張治國 杜春英 張倩 王玉峰 逄宇 趙雁林
?
·論著·
我國結(jié)核分枝桿菌gyrA不同突變類型對氟喹諾酮類藥物耐藥水平的相關(guān)性研究
張治國 杜春英 張倩 王玉峰 逄宇 趙雁林
目的 研究gyrA基因在我國耐氟喹諾酮類藥物結(jié)核分枝桿菌菌株中的突變特征,以及不同突變類型與氟喹諾酮類藥物最低抑菌濃度(MIC)的關(guān)系。 方法 2007年我國開展結(jié)核病耐藥基線調(diào)查,調(diào)查選取了70個調(diào)查點(diǎn),共分離結(jié)核分枝桿菌4017株,其中145株為對氧氟沙星耐藥的結(jié)核分枝桿菌菌株,有7株菌株在傳代中發(fā)生污染或傳代失敗,本研究共納入138株對氧氟沙星耐藥的結(jié)核分枝桿菌菌株。對上述菌株的氟喹諾酮類藥物耐藥相關(guān)基因(gyrA)進(jìn)行測序,分析耐藥相關(guān)基因突變的特征;用微孔板稀釋法檢測這些菌株對氧氟沙星、左氧氟沙星和莫西沙星的MIC,統(tǒng)計不同突變類型菌株對氟喹諾酮類藥物耐藥率的差別。采用SPSS 11.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理,同種突變類型對不同氟喹諾酮類藥物耐藥率的比較采用Fisher確切概率法進(jìn)行檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。 結(jié)果 在138株氧氟沙星耐藥菌株中,總計有90株(65.2%)檢測到氟喹諾酮類藥物耐藥相關(guān)基因gyrA發(fā)生突變,其中最常見的突變發(fā)生在第94位點(diǎn)(34.8%,48/138)。gyrA基因第88、89和91這3個位點(diǎn)的突變菌株(分別為2株、3株和5株),除莫西沙星有2株在91位點(diǎn)表現(xiàn)為高水平耐藥,其余均表現(xiàn)為對3種氟喹諾酮類藥物低水平耐藥;第94位點(diǎn)突變類型較多,導(dǎo)致不同的耐藥水平,第94位點(diǎn)天冬氨酸突變?yōu)樘於0窌r氧氟沙星、左氧氟沙星和莫西沙星的高水平耐藥比例分別為80.0%(8/10)、30.0%(3/10)和100.0%(10/10);此外,1株第94位點(diǎn)天冬氨酸突變?yōu)榘腚装彼岬木晖瑫r表現(xiàn)為對3種氟喹諾酮類藥物的高水平耐藥;而第94位點(diǎn)突變?yōu)楸彼釙r與低水平氟喹諾酮類藥物耐藥有關(guān),其對氧氟沙星、左氧氟沙星和莫西沙星低水平耐藥率分別為91.7%(11/12)、100.0%(12/12)和58.3%(7/12)。 結(jié)論gyrA基因突變是我國人群對氟喹諾酮類藥物耐藥菌株最主要的耐藥機(jī)制,不同gyrA突變類型導(dǎo)致對氟喹諾酮類藥物不同的耐藥水平。
分枝桿菌,結(jié)核; 氟喹諾酮類; 氧氟沙星; 基因型; 抗藥性,細(xì)菌
結(jié)核病仍然是全世界重要的公共衛(wèi)生問題之一[1]。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計,全球每年約有960萬例新發(fā)患者及145萬例死于結(jié)核病的患者,我國是全球22個結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家之一,約占全球結(jié)核病負(fù)擔(dān)的10%[2]。氟喹諾酮類藥物是二線抗結(jié)核藥物的重要組成部分,由于其在體內(nèi)具有較好的早期滅菌效果,因此被推薦作為備選藥物以縮短結(jié)核病患者的化療時間[3]。氟喹諾酮類藥物在MTB中的作用位點(diǎn)為DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶,上述酶包括A和B兩個亞基,分別由gyrA和gyrB兩個基因編碼[4]。研究表明,氟喹諾酮類藥物耐藥的主要機(jī)制為gyrA基因突變引起[5-6]。
