幽门螺杆菌耐药机制的研究进展

文章编号:1005-2194(2004)01-00-02

幽门螺杆菌耐药机制的研究进展

黄德强　综述　吕农华　审校

中图分类号:R5　　文献标识码:A

　　本文对国内外的有关幽门螺杆菌(H・pylori)耐药机制的研究进行综述。

1　对大环内酯类药的耐药性

2　对硝基咪唑类药的耐药性

硝基咪唑类药物以甲硝唑为代表,其耐药率是几种抗

H・pylori药物中最高的,为10%～70%,甚至有报道达84%。究其耐药率高的原因主要有:甲硝唑在其它感染中

大环内酯类药物,其中以克拉霉素为代表,耐药率为

10%～20%。H・pylori对大环内酯类药耐药的机制:大环内

的广泛应用;使用低于治疗剂量的甲硝唑进行抗H・pylori治疗;甲硝唑药理作用中的诱变特性;曾经用药对H・pylori的选择压力。rdxA是编码氧不敏感的NADPH硝基还原酶的基因,而frxA是另一个硝基还原酶的基因,如果rdxA基因发生突变失活,可导致细菌产生耐药,但frxA突变不能单独引起耐药。rdxA突变失活对硝基咪唑类药产生耐药性的现象也存在于大肠杆菌。导入一个功能性RdxA的编码基因(rdxA)可使对甲硝唑耐药的大肠杆菌变为敏感型,用穿梭载体将rdxA基因导入对甲硝唑耐药的H・pylori也可使其变为敏感型。RdxA是敏感菌株的特点,免疫印迹法检测

RdxA蛋白(24kDa),发现在17例敏感菌株中全都检出该蛋

酯类抗生素能结合在野生型H・pylori的50S大亚基的23S单位上,抑制肽基酰基转移酶,影响核蛋白位移,抑制细菌蛋白合成和肽链延伸。而有耐药性的H・pylori的23SrRNA的Ⅴ区上发生了点突变,导致核糖体的构象改变,使大环内酯类抗生素结合位点也随之发生改变,进而使H・pylori与大环内酯类药亲合能力减弱,药物也就不能阻止细菌的蛋白合成,最终产生耐药性。在H・pylori耐药机制中,大环内酯类药的经典耐药途径———有关核蛋白体甲基化和药物泵出机制的作用较弱或不存在,这主要归因于H・pylori的特殊脂多糖结构。因此,23SrRNA的突变导致多肽酰基转移酶环改变,减少与药物结合是H・pylori耐药的主要机制。

有关H・pylori对大环内酯类耐药的研究中,23SrDNA(核糖体rRNA编码DNA)突变引起H・pylori对大环内酯类耐药的机制现已成为共识,而争论主要集中在23SrDNA突变的位置和形式,对突变形式与耐药水平之间关系的研究也较多。突变的形式以A2143G为主,占突变的4512%～8211%,其它的突变形式有A2142G、A2142C、G2115A、G2141A、

A2142T、A2143C,甚至发生在染色体的其它区段,突变的形式

白,而耐药菌株的绝大多数(25/27)缺失该蛋白[4]。耐药与敏感菌株间的DNA序列极为相似,仅有少数几个碱基被不同[5]。Owen[3]也认为:rdxA的基因突变(或改变)形式不是单一的,包括有错义突变、移码突变、转座子的删除和插入,正是这些突变(或改变)使得转录过程提前终止,RdxA断裂与失活。还有人在研究中发现rdxA基因突变的同时,常伴有其它基因及染色体的突变。Kwon等[5]研究发现,高水平耐药的H・pylori(MICs,128mg/L)都有基因的无义突变和

(或)移码突变所引起的RdxA和FrxA过早断裂;而中等水

与耐药程度密切相关,A2142G菌株的最低抑菌浓度(CMICs)明显大于A2143G菌株及其它菌株

[1]

