胡美蓮,高 陽,李曉露,王麗波
(吉林大學(xué)第一醫(yī)院 小兒消化科,吉林 長春130000)
幽門螺桿菌胃炎(Helicobacter Pylori,Hp)是一種感染性疾病,它與慢性胃炎、消化性潰瘍、胃癌、胃粘膜相關(guān)淋巴樣組織淋巴瘤(MALT)等多種疾病密切相關(guān),根治Hp對上述疾病的預(yù)防及治療非常重要。Hp在人群中的感染率高,我國近一半人口存在Hp感染,隨著Hp耐藥現(xiàn)象的日趨嚴(yán)重,其根除率正在逐年下降。在臨床根治Hp方案中,克拉霉素是最常用的抗生素之一,最新報道指出Hp對克拉霉素的耐藥率已達20%-50%[1]。目前一致觀點認(rèn)為,Hp對克拉霉素的耐藥機制主要是Hp 23S rRNA V區(qū)基因突變,從而導(dǎo)致克拉霉素與Hp結(jié)合力下降,無法阻止蛋白質(zhì)的合成,其中A2142G和A2143G及A2142C為主要突變位點。多數(shù)文獻已經(jīng)證實,初次治療失敗將會導(dǎo)致再次治療耐藥率的升高,在初次治療之前行耐藥性檢測會提高Hp根除率,且優(yōu)于二線治療及補救治療。下面我們以克拉霉素為例,著重研究Hp耐藥性檢測方法,探討快速、敏感的分子生物學(xué)新技術(shù),從而有效指導(dǎo)臨床用藥。
即先培養(yǎng)Hp菌株,再對其進行藥物敏感試驗(包括紙片擴散法、瓊脂稀釋法、E-test試驗),此方法被認(rèn)為是檢測Hp對克拉霉素耐藥性的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但是,由于Hp在體外培養(yǎng)困難、培養(yǎng)周期長、費用昂貴、對操作技術(shù)要求高,且不能檢測Hp耐藥突變位點,故不適合開展臨床檢驗診斷。
2.1聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-限制性片段長度分析技術(shù)(PCR-RFLP):原理是利用PCR技術(shù),對目的基因進行擴增,再利用特異性限制性內(nèi)切酶對擴增產(chǎn)物進行酶切,得到的酶切產(chǎn)物行電泳遷移率變動分析,通過與標(biāo)準(zhǔn)基因電泳圖譜對比,從而檢測有無變異。該方法受到很多學(xué)者的青睞,他們研究發(fā)現(xiàn)突變位點A2142G、A2143G能分別產(chǎn)生BbsI(MboII)、BsaI 酶切位點。Khashei等成功應(yīng)用該技術(shù)在20株耐克拉霉素菌株中,分別檢測出18株A2142G(90%)和2株A2143G(10%)位點突變[2]。而Zahra等的試驗揭示了在伊朗北部Hp對克拉霉素的耐藥率達5.6%(5/89),且5株耐藥菌株全部為A2143G位點突變[3]。Pourakbari等在胃粘膜中直接取樣,利用PCR-RFLP技術(shù)分析A2142G、A2143G位點突變,提示有17株(50%)發(fā)生A2143G位點突變,10株(29%)發(fā)生A2142G位點突變,結(jié)果準(zhǔn)確可靠,相比體外培養(yǎng)方法,明顯節(jié)省了時間[4]。Gehlot等納入68名患有消化道疾病的患者,并應(yīng)用該技術(shù)及DNA測序證實,有8株耐藥菌株,其中7株(87.5%)發(fā)生A2143G位點突變,該結(jié)果與其他學(xué)者的研究結(jié)果相一致,表明該技術(shù)特異度和敏感度高,可用來檢測Hp耐藥[5]。
