耐多药/广泛耐药结核病(TB)中的抗生素耐药基因

结核病(TB)是由一组不同的传染性疾病引起的分枝杆菌的物种被称为结核分枝杆菌复杂的．结核病是最致命和最常见的传染病之一，每年造成150多万人死亡，据世界卫生组织称，世界上大约三分之一的人口感染了潜伏形式的结核病。在这些潜伏感染者中，约有10%预计会发展成临床疾病。由以下因素引起的肺结核结核分枝杆菌是全球最常见的结核病形式。

制定了治疗结核病的具体治疗方案。利福平、异烟肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇和链霉素，或以不同形式相互联合使用，或以单一治疗形式作为一线治疗。至少对利福平和异烟肼或所有一线治疗抗生素耐药被报告为耐多药结核病。

对于耐多药结核病的治疗，设计了二线治疗方案。二线的主要药物包括氟喹诺酮类药物(最好是莫西沙星，以及氧氟沙星和左氧氟沙星等其他药物)和可注射的氨基糖苷类药物，包括阿米卡星、卡那霉素和卷曲霉素。此外，乙硫胺、环丝氨酸、对氨基水杨酸、氯法齐明、利奈唑胺、脱氨胺等其他二线抗结核药物。

如果耐多药结核病原体对至少一种氟喹诺酮类药物和一种可注射氨基糖苷类药物具有耐药性，则耐多药结核现在被定义为广泛耐药结核。建议联合使用普雷托马奈、贝达喹啉和利奈唑胺治疗广泛耐药结核病。

然而，即使是广泛耐药结核的可用治疗方案，现在在许多临床分离株中也被视为具有耐药性结核分枝杆菌复合体．结核病原体产生耐药性的主要机制是修饰靶点、外排物过表达以及酶修饰药物使其无效。

有几个基因负责这种AMR机制的发展;一些重要的基因负责结核杆菌耐药的说明。

突变atpE基因

• atpE吉恩是一个分枝杆菌编码ATP合酶蛋白亚基“C”合成的基因。它存在于H₃₇房车基因组的分枝杆菌仕达屋优先计划．并且存在于所有的元素中分枝杆菌肺结核复杂的．
• 的atpE基因产物，ATP合酶的亚基C，是一种新型抗细菌抗生素:贝达喹啉的靶标。贝达喹啉与c-亚基结合，抑制ATP合酶的作用，导致能量分子，ATP分子的缺乏。ATP分子的缺乏将导致生化过程的能量不足，最终导致细菌的死亡。

赋予抵抗力的机制突变atpE基因

• 基因突变atpE基因导致ATP合成酶的修饰亚基C的合成。贝达喹啉与亚基C修饰形式的亲和力很低，因此不能与它们结合，也不能干扰ATP合成过程。这导致贝达喹啉的MIC增加，感染的存活率提高分枝杆菌．

的检测方法突变atpE基因

• 全基因组分析和PCR是可用的分子技术，可用于检测突变atpE基因。的atpE基因首先用PCR检测和扩增。扩增后进行基因测序，绘制其完整的核苷酸序列，并与参比物交叉比对结核分枝杆菌₃₇房车基因组序列(NCBI参考序列:NC_000962.3)来检测变异。
• 引物，可用于扩增atpE基因有:

引物	参考文献
F: 5 ' - TGT act tca GCC aag TGG -3 ' R: 5 ' - CCG TTG ggg agg ggg TTG -3 '	Singh BK, Soneja M, Sharma R, Chaubey J, Kodan P, Jorwal P, Nischa N, Chandra S, Ramachandran R, Wig N。 突变atpE和Rv0678耐药结核病患者中与贝达喹啉耐药性相关的基因:一项来自印度北部高负担环境的初步研究。 中华结核分枝杆菌学杂志[ei online] 2020[[引自2023 Jan 3];9:212-5。

突变Rv0678基因

• Rv0678吉恩是一个分枝杆菌基因负责MmpS5 - MmpL5外排泵的表达分枝杆菌肺结核复杂的．
• 这些基因自然存在于不同的细菌和古生菌中，包括分枝杆菌物种;然而，基因突变Rv0678基因导致外排泵的过度表达分枝杆菌膜蛋白大(mmpL)分枝杆菌膜蛋白小(mmpS)。