目前,關(guān)于MTB中g(shù)yrA突變的報道較多[5-6],而氟喹諾酮類藥物最低抑菌濃度(MIC)與gyrA不同突變位點(diǎn)的關(guān)系報道較少,本研究選取全國耐藥基線調(diào)查收集的對氧氟沙星耐藥的菌株為研究對象,分析gyrA基因在我國對氟喹諾酮類藥物耐藥菌株中的突變特征,以及不同突變類型與不同氟喹諾酮類藥物MIC的關(guān)系。
一、菌株
本實(shí)驗(yàn)所選取的138株對氧氟沙星耐藥的MTB菌株由中國疾病預(yù)防控制中心國家結(jié)核病參比實(shí)驗(yàn)室提供,來自于2007年全國結(jié)核病耐藥性基線調(diào)查[7]。選取的過程為:根據(jù)流行病學(xué)抽樣原則,從全國31個省、自治區(qū)、直轄市(不含中國臺灣、香港和澳門地區(qū)),采用分層整群抽樣的方法抽取70個調(diào)查點(diǎn),每個調(diào)查點(diǎn)納入當(dāng)年新診斷的涂陽結(jié)核病患者,假定初治和復(fù)治肺結(jié)核患者對利福平的耐藥率為6%和16%計算,估算納入初治和復(fù)治患者最低樣本量為3010例和1010例;考慮到調(diào)查點(diǎn)數(shù)量,每個調(diào)查點(diǎn)納入初治患者51例,復(fù)治患者17例,共納入4760例患者。經(jīng)過培養(yǎng)鑒定,總計分離獲得4017株MTB菌株,所有菌株進(jìn)行了傳統(tǒng)比例法藥物敏感性試驗(yàn)(簡稱“藥敏試驗(yàn)”)及對硝基苯甲酸(PNB)和噻吩-2-羧酸肼(TCH)菌種鑒定,共獲得145株對氧氟沙星耐藥的MTB菌株,但有7株菌株在傳代中發(fā)生污染或傳代失敗。因此,總計138株對氧氟沙星耐藥的菌株納入本研究。標(biāo)準(zhǔn)菌株H37Rv為國家結(jié)核病參比實(shí)驗(yàn)室保藏菌株。
二、試劑來源
本試驗(yàn)所用改良羅氏培養(yǎng)基購自于珠海貝索生物技術(shù)有限公司;藥敏試驗(yàn)所用氧氟沙星、左氧氟沙星和莫西沙星均購自于美國Sigma公司,使用時按照廠家提供的純度和效價計算用量;7H9培養(yǎng)基藥粉和營養(yǎng)添加劑購自于美國碧迪醫(yī)療器械有限公司;Alamar blue顯色劑購自于美國伯樂生命醫(yī)學(xué)有限公司;2×Taq預(yù)混液購自于北京康為世紀(jì)生物科技有限公司;所有引物均由北京擎科生物技術(shù)有限公司合成。
三、藥物MIC測定
按照文獻(xiàn)[8]所述,選用微孔板稀釋法進(jìn)行MTB的MIC檢測;選取改良羅氏培養(yǎng)基上生長3~4 周的新鮮菌落,使用磨菌瓶分散均勻,并稀釋菌液至1個麥?zhǔn)蠞舛?~107CFU/ml),再以1∶20稀釋后向微孔板加入100 μl 菌液。微孔板于37 ℃ 孵育7 d后,在實(shí)驗(yàn)微孔板中加入70 μl預(yù)混的顯色液(含20 μl Alamar blue和50 μl 5.0% Tween-80),37 ℃ 孵育24 h記錄各孔的顏色;藍(lán)色孔為無MTB生長,粉色孔為有MTB生長。能抑制MTB生長(藍(lán)色孔)的最低藥物濃度即為最低抑菌濃度。氧氟沙星、左氧氟沙星和莫西沙星3種藥物的濃度均設(shè)置0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、16、32和64 μg/ml 10個測試工作濃度。參照文獻(xiàn)[9],氧氟沙星、左氧氟沙星和莫西沙星的臨界濃度分別為2 μg/ml、2 μg/ml 和0.5 μg/ml;對于氧氟沙星和左氧氟沙星,當(dāng)MIC≥8 μg/ml時,定義為高濃度耐藥;對于莫西沙星,當(dāng)MIC≥2 μg/ml時,定義為高濃度耐藥。
四、基因組DNA提取