平耐药(MICs,32～mg/L),只有其中的一个蛋白会发生断裂和(或)另一个被无义突变、移码突变和特殊的错义突变所修饰;而低水平的耐药(MICs,8mg/L)只在FrxA上有特殊的错义突变,而无RdxA的特殊改变。Jin等[6]研究发现单独的frxA基因突变(rdxA正常)并不能明显影响H・py2

lori的药物敏感性,而单独的rdxA突变能导致中等水平的

。耐药菌株的耐药性稳

定性也与突变形式有关,总的耐药性丧失(菌株恢复敏感)率约为10%,以A2143G突变最稳定。

H・pylori对大环内酯类耐药的23SrRNA突变中以A2143G、A2142G为最主要的形式。在以上研究的基础上,Momynalier等

[2]

采用Realtime-PCR技术检测199株的3种

甲硝唑耐药,frxA与rdxA同时突变的菌株可导致高水平的耐药(是rdxA单独突变菌株的2倍)。还有另外一个基因

fdxB与甲硝唑耐药有关,但其作用甚小。

突变(A2142C、A2142G和A2143G),并与药敏进行对照,绝大多数符合细菌的耐药性表型,只有7例不符,该技术还有一个优点是2h内能得出结果。因此,Owen在综合众多学者研究结果提出通过对H・pylori耐药机制的分子水平研究,建立快速、准确的分子检测技术来分析H・pylori对克拉霉素耐药性及耐药性的水平,以指导临床药物治疗,以提高疗效和减少抗生素的盲目使用。

作者单位:江西医学院第一医院消化科(南昌,330006)

Email:hdq-xhs@163.com

[3]

有学者认为,rdxA失活与H・pylori的耐药有密切相关,但并不存在必然联系,更不能确定具体的核酸突变与氨基酸替代导致了耐药的发生。因此,需要通过对更多临床菌株进行研究来证实rdxA基因突变是引起硝基咪唑类耐药的分子基础。

替硝唑作为甲硝唑的换代药,H・pylori对其的耐药率很低,两者的药理机制相似,但却不尽相同,发生rdxA、frx和

中国实用内科杂志2004年1月第24卷第1期・55・

菌的分析中发现,gyrA的突变引起细菌对喹诺酮的高度耐药,而gyrB突变则与低度耐药有关[10],对H・pylori研究中也发现,在耐药菌株的gyrA发生了4种突变。耐药菌株的

gyrA片段转入敏感菌株能使敏感菌株产生耐药性。因此,gyrA突变是H・pylori对喹诺酮耐药的分子基础。

fdxB突变的H・pylori对替硝唑无耐药性,而proCDAB和O2orDABC的改变与替硝唑耐药可能有关。

因此认为:rdxA突变与H・pylori对硝基咪唑类耐药有密切关系,frxA突变是影响耐药水平高低的一个因素,而rdxA和

frxA同时突变将是H・pylori发生中等至高水平耐药的必须条

件,并具有一定的特异性,有可能作为甲硝唑耐药的分子标志物,建立一种快速、准确的检测耐药性的分子技术。

3　对β-内酰胺类的耐药性

综上所述,现有的国内外研究表明,有关H・pylori针对当前临床常用抗H・pylori药物所产生耐药性的分子机制已基本得到阐明,但仍存在有不同意见,因此今后的研究方向,将是扩大临床菌株研究的数量,以证实现有研究中关于分子基础与耐药性之间的必然联系,为解决抗生素与耐药性矛盾,开发新的抗生素提供思路。同时,将进一步推广分子技术在H・pylori耐药性快速检测中的应用,特别是分子技术能直接从胃活检标本取得样品,无需培养以及特异性高等优点,将能够迅速、准确预测H・pylori耐药性的水平,并指导病人的具体治疗和评价耐药性对疗效的影响。

参考文献

1　Alarcón,DonmingoD,PrietoN,etal.ClarithromycinresistancestabilityinHelicobacterpylori:influenceoftheMICandtypeofmutationinthe23SrRNA.JAntimicrobChemother,2000,(46):613-616

2　MomynalievKT,GovorunVM,GnedenkoO,etal.Theuseofthereso2nantmirrorbiosensortodetectpointmutations,asdemonstratedwithsyntheticoligonucleotides.JMolRecognit,2003,16(1):1-8

3　OwenRJ.MoleculartestingforantibioticresistanceinHelicobacterpy2lori.Gut,2002,50(4):285-2

4　LathamSR,OwenRJ,ElvissNC,etal.Differentiationofmetronidazole2sensitiveand2resistantstrainsofHelicobacterpyloribyimmunoblotingwithantiseratotheRdxAprotein.JClinMicrobiol,2001,39:3052-3055

