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。
四、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。
对不产生β-内酞胺酶但具有青霉素抗性的淋球菌分析表明,有6个遗传位点PenA、mtr、penB、peln、tem、env控制菌株内在的庄内酞胺抗性〔20,“‘’。penA基因专一性决定低水平青霉素抗性,mtl~基因本身除增加对青霉素抗性外还与其它的抗生素抗性有关,tem和pen基因本身没有可表达的性状,但转化实验证明,这二个基因携同其它三个基因一道可以提高菌株对青霉素的抗性,env基因突变则削弱青霉素抗性表达。
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。