根據(jù)文獻(xiàn)[7]所述,采用簡單水煮法提取MTB基因組DNA。從改良羅氏培養(yǎng)基斜面使用接種環(huán)刮取MTB菌落,將菌落轉(zhuǎn)移至帶有1 ml 生理鹽水的無菌Eppendorf離心管中,80 ℃ 30 min 滅活,12 000×g離心5 min,去上清,菌體沉淀用500 μl TE(Tris-EDTA buffer solution)緩沖液(pH=8.0)充分懸浮,100 ℃沸水浴30 min,冷卻至室溫后,12 000×g離心5 min,取上清即為基因擴(kuò)增模板。
五、gyrA基因擴(kuò)增和測序
擴(kuò)增對氟喹諾酮耐藥的相關(guān)基因gyrA基因片段(415 bp),擴(kuò)增體系如下:2×Taq預(yù)混液25 μl,上游引物(5′-TCGACTATGCGATGAGCGTG-3′)0.2 μmol,下游引物(5′-GGTAGCACCGTCGGCTCTTG-3′)0.2 μmol,基因組DNA 5 μl,剩余體積使用雙蒸水(ddH2O)補(bǔ)平到總體積50 μl。基因擴(kuò)增條件如下:預(yù)變性94 ℃ 5 min;循環(huán)94 ℃ 1 min,60 ℃ 1 min,72 ℃ 1 min,35個循環(huán);72 ℃ 延伸10 min?;驍U(kuò)增產(chǎn)物電泳檢測后送北京擎科生物技術(shù)有限公司測序。測序結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)敏感菌株H37Rv基因序列作為標(biāo)準(zhǔn),通過美國國立衛(wèi)生研究院在線序列比對軟件(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)進(jìn)行比較。
六、統(tǒng)計學(xué)分析
采用SPSS 11.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理,同種突變類型對不同氟喹諾酮類藥物耐藥率的比較采用Fisher確切概率檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
一、對氟喹諾酮類藥物耐藥的菌株中g(shù)yrA基因突變特征分析
在138株對氧氟沙星耐藥的菌株中,總計有90株(65.2%)檢測到對氟喹諾酮類藥物耐藥的相關(guān)基因gyrA發(fā)生突變。其中最常見的突變發(fā)生在第94位點(diǎn)(34.8%,48/138),上述突變導(dǎo)致第94位的天冬氨酸突變?yōu)楦拾彼?12.3%,17/138)、丙氨酸(8.7%,12/138)、天冬酰胺(7.2%,10/138)、酪氨酸(3.6%,5/138)、組氨酸(2.2%,3/138)或者半胱氨酸(0.7%,1/138);除了第94位點(diǎn)突變外,第90位點(diǎn)氨基酸突變是第二常見的突變類型,占全部菌株的23.2%(32/138),其突變類型均為丙氨酸突變?yōu)槔i氨酸;此外,還有5株突變發(fā)生在第91位點(diǎn),3株在第89位點(diǎn)及2株在第88位點(diǎn)(表1)。
二、不同突變類型菌株對氧氟沙星耐藥情況分析
如表2所示,對于不同位點(diǎn)的氨基酸突變,第88、89和91這3個位點(diǎn)的突變菌株均表現(xiàn)為對氧氟沙星低水平耐藥(MIC<8 μg/ml);第90位點(diǎn)丙氨酸突變?yōu)槔i氨酸,有75.0%(24/32)的菌株表現(xiàn)為對氧氟沙星低水平耐藥;第94位點(diǎn)突變類型較多,且呈現(xiàn)出對氧氟沙星不同的耐藥特征,其中第94位點(diǎn)天冬氨酸突變?yōu)樘於0?、甘氨酸及組氨酸引起高水平耐藥的比例較高,分別有8/10、13/17和2/3的突變菌株對氧氟沙星的MIC≥8 μg/ml;而當(dāng)?shù)?4位點(diǎn)天冬氨酸突變?yōu)楸彼岷屠野彼釙r,MTB菌株通常表現(xiàn)為低水平耐藥,分別有11/12和3/5的突變菌株對氧氟沙星的MIC<8 μg/ml。
