細(xì)菌AcrAB-TolC外排泵在幽門螺桿菌耐藥中的作用及機制.pdf

1、背景及目的:
　　幽門螺桿菌(Helicobacter pylori,H.pylori)屬于革蘭氏陰性菌,目前世界上有數(shù)十億人感染了H.pylori,它是公認(rèn)的人類慢性胃炎及消化性潰瘍的致病原,與胃粘膜相關(guān)淋巴組織(MALT)淋巴瘤及胃癌密切相關(guān)。H.pylori在人群中的感染非常普遍,并且必須依靠抗生素的使用才能將其根除,否則感染將持續(xù)終生,但隨著抗生素的廣泛應(yīng)用,H.pylori的耐藥情況日趨嚴(yán)重,并且出現(xiàn)了同時對三種或三種以

2、上抗生素耐藥的多重耐藥菌株(multidrug resistant.MDR),如何克服H.pylori的耐藥,提高其根除率已成為一世界性難題。近年研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌外排泵系統(tǒng)在H.pylori耐藥尤其多重耐藥性中起重要作用,與細(xì)菌多重抗生素耐藥性有關(guān)的主動外排泵系統(tǒng)主要有5個家族,其中的RND類中AcrAB-TolC外排泵是革蘭氏陰性細(xì)菌產(chǎn)生多重耐藥最主要的占優(yōu)勢的外排系統(tǒng),是許多革蘭氏陰性細(xì)菌產(chǎn)生耐藥尤其是多重耐藥的主要機制。
　　為

3、了探討AcrAB-TolC外排泵在H.pylori多重耐藥中的作用,本文觀察了臨床分離的 H.pylori MDR菌株和對常用的9種抗生素全敏感 H.pylori菌株AcrAB-TolC外排泵相關(guān)蛋白編碼基因mRNA的表達(dá)差異,并觀察了了H.pylori MDR菌株其相對應(yīng)的抗生素耐藥基因的突變,同時研究了幾種常見的外排泵抑制劑對H.pylori MDR株耐藥性的影響,力圖闡明AcrAB-TolC外排泵在H.pylori多重耐藥中的作用

4、。
　　方法:
　　1、H.pylori菌株的選擇:在本實驗室保存的653株H.pylori臨床分離株中篩選出10株對3類/3類以上抗生素耐藥的MDR株(耐藥組)和10株對9種常用抗生素全敏感株(敏感組)。通過E-test法和K-B紙片擴(kuò)散法重新確認(rèn)和驗證這20株H.pylori對抗生素的敏感性。
　　2、AcrAB-TolC外排泵相關(guān)蛋白編碼基因mRNA的檢測:采用q-PCR方法,以gyrB作為參比基因,檢測兩組細(xì)菌

5、AcrAB-TolC外排泵相關(guān)蛋白編碼基因hefA、hefB、hefC、hefD、hefE、hefF、hefG、hefH、hefI、HP1489、HP1488 mRNA的相對表達(dá)量,重復(fù)實驗3次,并利用SPSS17.0軟件將上述基因的表達(dá)量與5種H.pylori易產(chǎn)生耐藥的抗生素對應(yīng)的MIC進(jìn)行線性相關(guān)性分析。
　　3、克拉霉素、左氧氟沙星和甲硝唑特異性耐藥基因的檢測:依據(jù)目前公認(rèn)的耐藥相關(guān)基因?qū)DR株進(jìn)行基因檢測,克拉霉素檢測

6、23S rRNA;甲硝唑檢測rdxA和frxA;左氧氟沙星檢測gyrA。對耐藥菌株相關(guān)基因行PCR擴(kuò)增后進(jìn)行DNA測序分析。步驟如下:①提取H.pylori基因組DNA;②查GeneBank得23SrRNA、rdxA、frxA、gyrA基因,利用Primer Premier5.0軟件設(shè)計特異性引物。以上面提取的染色體DNA為模版進(jìn)行PCR;③DNA測序和生物信息學(xué)分析:PCR產(chǎn)物測序,將測序結(jié)果利用primer Premier5及Ali

7、gnX軟件等生物信息學(xué)軟件,以H.pylori標(biāo)準(zhǔn)株J99為參照,進(jìn)行生物信息學(xué)分析。
　　4、外排泵抑制劑對H.pylori MDR株對抗生素敏感影響的分析:分別在Muller-Hinton培養(yǎng)基中加入以下各種不同作用機制的外排泵抑制劑:底物競爭性抑制PaβN(20mg/L),質(zhì)子動力解偶聯(lián)劑CCCP(10mg/L),質(zhì)子泵抑制劑奧美拉唑(10mg/L)、泮托拉唑(10mg/L)、蘭索拉唑(10mg/L)、埃索美拉唑(10mg/

