幽門(mén)螺桿菌(helicobacter pylori,HP) 與胃、十二指腸疾病密切相關(guān),是消化性潰瘍、慢性活動(dòng)性胃炎、十二指腸球部潰瘍重要致病因素,也是胃癌演變的始動(dòng)因子,與胃淋巴瘤的發(fā)生、發(fā)展有一定的關(guān)系[1]。HP清除直接關(guān)系到上述疾病的轉歸。但隨著(zhù)抗生素的廣泛應用,其耐藥率逐年上升。因此,探討HP的耐藥分子機理,對指導臨床合理用藥,有效控制HP相關(guān)疾病的傳播有著(zhù)十分重要的意義。
1 HP耐藥性的產(chǎn)生
治療HP感染的藥物有咪唑類(lèi)如甲硝唑,大環(huán)內酯類(lèi)如克拉霉素,β-內酰胺類(lèi)如阿莫西林、喹諾酮類(lèi)、四環(huán)素與硝基呋喃類(lèi)等。關(guān)于HP耐藥的起源,現代微生物學(xué)認為有兩種可能性:①自發(fā)突變學(xué)說(shuō),即耐藥性的產(chǎn)生是由于菌株的自發(fā)突變。根據達爾文的進(jìn)化論,隨著(zhù)抗生素的應用,抗生素敏感的細菌逐漸減少而耐藥菌逐漸增多;②耐藥遺傳信息的傳遞產(chǎn)生了新的耐藥株。染色體DNA 或質(zhì);蛏嫌锌刂颇退幮缘倪z傳信息,HP耐藥基因在細菌DNA重組時(shí)進(jìn)入敏感菌株,從而使耐藥菌株增加。
2 HP耐藥的分子機理
細菌對抗生素的耐藥可能與菌種的特性有關(guān),也可能通過(guò)菌株的變異或者基因的轉移獲得,后者主要涉及到:①細菌產(chǎn)生滅活酶或鈍化酶;②藥物作用的靶位改變;③細胞膜的滲透性改變;④細菌對藥物的外排和生物被膜的形成。HP對不同抗生素的耐藥主要與以下機理有關(guān):
2.1 HP對甲硝唑的耐藥 甲硝唑是一種具有抑菌活性的藥物前體,由于其氧化還原電勢較低,易被硝基還原酶還原為亞硝基衍生物、羥氨衍生物,還原產(chǎn)物具有細胞毒性,使細菌DNA降解、斷裂甚至導致細菌死亡。因其殺菌活性不受胃內低pH的影響,在胃腔內濃度高,具有較強的抗HP活性,因此常用于HP感染的一線(xiàn)治療。但是近年來(lái),隨著(zhù)甲硝唑的廣泛使用,HP對甲硝唑的耐藥率逐年上升。在發(fā)達國家HP對甲硝唑的耐藥率為20%~30%,而發(fā)展中國家高達60%~80%[2,3]。HP對甲硝唑耐藥主要與rdxA基因突變導致該基因的失活有關(guān),rdxA是編碼氧不敏感的煙酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸硝基還原酶基因。但Kwon,Marais[4,5]研究證實(shí)frxA、fdxA、fldA、fdxB、oorDABC和porCDAB等基因也參與了HP對甲硝唑的耐藥,并證實(shí)frxA、fdxB 和rdxA 基因的失活不會(huì )對HP產(chǎn)生致死效應,而fdxA、fldA、oorDABC 和porCDAB基因的失活卻會(huì )導致HP的死亡,這可能與這些基因編碼的蛋白為HP的存活提供了一個(gè)微需氧環(huán)境有關(guān)。同時(shí)也發(fā)現單一fdxB基因突變導致HP對甲硝唑的低水平耐藥甚至不導致耐藥,但當rdxA 基因與fdxB聯(lián)合突變時(shí)將導致高水平耐藥,而frxA或rdxA 基因的突變均會(huì )產(chǎn)生中等水平耐藥,但當兩者同時(shí)突變時(shí)則產(chǎn)生高水平耐藥。國內李耿等[6]研究也表明HP對甲硝唑耐藥不僅與rdxA有關(guān),同時(shí)與frxA、fdxB基因突變有關(guān)。
2.2 HP對克拉霉素的耐藥 克拉霉素又名6-甲氧紅霉素(甲紅霉素),屬于新一代大環(huán)內酯類(lèi)藥物。HP對克拉霉素的耐藥率地區差異明顯,各國為1%~13%不等。Glupczynski等[7]發(fā)現,兒童對克拉霉素的耐藥率比成人高,這可能與兒童免疫力較成人低,而克拉霉素經(jīng)常用于兒童呼吸道感染的治療有關(guān)。HP對克拉霉素的耐藥主要為23 SrRNA可變區基因的突變導致核糖體變構,克拉霉素結合位點(diǎn)隨之發(fā)生改變,進(jìn)而使HP與克拉霉素的親合力減弱,不能阻止細菌的蛋白質(zhì)合成,從而產(chǎn)生耐藥性。但23 SrDNA的突變位點(diǎn)和突變形式卻具有地區差異[8,9]。如中國東北地區,突變以G
