‌ها OprD در غشاء خارجي همراه با بيان بسيار زياد AmpC مقاومت نسبت به ايمي پنم و مروپنم را سبب مي‌شود. كارباپنم‌ها، القاء كنندگان قوي آنزيم‌هاي گروه Bush1و متالو–?لاكتامازها ي كروموزومي Aeromonas hydrophila, Stenotrophomonas maltophilia هستند. استفاده توام كارباپنم‌ها و آنتي بيوتيك‌هاي -?لاكتام ديگر، به دليل اين خصوصيت، بايد جلوگيري نمود زيرا پديده آنتاگونيسم اتفاق مي‌افتد[26].
1-14-5- مهار کنندگان -?لاكتاماز
اسيدكلاولانيك اولين مهاركننده -?لاكتاماز ، مي‌باشد . اين آنتي بيوتيك از جهاتي با پني سيلين‌ها تفاوت دارد كه عدم وجود زنجيره جانبي روي حلقه-?لاكتام ، وجود اتم اكسيژن به جاي اتم سولفور و جانشيني hydroxyethylidene روي حلقه oxazolidine از جمله تفاوت اين عامل با پني سيلين‌ها مي‌باشند. مهار كنندگان ديگر مثل سالباكتام و تازوباكتام، سولفون‌هاي نيمه سنتيك پني سيلانيك اسيد مي‌باشند. هرسه تركيب فعاليت ضد ميكروبي دارند. يك مهار كننده -?لاكتاماز در تركيب با آموكسي سيلين، آمپي سيلين، تيكارسيلين و پي پراسيلين، فعاليت آن دارو را در مقابل سويه‌هاي توليدكننده -?لاكتاماز، staphylococcuses ، Gonococcus، haemophilus influenzae ، moraxella catarrhalis ، bacteroides ، مانند گونه‌هاي Klebsiella وE.coli افزايش مي‌دهد در حالي كه فعاليت آن در مقابل ديگر باسيل‌هاي گرم منفي، به طور وسيعي، توسط مهاركنندگان -?لاكتاماز بدون تغيير مي‌ماند[27].
1-14-6- مکانيسم عمل مهار کننده‌هاي-?لاكتاماز
اسيدكلاولانيك، در آغاز، بعنوان Suicide inhibitor عمل مي‌كند و اين عمل را از طريق تشكيل يك كمپلكس آسيل-آنزيم با -?لاكتاماز انجا م مي دهد که به كاهش فعاليت آنزيم منجرمي گردد . _?لاكتاماز‌هاي TEM وابسته به پلاسميد در سويه‌هاي مقاوم به سفتازيديم Klebsiella pneumonia و E. coli با اين عامل غير فعال مي‌شوند، در حالي كه -?لاكتامازهاي قابل القاء (كلاس يك كروموزومي) در Serratia ، Citrobacter ، Enterbacterو Pseudomonas.spp با كلاولانيك اسيد مهار نمي شوند. در بسياري از باكتري‌ها، سولباكتام به عنوان يك مهاركننده موثر -?لاكتامازهاي وابسته به پلاسيمد و كروموزومي مي‌باشد . اين دارو در مقابل ارگانيسم‌هايي كه به دليل توليد -?لاكتاماز در مقابل -?لاكتام مقاوم مي‌باشند، به طور سينرژستيك با پني سيلين‌ها و سفالوسپورين‌ها عمل مي‌كند[30].
تازوباكتام به عنوان يك Suicidal ?-lactamase inhibitor عمل مي‌كند و به PBP-1و PBP- 2 متصل شده و به تنهايي فعاليت ضد باكتريايي بسيار ضعيفي رادارد [30]. تازوباكتام، فعاليت خوبي در مقابل -?لاكتامازهاي پلاسميدي از جمله برخي از آنزيم‌هاي كلاس طيف گسترده دارد ولي در مقابل _?لاكتامازهاي كروموزومي قابل القاء انتروباكترياسه‌ها فعاليت ضعيفي دارد[31].
1-14-7- بتالاکتامازهاي وسيع الطيف(ESBLs)
بتالاکتامازها گروهي از آنزيم‌ها هستند که قادرند حلقه بتالاکتام آنتي بيوتيک‌هاي بتالاکتام را هيدروليز کنند[32].
توليد بتالاکتاماز‌ها، اصلي ترين مکانيسم مقاومت نسبت به آنتي بيوتيک‌هاي بتالاکتام مي باشد و بتالاکتاماز‌هاي مختلفي در طبيعت يافت مي شوند [33]. بتالاکتامازها به وسيله ژن‌هاي واقع شده در روي پلاسميدها، ترانسپوزان‌ها و کروموزوم باکتريايي کد مي شوند[34]. بتالاکتامازهاي کروموزومي مي تواند به طور القايي و يا به طور ساختاري بيان شوند و زماني که اين ژن‌ها در باکتري‌هاي گرم منفي در روي پلاسميد‌ها يافت شوند، اين آنزيم‌ها، به طور ساختاري بيان مي شوند. يک باکتري، مي تواند چندين بتالاکتاماز داشته باشد[35].
بتالاکتامازها، پروتئين‌هاي گلوبولار(globular)هستند که داراي 11 هليکس آلفا و پنج BETA-Pleated sheet مي باشند و تاکنون ساختمان سه بعدي تعدادي از بتالاکتامازها تعيين شده است [36].