5　KwonDH,HultenK,KatoM,etal.DNAsequenceanalysisofrdxAandfrxAfrom12pairsofmetronidazole2sensitiveand2resistantclinicalHeli2cobacterpyloriisolates.AntimicrobAgentsChemother,2001,45(9):2609-2615

6　JinYJ,BergE.Mouse2colonizingHelicobacterpyloirSS1isunusually

susceptibletometronidazoleduetotwocomplementaryreductaseactivi2ties.AntimicrobAgentsChemother,2000,44(11):3127-3132

7　PaulR,PostiusS,MelcersK,etal.MutationsoftheHelicobacterpylori

genesrdxAandpbp1causeresistanceagainstmetronidazoleandamoxi2cillin.AntimicrobAgentsChemother,2001,45(3):962-965

8　OkmotoT,YoshiyamaH,NakazawaT,etal.AchangeinPBP1isin2volvedinamoxicillinresistanceofclinicalisolatesofHelicobacterpy2lori.JAntimicrobChemother,2002,50(6):849-856

9　CatharineA,Trieber1,TaylorDE.Mutationsinthe16SrRNAgenesof

Helicobacterpylorimediateresistancetotetracycline.JBacteriol,2002,184(8):2131-2140

10　倪语星,洪秀华,主编.细菌耐药性监测与抗感染治疗.北京:

β-内酰胺类药物中常用于抗H・pylori的是阿莫西林,

H・pylori对阿莫西林的耐药是最近出现的,但巴西已有报道

β-内酰胺类药物是通过与细菌内膜靶蛋白说其达29%。

PBPs(青霉素结合蛋白)结合,破坏细菌细胞膜的完整性,使

细菌死亡。细菌对β-内酰胺类药物的耐药机制有:产生β

-内酰胺酶、产生新的PBPs和药物作用PBPs的位点改变。而H・pylori菌株中都未检测到β-内酰胺酶,因此对β-内酰胺类药灭活或钝化不是H・pylori对其产生耐药的主要原因,PBPs成为H・pylori对β-内酰胺类药物耐药的关键因素。研究显示:野生型H・pylori的PBPs有4种,而耐药株的

PBPs只分离出3种,表明H・pylori对β-内酰胺类药产生耐

药主要是因为该药与PBPs之间亲和力下降。对β-内酰胺类耐药的菌株中,有4个pbp1的突变(S414R,Y484C,T1I和P600T)和1个pbp2突变(T498I),这些突变都发生在阿莫西林敏感菌株的保守片段,其中单独pbp1突变就能引起耐药,而单独pbp2突变不能引起耐药,pbp1和pbp2一同突变并不能增强其耐药性[7]。有学者推测多点突变导致了耐药性的产生,OkamotoT等个氨基酸残基。

4　对四环素的耐药性

[8]

发现在两株突变菌株pbp1中的

ORFs(开放阅读框)中都有4个氨基酸残基被替代和插入一

原先的报道认为H・pylori对四环素的耐药率为0,但随着四环素在抗H・pylori治疗的二次补救治疗中的广泛应用,H・pylori对四环素的耐药性也逐渐上升(但大多低于

5%)。2000年,有研究发现四环素耐药的菌株还有对甲硝

唑的交叉耐药,但不清楚四环素耐药的机制。Catharine[9]在研究四环素耐药的机制中认为H・pylori16SrRNA序列中的突变多为自发突变,如G360A、AGA965-967TTC、A965T、

G966T、A967C以及G771和G942两基因的删除,但只有AGA965-967TTC突变能菌株间传递。由于四环素耐药率

很低,现对其耐药机制的研究相对较少,很难做出明确的判断。

5　对喹诺酮类药的耐药性

喹诺酮类药物中的代表是环丙沙星,其耐药率约为

10%,Hpylori对喹诺酮类耐药主要与DNA旋转酶的改变有

人民军医出版社.2002.44-46

(2003-05-20收稿　2003-09-10修回)

关,该酶由gyrA和gyrB两个基因编码而成,在对大肠埃希