2.3 HP對β-內酰胺類(lèi)藥物的耐藥 常用于抗HP 的β-內酰胺類(lèi)藥物為阿莫西林。β-內酰胺類(lèi)藥物是通過(guò)與細菌內膜靶蛋白青霉素結合蛋白(penicillin binding proteins,PBPs)結合,使轉肽酶失活,破壞細菌細胞膜的完整性,使細菌死亡。HP對阿莫西林的耐藥率相對較低。以往研究認為,細菌對β-內酰胺類(lèi)藥物的耐藥機理是:產(chǎn)生β-內酰胺酶、產(chǎn)生新的PBPs、藥物作用PBPs的位點(diǎn)改變、細菌的滲透性降低以及自溶酶減少等。但是HP耐藥菌株尚未檢測到β-內酰胺酶,故推測HP對阿莫西林的耐藥可能與其它機理有關(guān)。目前,已發(fā)現3種高分子量PBPs(PBP1、PBP2、PBP3)和6種低分子量PBPs,其中PBP
2.4 HP對喹諾酮類(lèi)藥物的耐藥 喹諾酮類(lèi)藥物容易產(chǎn)生耐藥,較少用于HP根除治療。其耐藥主要與DNA旋轉酶(GYR)的改變和拓撲異構酶Ⅳ有關(guān)。DNA旋轉酶由gyrA基因編碼的2個(gè)A亞單位和gyrB基因編碼的2個(gè)B亞單位組成的四聚體。此酶的主要功能是松解超螺旋DNA,使之能復制。對大腸埃希菌的研究發(fā)現,細菌對喹諾酮類(lèi)的高度耐藥由gyrA的突變引起,而低度耐藥由gyrB突變引起。在對HP耐藥菌株中也發(fā)現,gyrA基因有4個(gè)位點(diǎn)發(fā)生突變(Asn87→Lys、Ala88→Val、Asp91→Gly、Asn或Tyr取代、Ala97→Val取代),同時(shí)把耐藥菌株的gyrA片段導入敏感菌株中從而使敏感菌株獲得耐藥性。因此,推論gyrA基因的突變是HP對喹諾酮類(lèi)藥物耐藥的分子基礎。
2.5 HP對利福霉素類(lèi)藥物的耐藥 利福霉素類(lèi)藥物常用于抗結核病治療,較少用于HP的治療,該類(lèi)抗生素對細菌的作用靶位是依賴(lài)DNA的RNA聚合酶,此酶由rpoB基因編碼。Heep[16]經(jīng)過(guò)一系列體外篩選獲得了HP ATCC43504耐藥株,對rpoB基因克隆、測序進(jìn)行突變分析,發(fā)現所有耐藥突變均包含密碼子524-545和密碼子586在內的基因簇區域。并發(fā)現利福平耐藥株與野生型rpoB基因相同,只是在擴增54-916堿基對時(shí),有一個(gè)密碼子的改變,即V149→F。從耐藥株擴增的rpoB基因片段導入到敏感株中,在選擇培養基上長(cháng)出了耐利福平的HP。從而推論,HP對利福霉素的耐藥與rpoB可能有一定的關(guān)系。但確切的機理有待進(jìn)一步研究證實(shí)。
2.6 HP對四環(huán)素的耐藥 四環(huán)素因其價(jià)廉有效而用于HP感染治療,但近年來(lái)發(fā)現該藥易引起二重感染,且其耐藥率也呈上升趨勢,現較少用于臨床。四環(huán)素主要作用于細菌核蛋白體,阻止mRNA核蛋白體復合物A位與氨基酰tRNA的結合,從而抑制始動(dòng)復合物的形成及肽鏈的延伸,并阻止核蛋白體與終止密碼結合,抑制已合成的肽鏈或蛋白質(zhì)釋放。16 SrRNA的突變是HP對四環(huán)素耐藥的主要原因,其中最常見(jiàn)的突變?yōu)?SPAN lang=EN-US>16 SrRNA AGA(965~967)→TTC的突變。Nonaka等[17]證明16 SrRNA 965-967位,單個(gè)、兩個(gè)或者三個(gè)堿基的突變都會(huì )導致HP對四環(huán)素的耐藥,Wu JY等[18]也證明54%耐藥菌株是單一位點(diǎn)突變(如CGA、GGA、TGA、AGC、AGT),這可能是由于這些堿基的改變,影響了16 SrRNA的結構所致。Lawson等[19]在1006株分離菌株中發(fā)現18株對四環(huán)素敏感性降低,其中有3株耐藥(MIC≥4mg/L);敏感性降低的18株中有10株檢測到16 SrRNA突變:一株存在A926T和A
3 結語(yǔ)
目前,雖然對HP的耐藥性有所研究并取得了一定的進(jìn)展,但仍存在著(zhù)許多問(wèn)題,如耐藥機理的不確定性;抗生素的使用劑量、用藥史、年齡、性別等在HP對抗生素耐藥中的確切作用仍不清楚。因此,加強臨床菌株的耐藥性研究,深入探討HP耐藥機理與特性,為指導臨床合理用藥以及抗生素的開(kāi)發(fā)提供了新的思路。
作者:喻海忠,許國瑩,陳巧林,陳建國,蘇兆亮《右江民族醫學(xué)院學(xué)報》
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