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幽门螺旋杆菌对抗生素耐药现状及其机制研究进展

2021-03-19 来源:客趣旅游网
山东医药2013年第53卷第16期 幽门螺旋杆菌对抗生素耐药现状 及其机制研究进展 李娜 。聂占国 (1石河子大学医学院,新疆石河子832000;2兰州军区乌鲁木齐总医院) 关键词:幽门螺旋杆菌;抗生素;耐药性 doi:10.3969/j.issn.1002—266X.2013.16.037 中图分类号:11573 文献标志码:A 文章编号:1002—266X(2013)16_0085-04 幽门螺旋杆菌(HP)感染是一个全球性的问题, 素的耐药率存在着明显的地域性差异,不同国家和 全世界人群感染率为50%。它与慢性胃炎、消化性 地区的HP耐药率不同。例如,发达国家HP对甲硝 溃疡及胃腺癌等消化道疾病的发生、发展密切相关, 唑的耐药率低于发展中国家。2005~2006年,中华 根除HP是防治上述疾病的重要环节。但由于治疗 医学会消化病学分会HP学组对全国16个省市和 中抗生素的不合理应用,其对抗生素的耐药成为根 20多个中心的HP耐药流行病学调查显示,我国HP 除治疗失败的主要原因。近年来,对HP耐药性的 对甲硝唑耐药率为50%~100%(平均73.3%),明 研究成为热点。本文就有关HP对抗生素耐药的现 显高于其他国家 J。相反,HP对克拉霉素的耐药 状、外在相关因素与分子机制的国内外研究进展综 率则是发达国家高于发展中国家。突尼斯HP对克 述如下。 拉霉素的耐药率为15.4%l4 J,而法国HP对克拉霉 1 HP抗生素耐药的现状 素的耐药率则较高(26%) J。在我国,不同省市、 1.1 HP对抗生素的原发性耐药、继发性耐药与多 地区HP的耐药率也存在差异。苏州市HP对克拉 重耐药HP对抗生素的耐药可分为原发性耐药和 霉素的耐药率较高(19.14%) J,而宁波地区则相 继发性(获得性)耐药。原发性耐药主要是由于细 对较低(7.5%) 。不同国家和地区HP对常用抗 菌的遗传性发生了改变并经过选择过程产生的,多 生素的耐药率不同,可能与各国对抗生素用量及适 与同类药物交叉耐药有关,有明显的地区性差异,并 应证的管理不同有关。 随时间而改变;继发性耐药多由于抗生素的诱导、过 1.3 HP对抗生素的耐药率呈增长趋势国内外大 度用药及药物选择性压力等,使耐药细菌占优势而 量研究表明,HP对抗生素的原发耐药率呈增长趋 产生的。HP对抗生素的耐药多为继发性耐药,在 势。一项全球范围的HP耐药率调查研究 显示, 一线方案治疗失败后有1/3~1/2的菌株可对所用 全世界HP对甲硝唑、克拉霉素、左氧氟沙星的耐药 抗生素产生继发性耐药;继发性耐药会影响再次治 率呈增长趋势,而对四环素的耐药率除非洲 疗,并给抗菌药物的选择带来很大困难。有研究发 (43.9%)外均较低(<3%)。HP对抗生素耐药率 现,波兰患者HP对抗生素的继发耐药率明显高于 的不断升高已成为一个世界性问题,尤其是发展中 原发耐药率,其甲硝唑继发耐药率与原发性耐药率 国家。我国北京地区HP对甲硝唑的耐药率从1999 分别为72%、37%,克拉霉素分别为80%、21%,左 氧氟沙星分别为16%、2%_l J。近年来,HP对多种 年的36.3%升至2005年的76%、2007年的81%,克 药物同时耐药的报道越来越多。保加利亚儿童与成 拉霉素耐药率从1999年的10%升至2005年的 36%、2007年的38.1% 。伊朗HP对甲硝唑的耐 人患者HP对甲硝唑+克拉霉素的多重耐药率分别 为8.0%、6.7%,阿莫西林+甲硝唑+克拉霉素分 药率也从2009年的73.4%升至2010年的78.6%, 别为0.2%、0 J。 克拉霉素从2009年的30%升至2010年的 34.0%[1Ol。1.2 HP对抗生素耐药率的地域差异HP对抗生 近年来,发达国家HP的耐药率增长较 慢,甚至有所降低。如芬兰HP对克拉霉素的耐药 率从2000年的0%升至2003年的16%,但2008年 通讯作者:聂占国,E-mail:nie ̄@vip.sina.eom 又降至4%;甲硝唑则从2000年的59%降至2008 85 年的32%…J。这可能与近年来发达国家对抗生素 的使用管理更加严格有关。 2 HP对抗生素耐药的外在相关因素 HP对抗生素耐药的外在相关因素主要有患者 的年龄、性别、所患疾病、药物服用史、国家地区及种 族等。