2.2實時熒光定量PCR(RT-PCR):原理是在PCR擴增時同時加入引物和熒光集團,利用熒光信號對PCR擴增反應(yīng)進行實時檢測,由于在PCR擴增的指數(shù)時期,模板的Ct值(即擴增循環(huán)次數(shù))和該模板的起始拷貝數(shù)存在線性關(guān)系,故可通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對未知模板進行定性及定量分析。Djennanehadibi等在RT-PCR技術(shù)中加入特異性物質(zhì)Scorpion primer,并對阿爾及爾地區(qū)Hp行耐藥性分析,結(jié)果提示該地區(qū)Hp對克拉霉素的耐藥率為35%(32/91),其中,81%(26/32)發(fā)生A2143G位點突變[6]。同樣,在Ducournau 等的大樣本試驗中,利用RT-PCR方法檢測到法國地區(qū)Hp對克拉霉素的耐藥率為37.9%,該比例略高于藥物敏感試驗(37.7%),并指出A2142/2143G為主要突變位點[7]。伊朗學(xué)者Hakemi等通過RT-PCR技術(shù)直接檢測胃粘膜標(biāo)本,成功擴增20株Hp陽性菌株,其中4株發(fā)生耐藥突變,解鏈溫度全部為54.7℃,證實發(fā)生A2143G位點突變[8]。Xiong等的文章表明RT-PCR檢測克拉霉素耐藥性具有完美的特異度(100%)及相對較低的敏感度,異質(zhì)性耐藥可能是導(dǎo)致低敏感度的原因,當(dāng)野生菌株與突變菌株的比值為10∶1時,可能會降低突變菌株的實時PCR檢出率[9]。值得注意的是,該技術(shù)操作簡單、專一、靈敏,較常規(guī)PCR具有更高的特異度和敏感度,除此之外,還可用于大量樣本檢測。
近年來,RT-PCR技術(shù)已經(jīng)被廣泛且成功的應(yīng)用于不同實驗室,其不僅可檢測胃粘膜標(biāo)本,還可以檢測糞便標(biāo)本Hp 23S rRNA突變位點。Bakri收集了100例患者的糞便標(biāo)本,并利用巢式RT-PCR方法進行檢測,結(jié)果顯示該方法的敏感度、特異度以及準(zhǔn)確度分別達93%、100%、95%[10]。Redondo等利用巢式RT-PCR技術(shù)在Hp感染者的糞便標(biāo)本中成功檢測出A2142G和A2143G位點突變,其結(jié)果與胃粘膜標(biāo)本培養(yǎng)-藥敏試驗的結(jié)果有95%的一致性[11]。RT-PCR技術(shù)檢測糞便標(biāo)本Hp 23S rRNA突變位點,具有取材方便、無創(chuàng)、經(jīng)濟、敏感等優(yōu)點,但需要解決糞便中膽鹽、重金屬離子、多糖等物質(zhì)對PCR的抑制,否則易出現(xiàn)假陰性結(jié)果。
2.3PCR線性探針分析(LiPA):原理是先用生物素來標(biāo)記引物,然后利用PCR技術(shù)擴增目的基因序列,獲得生物素化的擴增產(chǎn)物(即得到探針標(biāo)記的待測核酸),再與固定在NC膜上未標(biāo)記的特殊寡聚核苷酸探針雜交,最后經(jīng)放射自顯影手段就可以判定膜上是否有互補的核酸分子存在。Cerqueira等將該方法用于檢測石蠟包埋的胃粘膜標(biāo)本,同時進行回顧性分析及前瞻性研究,結(jié)果顯示在回顧性分析中該方法檢測Hp對克拉霉素耐藥性的敏感度和特異度分別為84.2%、90.9%,同樣,在前瞻性研究中也獲得較高的敏感度(80.0%)和特異度(93.8%),表明PCR-LiPA技術(shù)對于檢測大環(huán)內(nèi)酯類藥物耐藥性有很高的可信度[12]。此方法不但準(zhǔn)確、靈敏,而且能同時檢測多位點的突變,尤其存在多重耐藥的情況下,其敏感度和特異度仍很高。但受探針的限制,目前該方法僅能檢測到7種突變基因,相信隨著技術(shù)的發(fā)展,在不久的將來我們能檢測到更多突變類型。
2.43’-錯配聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(3’-mismatchPCR):原理是在PCR擴增反應(yīng)中,使用特異性引物(如Cla18,Cla3),由于3’末端錯配導(dǎo)致擴增產(chǎn)物減少,產(chǎn)生片段基因,從而區(qū)分突變型與野生型。上述幾種分子生物學(xué)技術(shù)主要用來檢測Hp 23S rRNA 2142/2143位點A-G基因突變,然而,有文獻報道在一些地區(qū)A2142C也是比較常見的突變類型,選擇3’-mismatch PCR技術(shù)可以對A2142C位點突變進行特異性檢測。伊朗學(xué)者Abdollahi等運用此方法成功檢測出胃粘膜Hp 23S rRNA A2142C位點突變[13]。在Xuan等的文章中指出,學(xué)者Elviss等改進3’-mismatch PCR技術(shù)后可同時檢測出A-G/C突變位點及野生菌株同位基因,并對比RT-PCR和PCR-RFLP技術(shù),證明3’-mismatch PCR檢測克拉霉素耐藥性時具有更高的特異性[14]。