赋予抵抗力的机制突变Rv0678基因

• 基因突变Rv0678基因导致mmpL和mmpS型外排泵的过度表达MmpL5和MmpS5都是外排泵的关注点。这些外排泵提供与贝达喹啉相关的外排阻力。MmpL5/MmpS5外排泵的过表达与贝达喹啉抗生素的MIC值增加2- 16倍有关。

的检测方法突变Rv0678基因

• 没有唯一的序列来读取和识别突变Rv0678基因。唯一可用和常用的方法来了解突变是做完整的核苷酸测序Rv0678从疑似分离物中提取基因，并将其与该基因的核苷酸序列进行比对Rv0678参考文献中的Gene结核分枝杆菌₃₇房车基因组序列。
• 引物可以用来放大Rv0678基因如下表所示。

引物	参考文献
F: 5 ' - agc CGG aaa CTT CGT act ccac -3 ' R: 5 ' - GGT - cac - GGT - cac -3 '	Singh BK, Soneja M, Sharma R, Chaubey J, Kodan P, Jorwal P, Nischa N, Chandra S, Ramachandran R, Wig N。 突变atpE和Rv0678耐药结核病患者中与贝达喹啉耐药性相关的基因:一项来自印度北部高负担环境的初步研究。 中华结核分枝杆菌学[J]; 2012 [c]; [c];
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突变rpoB基因

• 的rpoB基因是编码细菌RNA聚合酶-亚基的细菌基因。它已广泛应用于细菌的鉴定和系统发育分析。在结核分枝杆菌此外,rpoB该基因编码dna依赖性RNA聚合酶的-亚基。这个-亚基是利福平抗生素的靶点，即利福平结合在RNA聚合酶的-亚基上，物理地阻断氨基酸延伸步骤，阻止细菌合成所需的蛋白质。
• 约有70 - 90%的患者对利福平耐药结核分枝杆菌，突变在rpoB基因，主要在三个密码子上:531、526和516。

赋予抵抗力的机制突变rpoB基因

• 突变rpoB基因编码dna依赖性RNA聚合酶修饰亚基(' -亚基)的合成。利福平不能与这种修饰的' -亚基结合，不能阻止细菌中的蛋白质延伸步骤，从而确保利福平的MIC值增加和更高的治疗失败机会。

的检测方法突变rpoB基因

• PCR首先用于鉴定和扩增rpoB从分离株中提取基因，然后进行基因测序以确定完整的核苷酸序列。得到的核苷酸序列rpoB然后将基因与参考核苷酸序列进行比较rpoB基因的结核分枝杆菌₃₇房车。在此过程中可以使用的底漆有:

引物	参考文献
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突变katG基因

• katGRv1908c基因是一个分枝杆菌基因，编码过氧化氢酶-过氧化物酶(KatG)的合成。KatG是一种过氧化氢酶，它能催化过氧化氢分解成氧气和水分子，从而防止细菌受到氧化损伤。
• 除了这种细胞功能外，KatG酶还负责激活一种抗结核药物异烟肼。
• 的katG基因编码KatG型过氧化氢酶，催化异烟肼分子形成异烟酰基。由此形成的异烟酸酰基自由基自发地与NADH分子结合，形成异烟酸酰基-NADH复合物，并与烯酰酰基载体蛋白还原酶InhA结合。这种结合会阻止霉菌酸的形成;因此破坏细菌细胞壁导致细胞裂解。
• 基因突变katG基因与大多数异烟肼耐药有关结核分枝杆菌．在约94%的耐异烟肼分枝杆菌临床分离株中S315T已观察到KatG过氧化氢酶过氧化物酶的变体。

赋予抵抗力的机制突变katG基因

• 变异的katG基因编码KatG酶的修饰型，主要是S315T变体。这些修饰的KatG酶不能催化异烟酸酰基- nadh复合物的形成，前药异烟肼仍处于失活的前药阶段。异烟肼不能阻止霉菌酸的形成，也不能诱导细胞壁降解相关的分枝杆菌细胞裂解。

