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异烟肼(INH)是主要的一线抗结核药物之一,结核分支杆菌耐异烟肼直接影响化疗的成功率。大量研究认为,INH实际上是一种药物前体,需经结核分支杆菌过氧化氢酶—过氧化物酶氧化为尼克酸的类似物—异烟酸,参与辅酶Ⅰ的合成而发挥抗菌作用。结核分支杆菌katG基因含4795个核苷酸,编码过氧化氢酶—过氧化物酶。若katG基因缺失或突变,使过氧化氢酶—过氧化物酶活性丧失或降低,阻止INH转化成活性形式,就会导致结核分支杆菌耐INH。
目的:阐明结核分支杆菌耐INH的分子机制及建立其耐药基因的检测方法。
方法:通过聚合酶链反应-单链构象多态性(PCR-SSCP)分析方法对60株临床分离株经16SrRNA基因进行初步的分子菌种鉴定,对58株结核分支杆菌进行了传统药物敏感性试验;以结核分支杆菌标准菌株H37Rv做对照,通过PCR-单链构象多态性(SSCP)方法分析58株结核分支杆菌分离株katG273bp片段和inhA255bp片段;PCR直接测序法(PCR-DS)分析。
结果:160株临床分离株中2株为非结核分支杆菌,余58株为结核分枝杆菌,其图谱均与结核分支杆菌标准菌株SSCP图谱相同。对58株结核分支杆菌进行了传统药物敏感性试验,结果18株为INH敏感株,40株为耐INH菌株。对40株结核分支杆菌耐INH分离株和18株INH敏感株分别进行katG和inhA基因扩增,产生273bp和255bp片段。katG和inhA扩增引物的敏感性均为100pg,特异性标准为结核分支杆菌复合群。
2以结核分支杆菌标准菌株H37Rv做对照,通过PCR-单链构象多态性(SSCP)方法分析58株结核分支杆菌分离株katG273bp片段和inhA255bp片段,其中18株INH敏感株中有5株(27.8%)出现katG扩增产物泳动变位,PCR直接测序法(PCR-DS)分析,1株315位AGC→AAC突变,4株315位AGC→ACC突变;18株INH敏感侏中有3株(16.7%)出现inhA泳动变位。40株耐INH菌株中,29株(72.5%)katG基因SSCP图谱与结核分支杆菌标准株不同,PCR-DS分析为katG315位AGC→ACC突变;10株(25%)inhA基因SSCP图谱与标准株不同。对3株SSCP异常的INH敏感株和4株泳动异常的耐INH结核分枝杆菌临床分离株进行inhA基因PCR-DS分析,结果均为inhA基因-15位C→T突变。
3影响SSCP分析的因素很多,本文对PCR-SSCP方法的实验条件进行了系统的研究,结果显示采用8%(29∶1)非变性聚丙烯酰胺凝胶在120V稳压下电泳6~8小时效果较理想。
结论:1.结核分支杆菌katG基因和inhA基因突变是耐INH产生的主要原因。
2.通过PCR-SSCP方法检测结核分支杆菌临床分离株,耐INH菌株中katG基因突变检出率为72.5%,inhA基因突变检出率为25%。
3.16SrRNAPCR-SSCP方法能够简便、快速地将临床分离株鉴定为结核分支杆菌复合群或非结核分支杆菌。
4.PCR扩增结核分支杆菌katG、inhA引物的敏感性均为100pg。
5.PCR扩增结核分支杆菌katG、inhA基因为结核分枝杆菌复合群特异的。
6.PCR-SSCP可快速检测出部分结核分支杆菌耐INH临床分离株,比DNA测序简便、快速,便于临床推广应用,可能成为测定结核分支杆菌INH耐药基因型的简便、快速的方法,可作为常规药敏试验的补充,并有望直接用于临床标本敏感性试验,指导临床治疗。