表1 對氟喹諾酮類藥物耐藥MTB的gyrA基因突變情況
注 Ala:丙氨酸;Asn:天冬酰胺;Val:纈氨酸;Pro:脯氨酸;His:組氨酸;Tyr:酪氨酸;Gly:甘氨酸;Cys:半胱氨酸;Asp:天冬氨酸;Ser:絲氨酸
三、不同突變類型菌株對左氧氟沙星耐藥情況分析
不同突變類型的MTB菌株對左氧氟沙星耐藥情況的分析如表3所示,其中與氧氟沙星類似,第88、89和91這3個位點(diǎn)的突變均表現(xiàn)為對左氧氟沙星低水平耐藥。與氧氟沙星不同,在其他多種突變類型中,第90位點(diǎn)丙氨酸突變?yōu)槔i氨酸、第94位點(diǎn)天冬氨酸突變?yōu)樘於0芳案拾彼釋ψ笱醴承歉咚侥退幍谋嚷史謩e為3.1%(1/32)、30.0%(3/10)和5.9%(1/17),除94位點(diǎn)天冬氨酸突變?yōu)樘於0吠?,均顯著低于氧氟沙星的耐藥比率(均為確切概率法,P值分別為0.0265、0.0698、0.000)。此外,第94位點(diǎn)天冬氨酸突變?yōu)榘腚装彼岜憩F(xiàn)出對左氧氟沙星高水平耐藥,其MIC為8 μg/ml。
表2 MTB不同gyrA基因突變類型與對氧氟沙星耐藥的關(guān)系(株數(shù))
注 Ala:丙氨酸;Asn:天冬酰胺;Val:纈氨酸;Pro:脯氨酸;His:組氨酸;Tyr:酪氨酸;Gly:甘氨酸;Cys:半胱氨酸;Asp:天冬氨酸;Ser:絲氨酸
表3 MTB不同gyrA基因突變類型與對左氧氟沙星耐藥的關(guān)系(株數(shù))
注 Ala:丙氨酸;Asn:天冬酰胺;Val:纈氨酸;Pro:脯氨酸;His:組氨酸;Tyr:酪氨酸;Gly:甘氨酸;Cys:半胱氨酸;Asp:天冬氨酸;Ser:絲氨酸
四、不同突變類型菌株對莫西沙星耐藥情況分析
如表4所示,帶有不同gyrA基因突變的菌株對莫西沙星耐藥水平表現(xiàn)出較大的差異。其中第88位點(diǎn)、第89位點(diǎn)、第90位點(diǎn)和第91位點(diǎn)基因突變通常與低水平莫西沙星耐藥相關(guān),其低水平耐藥菌株比例分別為2/2、3/3、25/32和3/5;第94位點(diǎn)由天冬氨酸突變?yōu)榻M氨酸(3/3)、天冬酰胺(10/10)、甘氨酸(12/17)和半胱氨酸(1/1)引起高水平莫西沙星耐藥,而突變?yōu)槔野彼岷捅彼釙r,共計58.8%(10/17)的菌株表現(xiàn)為對莫西沙星低水平耐藥。
本研究首次基于我國對氟喹諾酮類藥物耐藥的菌株系統(tǒng)開展了基于不同突變類型與耐藥水平相關(guān)性的研究,初步獲得了一些具有指導(dǎo)性意義的數(shù)據(jù)。
一、gyrA基因突變是我國對氟喹諾酮類藥物耐藥菌株的最主要耐藥機(jī)制
氟喹諾酮類藥物在MTB中的靶標(biāo)基因?yàn)镈NA拓?fù)洚悩?gòu)酶A亞基(gyrA),該基因突變大多發(fā)生在基因保守區(qū)第67~106位密碼子區(qū),常見的有第88位點(diǎn)、第90位點(diǎn)、第91位點(diǎn)、第94位點(diǎn)突變[3]。本研究結(jié)果表明,我國65.2%的對氧氟沙星耐藥的MTB菌株是由于gyrA基因突變引起的,上述比率與之前來自北京(68%)[10]、紐約(67%)[11]的比率較接近,低于俄羅斯(83%)[12]和上海(76%)[13],而高于我國臺灣地區(qū)(50%)[14]和突尼斯(50%)[13],導(dǎo)致上述差異可能是由于gyrA基因的突變存在地區(qū)性差異,與當(dāng)?shù)刂饕餍械腗TB菌株不同有關(guān)。近年來,陸續(xù)開發(fā)了多個基于分子生物學(xué)的檢測方法用于快速檢測MTB對氟喹諾酮類藥物耐藥的情況,上述檢測方法主要基于對gyrA基因耐藥相關(guān)決定區(qū)的檢測[15]。