2.5肽核酸-熒光原位雜交(PNA-FISH):原理是用特殊修飾的核苷酸分子標(biāo)記DNA探針,然后將探針直接與完整細(xì)胞內(nèi)的目標(biāo)序列原位雜交,再用與熒光素分子耦聯(lián)的單克隆抗體與探針分子特異性結(jié)合,最后利用熒光顯微鏡便可檢測到與熒光探針互補的核酸序列。FISH較PCR相比,不需要大量待測核酸,檢測方法更為準(zhǔn)確、迅速。PNA-FISH技術(shù)中應(yīng)用的是PNA探針,相比傳統(tǒng)的DNA探針,它能更好地與目標(biāo)基因雜交,適宜長度(15 bp)較短,且沒有靜電排斥[15]。目前,已有眾多研究利用該技術(shù)檢測到Hp對克拉霉素耐藥性,且獲得高敏感度及特異度[16,17]。該方法雖然快速、準(zhǔn)確,但不能檢測除克拉霉素以外其他抗生素的耐藥性,且具有侵入性,不適合兒童和老人。
2.6基因芯片也被稱為DNA微陣列,原理是將許多特定的DNA片段有規(guī)律地固定在支持物上,再與熒光探針標(biāo)記的待測序列雜交,然后通過熒光檢測系統(tǒng)對芯片掃描后進行檢測分析,從而獲得定性、定量的結(jié)果。在Xuan等的報告中指出以酶比色法為基礎(chǔ)的基因芯片技術(shù)檢測的耐藥性結(jié)果與DNA測序結(jié)果有96.83%一致性,且有很高的靈敏度和可重復(fù)性[18]。該技術(shù)能同時檢測多種抗生素、多種基因、多位點突變,但高昂的費用使其在臨床應(yīng)用中略顯不足。目前在姚雪的文章中建立了一種可同時檢測Hp克拉霉素、喹諾酮耐藥位點的可視化基因芯片檢測方法,其準(zhǔn)確性與測序技術(shù)相當(dāng),不僅快速、敏感,而且大大降低了成本[19],為我們接下來的研究設(shè)計提供了借鑒和指導(dǎo)。
2.7DNA測序作為分子生物學(xué)檢測方法中的“金標(biāo)準(zhǔn)”,目前該技術(shù):(1)用來驗證其他檢測方法的可靠性;(2)發(fā)現(xiàn)新的其他未知突變。隨著高通量測序技術(shù)的快速發(fā)展,DNA測序技術(shù)變得更為直接、準(zhǔn)確,可進行多耐藥突變檢測。Alfizah等收集了161例胃粘膜標(biāo)本,利用基因測序技術(shù)成功檢測到Hp對克拉霉素、喹諾酮類抗生素多耐藥基因突變[20]。該技術(shù)雖然準(zhǔn)確可靠,但是因測序儀器昂貴、模板濃度不當(dāng)、引物設(shè)計不合理等原因,目前多應(yīng)用于科研單位或?qū)I(yè)測序公司。
馬斯特里赫特IV-佛羅倫薩共識報告指出,當(dāng)Hp對克拉霉素的耐藥率達到或超過15%-20%時,選擇克拉霉素治療Hp前應(yīng)先行耐藥性檢測[21]。目前,我國Hp對克拉霉素耐藥率高,掌握Hp耐藥狀況對選擇正確的治療方案具有重要意義,而不管是傳統(tǒng)藥敏-培養(yǎng)試驗還是最新的分子生物學(xué)方法都尚未在臨床得到推廣。傳統(tǒng)方法因其費時、費力等缺點已不考慮納入臨床診斷,分子生物學(xué)檢測方法因其專一、快速、敏感成為我們研究的重點。在Hp對克拉霉素耐藥性分子生物學(xué)檢測方法研究中,針對 23S rRNA基因突變,主要應(yīng)用PCR技術(shù),其中最被看好的是RT-PCR方法,其解決了PCR易污染問題,可以檢測胃粘膜、糞便和唾液等標(biāo)本,不僅準(zhǔn)確、靈敏、高效、經(jīng)濟,而且真正實現(xiàn)了定性到定量的飛躍,目前已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于科研及臨床診斷中,相信不遠(yuǎn)的將來,該技術(shù)能得到廣泛推廣。