的检测方法突变katG基因

• 得到完整的核苷酸序列katG基因，并与katG基因序列进行比较结核分枝杆菌₃₇房车是检测基因突变的理想方法吗katG基因。一些引物可以用来扩增katG通过PCR法检测到的基因有:

引物	参考文献
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突变ethA基因

• ethA基因是一种分枝杆菌基因，编码生产拜耳绒毛单加氧酶EthA酶。这种酶将抗结核药物乙硫酰胺激活为一种活性自由基，然后与NADH分子结合，使其成为一种活性毒性复合物。因此，激活的复合体抑制烯酰酰基载体蛋白还原酶InhA，最终阻止霉菌酸的形成并诱导霉菌酸在分枝杆菌细胞壁的破坏，诱导细胞裂解。
• 在大多数乙硫酰胺耐药的临床分离株中分枝杆菌spp。基因突变ethA基因，特别是失去功能的移码突变和无义突变，已被记录。
• 乙硫胺是一种重要的抗结核药物，作为二线药物广泛应用于耐多药结核病的治疗。这个突变ethA基因使这种药物对大量耐多药结核病原体无效。

赋予抵抗力的机制突变ethA基因

• 变异的ethA基因编码修饰的乙烷酶，不能激活前药乙酰胺。因此，未激活的乙醯胺不能破坏霉菌酸，细菌可以存活。

的检测方法突变ethA基因

• 用于检测基因突变ethA基因,ethA必须对基因进行测序并与该基因的参考核苷酸序列进行比较ethA基因的参考结核分枝杆菌₃₇房车。PCR引物可用于鉴定和扩增ethA基因有:

引物	参考文献
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导致耐多药/广泛耐药结核病的其他基因

突变基因的类型	抗生素耐药	PCR检测引物	参考文献
突变rrs基因	氨基糖苷类，如链霉素，阿米卡星，卡那霉素，卷曲霉素，维霉素	F: 5 ' - tta aaa GCC GGT CTC agtc -3 ' R: 5 ' - tac GCC cca cca GTT GGG gc-3 '	Suzuki, Y.， Katsukawa, C.， Tamaru, A.， Abe, C.， Makino, M.， Mizuguchi, Y.， and Taniguchi, H.(1998)。利用16S rRNA基因突变检测耐卡那霉素结核分枝杆菌。临床微生物学杂志，36(5), 1220 - 1225。https://doi.org/10.1128/jcm.36.5.1220-1225.1998
突变魔免药水基因	氨基糖苷类，如链霉素，阿米卡星，卡那霉素，卷曲霉素，维霉素	F:5 ' - gaa TTC GGT aga TGC caa cca TCC -3 ' 接待员:5 ' - tga agc TTG c - tgc TTG g -3 '	Katsukawa C, Tamaru A, Miyata Y, Abe C, Makino M, Suzuki Y.日本结核分枝杆菌链霉素耐药临床分离株rpsL和rrs基因的鉴定。中华微生物学杂志。1997;11(5):634-40。doi: 10.1046 / j.1365-2672.1997.00279.x。PMID: 9418025
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突变aphC基因	异烟肼	- - - - - -	- - - - - -
突变gyrA和gyrB基因	氟喹诺酮类药物，比如莫西沙星，左氧氟沙星，氧氟沙星	- - - - - -	- - - - - -
突变pncA基因	吡嗪酰胺	F: 5 ' - aag GCC GCG ataca CCT ct -3 ' R: 5 ' - GTG - TCG标签	jursamen Pontus等人，《结核分枝杆菌吡嗪酰胺耐药性和PncA基因突变》抗微生物药物和化疗[j](2008): 1852-1854。网络。
突变rpoB基因	利福平	- - - - - -	- - - - - -
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突变gidB基因	卡那霉素、阿米卡星	- - - - - -	- - - - - -
突变tlyA基因	卷曲霉素	- - - - - -	- - - - - -

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