1-14-7- تاريخچه مختصر بتالاکتامازها
حدود پنجاه سال قبل با کشف پني سيلين استفاده از آنتي بيوتيک‌ها در جهان آغاز شد. اولين بتالاکتاماز در E.coli قبل از استخراج پني سيلين براي درمان در پزشکي ايجاد گرديد [33]. از سال 1980 گروه‌هاي جديد آنتي بيوتيکي به نام اکسي ايمنيو سفالوسپورين‌ها که به فعاليت هيدروليتيک بتالاکتامازها مقاوم بودند براي درمان عفونت‌هاي باکتري‌هاي گرم منفي مورد استفاده قرار گرفت [37، 38]. در اوايل سال 1990 آنزيم بتالاکتاماز وسيع الطيف(ESBLs) توليد شده توسط باکتري‌هاي گرم منفي، نسبت به سفالوسپورين‌هايي مانند سفتازيديم و سفوتاکسيم مقاومت نشان دادند [39]. ژن آنزيم ESBLs يک ژن وابسته به پلاسميد است که اين آنزيم به راحتي بين باکتري‌ها انتقال پيدا مي کند. اغلب اين پلاسميدها علاوه بر ژن آنزيم ESBLs، ژن‌هاي مقاومت به چندين آنتي بيوتيک بتالاکتام و غير بتالاکتام (از جمله آمينوگليکوزيدها، کوتريموکسازول و فلوروکينولون‌ها) را نيز انتقال مي دهند. در نتيجه اغلب ESBLsهاي ايزوله شده مقاوم به بسياري از انواع آنتي بيوتيک‌ها هستند [40].
TEM-1 اولين ژن پلاسميد مربوط به بتالاکتاماز در باکتري‌هاي گرم منفي مي باشد که در سال 1960 در ايزوله‌هاي E.coli جدا شده از کشت خون دختري به نام temoniera در يونان به دست آمد از اين رو TEM ناميده شد. پلاسميد و ترانسپوزون‌ها در انتقال TEM-1 به ديگر گونه‌ها و همچنين گسترش آن نقش مهمي داشته اند. پس از سال‌ها از کشف اولين ايزوله بتالاکتاماز TEM-1 در سراسر جهان گسترش يافت و اکنون در خيلي از گونه‌هاي مختلف خانواده انتروباکترياسه، pseudomonas aeruginosa، Haemophilus influenza و Neisseria gonorrhoae يافت مي شود[33].
1-14-8- انواع بتالاکتامازها
بتا لاکتامازها، ابتدا در سال 1973 توسط Richmond، Sykos بر اساس خواص فنوتيپک مثل طرح سوبسترا، حساسيت به مهار کننده‌ها، وزن مولکولي، شباهت ايمنولوژيک و ايزوالکتريک فوکوسينگ آن‌ها طبقه بندي و بر اين اساس به چهار گروه (1-4) تقسيم بندي شده اند[33].
بيش از 200 بتالاکتاماز تا به حال شناسايي شده است.برخي از آن‌ها اختصاص به پني سيلين داشته(پني سيليناز) بعضي مختص سفالوسپورين‌ها (سفالوسپوريناز)هستند، يک سري هم طيف وسيعي از لحاظ فعاليت داشته و قادر به غير فعال کردن بيشتر آنتي بيوتيک‌هاي بتالاکتم هستند. بتالاکتاماز‌ها به دو صورت مولکولي(Ambler) و عملکردي(Bush-Jacoby-Medeiros) طبقه بندي مي شود. طبقه بندي مولکولار ابتدا توسط Ambler در سال1989، هنگامي که فقط سکانس چهار اسيد آمينه از بتالاکتامازها شناخته شده بود، پيشنهاد گرديد. بتالاکتامازها بر اساس ساختار اوليه به چهار کلاس مولکولي A تا D تقسيم مي شوند. کلاس A شامل پني سيليناز‌هاي کروموزومي در باکتري‌هاي گرم منفي مي باشد که حداقل فعاليت را بر ضد سفالوسپورين‌ها دارد. شايع ترين بتالاکتاماز کلاس SHV-1 A و TEM-1 و پني سيليناز مي باشد. موتاسيون نقطه اي در ژن کد کننده اين آنزيم منجر به ايجاد بتالاکتامازي با فعاليتي بر ضد همه پني سيلين‌ها شده است؛ اين گروه را بتالاکتاماز‌هاي وسيع الطيفESBLs (ٍExtended Spectrum Beta Lactamases) مي نامند. اين عوامل بسيار مشکل ساز هستند چرا که توسط پلاسميد‌ها کد شده و مي توانند به راحتي از ارگانيسمي به ارگانيسم ديگر منتقل شوند. اين عوامل موجب محدود شدن استفاده از آنتي بيوتيک‌هاي بتالاکتام در برخي از بيمارستان‌ها شده است. کلاس B متالوبتالاکتاماز‌ها مي باشند که بتالاکتاماز‌هاي حاوي روي( Zn) مي باشند که فعاليت گسترده اي بر ضد تمام آنتي بيوتيک‌هاي بتالاکتام دارد که شامل سفامايسين و کارباپنم‌ها مي باشد. کلاس C سفالوسپوريناز‌هاي اوليه هستند که توسط کروموزوم باکتري کد مي شوند. بيان اين آنزيم معمولا سرکوب مي شود. هر چند که با در معرض قرار گرفتن در برابر محرک‌هاي آنتي بيوتيک بتالاکتام يا موتاسيون در ژن کنترل کننده بيان آنزيم تغييرمي کند. بيان اين دسته ازآنزيم‌ها بسيار مشکل زا است، چرا که بر عليه اکثر سفالوسپورين‌هاي وسيع الطيف فعال هستند. کلاس D بتالاکتامازها اگزاسيلينازها (OXA) مي باشند. منشأ پلاسميدي دارند و با کلاولانيک اسيد مهار نمي شوند. طبقه بندي بتالاکتامازها به

دیدگاهتان را بنویسید