8、L)及雷貝拉唑(10mg/L),然后行藥敏試驗,觀察外排泵抑制劑對H.pylori MDR菌株菌株MIC的影響。以加入泵抑制劑后抗生素MIC下降≥4倍為陽性標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)差異。
　　結(jié)果:
　　1、AcrAB-TolC外排泵相關(guān)蛋白編碼基因的表達(dá):AcrAB-TolC外排泵相關(guān)蛋白編碼基因在所有敏感菌株中均未見高表達(dá),而MDR株中有7株存在部分基因高表達(dá)的情況,所有基因的表達(dá)量在兩組間無明顯差異(P>0.05)。具體結(jié)果

9、:①hefA mRNA的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為0.96±0.71和3.35±9.25,無顯著差異(P>0.05),但耐藥組中R3菌株表達(dá)量高于29,敏感組所有菌株和其他MDR株表達(dá)量均低于3;②hefB mRNA的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為1.13±0.73和4.20±7.22,無顯著差異(P>0.05),但耐藥組R3及R5菌株表達(dá)量均高于10,敏感組所有菌株和其他MDR株表達(dá)量均低于3;③hefC mRNA的相對表達(dá)量

10、在敏感組和耐藥組分別為1.41±0.93和5.73±13.64,無顯著差異(P>0.05),但耐藥組R3菌株表達(dá)量高于44,敏感組所有菌株和其他MDR株表達(dá)量均低于4;④hefD mRNA的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為0.86±0.85和3.83±7.30,無顯著差異(P>0.05),但耐藥組R1、R9菌株表達(dá)量均高于15,敏感組所有菌株和其他MDR株表達(dá)量均低于3;⑤hefE mRNA的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為1.56±1

11、.14和9.73±8.79,無顯著差異(P>0.05),但耐藥組R1、R3及R9菌株表達(dá)量均高于16,敏感組所有菌株和其他MDR株表達(dá)量均低于4;⑥hefF mRNA的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為0.76±0.68和5.30±9.42,無顯著差異(P>0.05),但耐藥組R9、R10菌株表達(dá)量均高于22,敏感組所有菌株和其他MDR株表達(dá)量均低于4;⑦h(yuǎn)efG mRNA的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為0.78±0.48和6.61±1

12、3.84,無顯著差異(P>0.05),但耐藥組R3、R8及R10菌株表達(dá)量均高于6,敏感組所有菌株和其他MDR株表達(dá)量均低于2;⑧hefH mRNA的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為1.23±0.66和4.38±7.40,無顯著差異(P>0.05),但耐藥組R4、R10菌株表達(dá)量均高于12,敏感組所有菌株和其他MDR株表達(dá)量均低于3;⑨hefI mRNA的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為1.12±0.80和0.85±0.58,無顯著差異

13、(P>0.05),所有菌株的表達(dá)量均低于3;⑩HP1489的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為1.31±0.49和1.74±0.64,無顯著差異(P>0.05),所有菌株的表達(dá)量均低于5;?HP1488的相對表達(dá)量在敏感組和耐藥組分別為1.92±0.61和2.23±0.70,無顯著差異(P>0.05),所有菌株的表達(dá)量均低于5。
　　2、AcrAB-TolC外排泵相關(guān)蛋白編碼基因的表達(dá)量與抗生素MIC的關(guān)系:AcrAB-TolC外排

14、泵11個相關(guān)蛋白編碼基因的表達(dá)量與5種H.pylori易產(chǎn)生耐藥抗生素的MIC均無顯著相關(guān)性(P>0.05)。
　　3、3種抗生素相關(guān)的特異性耐藥基因的檢測:①8株對克拉霉素耐藥的H.pylori MDR株均存在23SrRNA突變,突變形式均為為A2143G;②10株對左氧氟沙星耐藥的H.pylori MDR株均存在gyrA突變,突變形式以261位堿基缺失為主,另有幾株存在G271A及A272G形式的突變;③10株對甲硝唑耐藥的H

15、.pyloriMDR株均存在rdxA和frxA突變,突變點散在分布,每株細(xì)菌的突變均影響了其翻譯的氨基酸序列。
　　4、外排泵抑制劑對H.pylori MDR株對抗生素敏感性的影響:①加入外排泵抑制劑PAβN后,10株H.pylori MDR株中有4株克拉霉素的MIC出現(xiàn)了4倍或4倍以上的變化;②加入外排泵抑制劑CCCP后,10株MDR株中有4株甲硝唑的MIC出現(xiàn)了4倍或4倍以上的變化,另有2株克拉霉素的MIC出現(xiàn)了4倍或4倍以上

16、的變化;③加入質(zhì)子泵抑制劑(奧美拉唑、泮托拉唑、蘭索拉唑、埃索美拉唑及雷貝拉唑)后,抗生素對MDR株的MIC未發(fā)生變化。
　　結(jié)論:
　　1、AcrAB-TolC外排泵相關(guān)蛋白編碼基因在部分臨床分離的H.pylori MDR株中存在高表達(dá),而所有臨床分離的H.pylori敏感株中未見高表達(dá),且外排泵抑制劑能降低部分抗生素對H.pylori MDR株的MIC,提示AcrAB-TolC外排泵在H.pylori多重耐藥中起一定作用