日本一项1996~2008年HP耐药率的调查 研究¨ 发现,65岁以上患者克拉霉素的耐药率明 显高于年轻人。世界范围的一项HP耐药流行病学 调查¨ 显示,女性HP对甲硝唑和克拉霉素的耐药 率明显高于男性,非溃疡性消化不良者克拉霉素的 耐药率高于有溃疡者,而甲硝唑的耐药率则是有溃 疡者更高。但也有些研究¨ 发现,HP耐药率与年 龄、性别无关。保加利亚一项1990~2009年的HP 耐药率调查研究 显示,不同种族背景的患者HP 耐药率不同,欧洲血统患者HP对克拉霉素耐药率 高于中东血统患者,而非洲血统患者甲硝唑耐药率 则明显高于其他种族血统患者。欧洲的一项关于儿 童HP耐药率的多中心调查研究 也显示,HP耐 药率存在种族差别。总体来说,HP对抗生素耐药 的相关因素分析显示各个国家和地区的报道存在差 异,这可能与样本量的大小和选取样本的地区有关。 3 lip菌株基因型与耐药性的关系 HP基于毒力基因cagA和vacA的表达与否可 被分为I、Ⅱ两型。I型HP含有cagA和vacA基 因,表达CagA和VacA蛋白;I1型HP不含cagA基 因,不表达CagA和VacA蛋白。目前,国内外探讨 HP毒力基因分型与HP抗生素耐药性关系的研究 相对较少。Khan等 研究发现,不含cagA基因的 HP菌株相对于含cagA基因的HP更易对甲硝唑和 氧氟沙星产生耐药。国内外其他相关研究【17,18]的 结果也支持这一结论。田一玲等 研究发现,阿莫 西林敏感组和耐药组中分离到的VacA sla阳性HP 菌株的频率差异有统计学意义,提示HP的vacA基 因与其耐药性之间存在着某种联系。但黄衍强 等 则发现,HP对克拉霉素耐药性基因分型与ca— gA、vacA基因无明显关系。由此可见,HP菌株ca. gA和vacA基因分型与HP耐药性产生是否存在联 系可能与不同药物有关,但HP耐药基因与cagA和 vacA基因在HP染色体上是否存在某种关联,或是 否还与其他毒力基因表达有关,还有待进一步研究 和探索。 4 I-IP对抗生素耐药的分子机制 随着HP对抗生素耐药的研究的深入,基因突 变已被公认为是HP对常用抗生素产生耐药的内在 因素。近年来,关于HP对常用抗生素耐药的分子 86 山东医药2013年第53卷第16期 机制的报道越来越多。大量研究表明,HP的基冈 组具有高度的可塑性,不同菌株的基凶组存在高度 差异性。南于HP具有高突变率和自由重组的能 力,同一个HP在患者体内可能会发生多个基因组 的改变。因此,HP对常用抗生素耐药性的产生最 根本的原因是由HP基因组改变引起的。下面就对 HP常用根除药物的耐药性产生的机制进行阐述。 4.1 HP对硝基咪唑类抗生素耐药的分子机制 硝 基咪唑类药物包括甲硝唑、替硝唑等,其中最常用的 是甲硝唑。硝基咪唑是药物的前体,被动的扩散进 入细菌的细胞后,由于其氧化还原电势较低,易在硝 基还原酶的作用下生成毒性的代谢物从而起到杀菌 作用。Cederbrant等 早先便提出,HP对甲硝唑耐 药主要是因为无法获得足够低的氧化还原电位。 HP有多个硝基还原酶,包括对氧不敏感的NADPH 硝基还原酶(RdxA)、NADPH黄素氧化还原酶 (FrxA)和铁氧还原蛋白(FrxB)等 。目前,实验 研究普遍认为 ,编码rdxA和frxA的基因发生突 变、缺失和插入等DNA序列的改变,导致硝基还原 酶活性下降或丧失,是HP对甲硝唑耐药的主要原 因。但有研究 发现,甲硝唑耐药可仅由frxA突变 引起,也可没有rdxA或frxA突变,而存在其他耐药 机制。rdxA、frxA基因在HP对甲硝唑耐药所起的 作用还存在很大争议,还需进一步研究证实。 4.2 HP对大环内酯类抗生素耐药的分子机制 大 环内酯类抗生素包括克拉霉素、红霉素、阿奇霉素 等,但最常用于HP根除治疗的是克拉霉素。大环 内酯类药物与核糖体结合,作用于23SrRNAV区的 多肽转移酶环,抑制了多肽转移酶,影响核糖体移 位,从而阻止或影响肽链延长,抑制细菌蛋白质合成。 1996年,Versalovic等 首次发现了HP23SrRNAV区 上的点突变导致大环内酯类抗生素与核糖体的结合 力下降,从而产生耐药性。随后的研究l2 也证实, 23SrRNA突变是导致HP对大环内酯类抗生素耐药 的主要原因。HP具有两个拷贝的编码23SrRNA的 基因,两个拷贝基因中一个拷贝基因突变即可导致 耐药。研究发现,突变最多的是2143或2142位的 腺嘌呤被鸟嘌呤或胞嘧啶所取代,记为A2143G、 A2143C、A2142G、A2142C。M ̄graud 的一项回顾 性调查发现,世界各国的研究报道显示,HP对克拉 霉素耐药性的产生81.5%是由A2142G或A2143C 突变所致。