然而,本研究結(jié)果表明上述檢測方法在我國檢測的敏感度可能不甚理想,有超過30%的氟喹諾酮類藥物耐藥患者可能未能被檢測到(共計138株,90株有突變,48株無突變,無突變率34.8%),這可能導(dǎo)致患者的治療延遲。因此,迫切需要針對我國分離的對氟喹諾酮類藥物耐藥的菌株進(jìn)行系統(tǒng)研究,以揭示上述不帶有g(shù)yrA基因突變的對氟喹諾酮類藥物耐藥菌株的耐藥機(jī)制,從而為開發(fā)適于我國的新診斷試劑盒提供重要的理論依據(jù)。
表4 MTB不同gyrA基因突變類型與對莫西沙星耐藥的關(guān)系(株數(shù))
注 Ala:丙氨酸;Asn:天冬酰胺;Val:纈氨酸;Pro:脯氨酸;His:組氨酸;Tyr:酪氨酸;Gly:甘氨酸;Cys:半胱氨酸;Asp:天冬氨酸;Ser:絲氨酸
二、gyrA基因不同突變類型引起不同水平的對氟喹諾酮類藥物耐藥
與前述報道一致,第94位點(diǎn)氨基酸突變是我國最常見的突變類型[3, 10-11],其次是第90位點(diǎn)氨基酸突變。有前述研究表明,第90位點(diǎn)和第94位點(diǎn)氨基酸突變通常引起高水平耐藥[12];但是本研究結(jié)果表明,第90位點(diǎn)丙氨酸突變?yōu)槔i氨酸時,大多數(shù)菌株對氧氟沙星的MIC低于4 μg/ml,這可能是由于丙氨酸和纈氨酸同屬于非極性氨基酸,兩者在結(jié)構(gòu)、電性等方面具有很相似的特征。因此,上述氨基酸的改變沒有引起gyrA與氟喹諾酮類藥物結(jié)合能力的顯著改變,進(jìn)而未能導(dǎo)致高水平的MIC;對于第94位點(diǎn)而言,當(dāng)天冬氨酸突變?yōu)樘於0贰⒏拾彼岷桶腚装彼釙r通常引起高水平的對氧氟沙星、莫西沙星耐藥;而突變?yōu)楸彼岷屠野彼釙r,通常引起低水平的對3種氟喹諾酮類藥物耐藥,可能與氨基酸性質(zhì)差別有關(guān),天冬氨酸為酸性氨基酸,而天冬酰胺、甘氨酸和半胱氨酸均為非電離的極性氨基酸。因此,上述氨基酸存在較大的差異,導(dǎo)致氟喹諾酮類藥物靶標(biāo)gyrA結(jié)構(gòu)的顯著改變,從而影響了MIC;與之相反,丙氨酸與酪氨酸均屬于非極性氨基酸,與天冬氨酸性質(zhì)相似,因此,未能顯著影響MTB對氟喹諾酮類藥物的耐藥水平。此外,第88位點(diǎn)、第89位點(diǎn)及第91位點(diǎn)突變均為低水平的對氟喹諾酮類藥物耐藥,雖然上述位點(diǎn)中第89位由天冬氨酸突變?yōu)樘於0?,這兩種氨基酸性質(zhì)差別較大,但是未能引起高水平的對氟喹諾酮類藥物耐藥,可能與上述位點(diǎn)并非氟喹諾酮類藥物和gyrA結(jié)合的主要位點(diǎn)。
三、其他耐藥機(jī)制可能影響MTB對氟喹諾酮類藥物耐藥
本研究表明,我國約有35%對氟喹諾酮類藥物耐藥的MTB菌株沒有攜帶gyrA基因突變,推測上述菌株可能由于以下原因產(chǎn)生耐藥性:(1)部分菌株由于攜帶gyrB突變導(dǎo)致耐藥;(2)藥物外排泵或者細(xì)胞壁通透性機(jī)制可能參與上述菌株對氟喹諾酮類藥物耐藥;(3)可能還有新的耐藥相關(guān)基因尚未被發(fā)現(xiàn)。
筆者認(rèn)識到本研究的不足,由于目前僅對gyrA基因在MTB對氟喹諾酮類藥物耐藥中的作用機(jī)制相對明確,因此筆者僅通過對gyrA基因的測序來分析其不同突變類型與耐藥的相關(guān)性,未考慮其他機(jī)制在氟喹諾酮類藥物中的聯(lián)合作用。全基因組測序技術(shù)為全面理解MTB耐藥機(jī)制提供了重要工具,后續(xù)的深入研究將為全面理解靶基因突變、藥物外排泵及細(xì)胞壁通透性等機(jī)制在對氟喹諾酮類藥物耐藥中的作用提供重要依據(jù)。
