《从中国分离得到的161株结核杆菌基因组测序结果揭示出与耐药相关的基因和基因间隔区》

  • 来源专题:结核病防治
  • 编译者: 李阳
  • 发布时间:2014-09-23
  •        多药耐药(MDR)和广泛耐药(XDR)结核病在世界范围内的出现使其成为一种不治之症。目前对于耐药机制的理解还不够全面,而且对该机制遗传基础的认识是否全面、充分也不得而知。基于此,来自中国科学院生物物理所、中国CDC、深圳华大基因研究院及中国科学院武汉病毒所的科研人员对来自中国12个省份的161株结核分枝杆菌(其中44株敏感菌、94株多耐药菌、23株广泛耐药菌)菌株进行了全基因组测序和系统分析,其相关成果于2013年9月1日发表在Nat Genet上。

           研究发现了72个与耐药性关系密切的新编码基因、28个基因间隔区(IGRs)、11个非同义SNPs和10个因间隔区SNPs。此外,基于对非同义与同义SNPs的dN/dS比例的观察,研究者们推测此处存在的耐药相关基因由于药物施加的“压力”,可能包括所有的非同义SNPs,进而会形成一条近乎完成的耐药相关性基因链用于抵抗抗生素。

           该研究的主要意义在于:(1)发现耐药性的遗传基础比此前预期的要更为复杂;(2)由于该研究分析的菌株来源于全国各地,其结果具有广泛的代表性,可为结核杆菌耐药性发生机理及相关药物的研究提供新线索。

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    • 结核杆菌对乙胺丁醇(EMB)耐药性的快速增加给结核病的诊断和治疗带来了威胁。基于此,来自上海肺科医院的7位研究人员合作分析了从中国东部地区搜集到的乙胺丁醇临床耐药菌株中embC-embA基因间隔区(IGR)突变在细菌EMB耐药性产生过程中发挥的作用,其相关成果于2014年9月2日发表在Antimicrobial Agents and Chemotherapy上。 研究共搜集到767个结核杆菌临床菌株,采用MGIT 960系统和最小抑菌浓度(MIC)测试法分析了它们对EMB的药物易感性,并对这些菌株的embC-embA基因间隔区进行了测序。此外,研究还依据已报道的重组耻垢分枝杆菌基因检测结果对embC-embA基因间隔区突变的转录活性进行了检测,并采用凝胶迁移率变动分析法(GMSA)研究了IGR突变对IGR与EmbR基因(embAB基因的一个转录调节因子)结合的影响。 相关系数分析结果显示embC-embA基因间隔区突变与EMB耐药性存在相关性,具体为存在IGR突变状况的临床菌株的embA和embB mRNA水平均明显升高,且细菌针对EMB的最小抑菌浓度(MICs)也相应地升高。此外,研究还发现当菌株转变为耻垢分枝杆菌菌株时,其IGR突变的转录活性更强;相较于野生型片段而言,发生突变的IGRs与EmbR基因的亲和力更强;若将基因间隔区突变作为一种额外的标志物,则分子药敏试验(DST)的灵敏度可从65.5%提升至73.5%。究其原因,是由于embC-embA IGR突变增强了EmbR基因与embAB基因启动子区域间的结合,进而提升了embAB基因的表达,从而促进了细菌对EMB耐药性的增加。 综上所述,识别IGR的突变并将其作为EMB耐药性检测的一个标志物能够提高分子药敏试验的灵敏度。