但Amin等 研究发现,HP对克拉霉素 耐药性的产生93.7%是由于A2143G突变引起的; 也有研究 ∞ 发现,对克拉霉素耐药的HP菌株中 也发现了A2144G突变。HP突变位点不同可能与 山东医药2013年第53卷第16期 地域性有关。 4.3 HP对B.内酰胺类抗生素耐药的分子机制 阿莫西林是现在惟一应用于HP根除治疗的B一内酰 胺类抗生素。B.内酰胺类药物主要是通过与细菌内 膜靶蛋白青霉素结合蛋白(PBPs)结合,使转肽酶失 活,从而破坏了细菌细胞膜完整性,导致细菌死亡。 细菌对p.内酰胺类耐药的主要机制是产生p.内酰 胺酶,改变细胞膜对抗生素的通透性,或者PBPs表 达量或结构改变等。在对阿莫西林耐药的HP临床 分离菌株中没有检测到B.内酰胺酶的活性,表明 HP对阿莫西林耐药的产生与¥.内酰胺酶无关。 PBPs主要包括三种高分子量的PBP1、PBP2、PBP3。 PBP1表达量或结构改变,导致其与阿莫西林亲和力 的下降,可能是HP对阿莫西林耐药的主要原因。 Dore等 研究也发现,PBP.D表达改变在HP对阿 莫西林耐药中起重要作用。近年来,关于PBP1氨 基酸序列和PBP1基因突变具体位点间的关系对阿 莫西林耐药的研究越来越多。Gerrits等 研究显 示,PBP1a基因的多重突变可能是HP对阿莫西林 耐药的主要原因。Paul等 研究发现,在阿莫西林 耐药菌株的保守片段中,有4个PBP1突变与HP耐 药产生有关,分别是¥414R、Y484C、T541I和 P600T。临床上,HP对阿莫西林耐药还是十分罕 见的。 4.4 HP对喹诺酮类抗生素耐药的分子机制 喹诺 酮类抗生素主要通过抑制细菌的DNA螺旋酶的活 性,从而影响细菌DNA的二级结构和功能以达到抗 菌目的。DNA螺旋酶包括由GyrA基因编码的A亚 基和由GyrB编码的B亚基。引起喹诺酮类药物耐 药的突变位点主要集中于喹诺酮耐药决定区 (QRDR),此区域内发生的基因突变会使细菌产生 高水平耐药。国外研究 显示,HP对喹诺酮类 抗生素产生耐药主要是GyrA基因的QRDR区域内 87、91位点发生突变引起的。Rimbar等 研究发 现,HP的GvrA基因87位的Asn突变为Lys比91 位的Asp突变为Asn更易对左氧氟沙星和加替沙星 产生耐药。但也有研究显示,对喹诺酮类药物耐药 菌株的GyrA基因QRDR区域并未发生突变 蛐], 这提示可能存在除GyrA基因突变外的其他耐药机 制。Chisholm等 研究发现,GyrB基因的463位发 生突变也可能引起HP对喹诺酮类药物产生耐药。 4.5 HP对硝基呋喃类抗生素耐药的分子机制 硝 基呋喃类抗生素中只有呋喃唑酮被用于HP的根除 治疗。呋喃唑酮为甲硝唑的前体药物,其药物的作 用机制与甲硝唑相似,但其耐药机制有一定区别。 Kim等_4町研究发现,将rdxA、frxA、frxB基因敲除后, 并未导致HP对呋喃唑酮耐药性的产生;Kown 等 研究发现,HP对呋喃唑酮耐药性产生可能与 porD和oorD两个基因的突变有关。国内外的其他 研究_加 也支持这一结论。 5展望 由于抗生素在HP根除治疗中的应用,耐药菌 株不断出现,HP根除治疗面临着严峻的问题,因 此,寻找新的治疗药物、减少抗生素使用成为HP的 研究重点。如中医中药、益生菌等新的治疗方案在 HP根除治疗中的应用,HP疫苗的研发与临床接种 等方法,可以从根本上减少抗生素在HP根除治疗 中的使用,减少因耐药性产生而导致的根除治疗失 败,提高根除治愈率。此外,基因芯片技术在检测 HP耐药相关突变位点的研究已逐渐成熟。方静等 研究发现,成功的HP耐药相关基因突变检测芯片, 可对常用的6种抗生素的耐药基因进行检测,且重 复性与灵敏度理想,结果准确可靠,具有重要的临床 应用价值,为临床选择根除治疗方案提供依据,提高 了HP的根除率。 参考文献: [1]Karczewska E,Wojtas—Bonior I,Sito E.Primary and secondary clarithromyein,metronidazole,amoxicillin and levofloxacin resist— ance to Helicobacter pylori in southern Poland[J].Pharmacol Rep,2011,63(3):799—807. 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