有研究提示,當(dāng)MTB對某種抗結(jié)核藥物產(chǎn)生低濃度耐藥時,可以通過提高藥物的劑量以達(dá)到治療的目的[16]。作為治療耐藥結(jié)核病的重要核心藥物,氟喹諾酮類藥物日益受到人們的重視。本研究通過對gyrA不同突變類型的分析,預(yù)測患者對氟喹諾酮類藥物的耐藥水平,將為結(jié)核病患者提供更多備選藥物,具有重要的臨床價值,能夠真正實(shí)現(xiàn)個體化診斷及精準(zhǔn)醫(yī)療。
[1] 全國第五次結(jié)核病流行病學(xué)抽樣調(diào)查技術(shù)指導(dǎo)組,全國第五次結(jié)核病流行病學(xué)抽樣調(diào)查辦公室. 2010年全國第五次結(jié)核病流行病學(xué)抽樣調(diào)查報告. 中國防癆雜志,2012,34(8):485-508.
[2] World Health Organization. Global tuberculosis report 2015. Geneva: World Health Organization, 2015.
[3] 盧峰岳, 俞日霞, 胡族瓊, 等. 結(jié)核分枝桿菌DNA促旋酶基因突變與耐氟喹諾酮類藥物的相關(guān)性研究. 中國防癆雜志,2014, 36(6):429-433.
[4] 王前, 宋媛媛, 池俊英, 等. 單耐氧氟沙星的結(jié)核分枝桿菌耐藥機(jī)制研究. 中國防癆雜志, 2014, 36(5): 350-355.
[5] 陳燕, 趙麗麗, 孫慶, 等. 耐多藥結(jié)核分枝桿菌耐藥相關(guān)基因突變特征分析. 疾病監(jiān)測, 2014, 29(4): 305-309.
[6] 郭倩, 李桂蓮, 魏劍浩, 等. 針對gyrA基因突變的反向斑點(diǎn)雜交技術(shù)快速檢測結(jié)核分枝桿菌喹諾酮耐藥性的研究. 疾病監(jiān)測, 2015, 30(3): 218-222.
[7] 逄宇, 夏輝, 姜廣路, 等. 中國結(jié)核分枝桿菌寡核苷酸基因分型及其耐藥性分析. 中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志, 2011, 34(11): 1023-1028.
[8] 逄宇, 李桂蓮, 王玉峰, 等. 單耐利福平結(jié)核分枝桿菌耐藥分子機(jī)制研究. 中國防癆雜志, 2012, 34(5): 275-279.
[9] Nosova EY, Bukatina AA, Isaeva YD, et al. Analysis of mutations in thegyrAandgyrBgenes and their association with the resistance ofMycobacteriumtuberculosisto levofloxacin, moxifloxacin and gatifloxacin. J Med Microbiol, 2013, 62(Pt 1): 108-113.
[10] Shi R, Zhang J, Li C, et al. Emergence of ofloxacin resistance inMycobacteriumtuberculosisclinical isolates from China as determined bygyrAmutation analysis using denaturing high-pressure liquid chromatography and DNA sequencing. J Clin Microbiol, 2006, 44(12): 4566-4568.
[11] Sullivan EA, Kreiswirth BN, Palumbo L, et al. Emergence of fluoroquinolone-resistant tuberculosis in New York City. Lancet, 1995,345(8958):1148-1150.
[12] Mokrousov I, Otten T, Manicheva O, et al. Molecular characterization of ofloxacin-resistantMycobacteriumtuberculosisstrains from Russia. Antimicrob Agents Chemother, 2008, 52(8):2937-2939.
[13] Zhu C, Zhang Y, Shen Y, et al. Molecular characterization of fluoroquinolone-resistantMycobacteriumtuberculosisclinical isolates from Shanghai, China. Diagn Microbiol Infect Dis,2012,73(3):260-263.
[14] Huang TS, Kunin CM, Shin-Jung Lee S, et al. Trends in fluoroquinolone resistance ofMycobacteriumtuberculosiscomplex in a Taiwanese medical centre: 1995-2003. J Antimicrob Chemother,2005,56(6):1058-1062.
[15] 范齊文, 郭建, 張慧漲, 等. M/XDR-TB 的快速分子檢測和耐藥特征分析. 中華微生物學(xué)和免疫學(xué)雜志, 2011, 31(12): 1133-1137.
[16] 初乃惠. 抗結(jié)核藥物研究進(jìn)展. 中國實(shí)用內(nèi)科雜志, 2015, 35(8): 655-656.
(本文編輯:郭萌)
Analysis of the relationship between differentgyrAmutations and fluoroquinolone resistance levels inMycobacteriumtuberculosisisolates from China
ZHANGZhi-guo,DUChun-ying,ZHANGQian,WANGYu-feng,PANGYu,ZHAOYan-lin.
BeijingChangpingCenterforTuberculosisControl,Beijing102200,China
ZHAOYan-lin,Email:zhaoyanlin@chinatb.org
Objective To investigate the prevalence of genetic mutations located in thegyrAgene among fluoroquinolone (FQs)-resistantMycobacteriumtuberculosisisolates, and the relationship between different mutations and minimal inhibitory concentrations (MIC) against fluoroquinolones. Methods The national drug resistance baseline survey conducted in 2007 randomly enrolled 70 clusters from 31 provinces. A total of 4017M.tuberculosisstrains were collected, of which 138 were ofloxacin (Ofx)-resistant. All isolates were sequenced for genetic mutations ingyrAconferring FQ resistance. The broth dilution method was used to determine the MIC of these isolates against Ofx, levofloxacin (Lfx) and moxifloxacin (Mfx). Fisher’s exact test was performed to compare the high-level resistance rates of different FQs.P<0.05 was considered to be statistically significant. Results Of the 138 Ofx-resistantM.tuberculosisisolates, 90 (65.2%) isolates harboredgyrAmutations, the most frequent mutation being in codon 94 (34.8%,48/138). Strains with mutations in codons 88, 89 or 91 ofgyrAexhibited low-level FQ-resistance. Codon 94 mutations were diverse and were associated with different levels of FQ-resistance. When the mutation of codon 94 resulted in substitution of Asp by Asn, high-level Ofx-, Lfx- and Mfx-resistance was observed in 80.0% (8/10), 30.0% (3/10) and 100.0% (10/10) of the isolates, respectively. In addition, one strain harboring a substitution of this Asp by Cys exhibited high-level resistance to Ofx, Lfx and Mfx. In contrast, we found that strains harboring a substitution of this Asp by Ala had low-level FQ resistance; 91.7% (11/12), 100.0% (12/12) and 58.3% (7/12) of these isolates were resistant to low-levels of Ofx, Lfx and Mfx, respectively. Conclusion Mutation ofgyrAis the most important mechanism that confers FQ resistance in China. Strains with different types ofgyrAmutations are associated with different levels of FQ resistance.
Mycobacteriumtuberculosis; Fluoroquinolones; Ofloxacin; Geneotyper; Drug resistance; Bacterial
10.3969/j.issn.1000-6621.2016.09.003
“十二五”國家科技重大專項(xiàng)(2013ZX0003-003)
102200 北京市昌平區(qū)結(jié)核病防治所(張治國、杜春英、張倩);中國疾病預(yù)防控制中心結(jié)核病預(yù)防控制中心(王玉峰、逄宇、趙雁林)
趙雁林,Email:zhaoyanlin@chinatb.org
2016-07-08)