中国多药耐药结核病分离株中乙胺丁醇耐药相关基因突变的意义

为评估乙胺丁醇（EMB）耐药相关基因突变对其耐药水平的影响，研究人员对 159 株 MDR-TB 进行研究，发现相关基因突变与 EMB 耐药有关，拓宽了对其分子特征的理解。

　　结核病（Tuberculosis，TB）是一种严重威胁全球公共卫生的疾病，每年都有大量新增病例和死亡人数。而耐药结核病，尤其是多药耐药结核病（Multidrug-resistant Tuberculosis，MDR-TB）的出现，更是给结核病的有效控制带来了巨大阻碍。乙胺丁醇（Ethambutol，EMB）作为一线抗结核治疗的关键药物，在耐药结核病治疗中也发挥着重要作用。然而，随着广泛使用，乙胺丁醇耐药问题日益凸显。

以往研究表明，乙胺丁醇耐药与 embCAB 操纵子等基因的突变有关，但具体情况并不完全清楚，而且对于更多乙胺丁醇响应基因（如 ubiA、embR 和 aftA）突变的作用了解有限。为了深入探究这些问题，中国疾病预防控制中心传染病预防控制国家重点实验室等机构的研究人员开展了相关研究，该研究成果发表在《BMC Microbiology》上。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，收集了来自中国 9 个省级结核病医院 159 例肺结核患者的 MDR-TB 分离株作为样本队列。然后，运用 Sensititre plates 测定乙胺丁醇的最低抑菌浓度（Minimum Inhibitory Concentration，MIC），以此判断菌株对乙胺丁醇的敏感性。通过全基因组测序和 PCR 扩增、DNA 测序等技术，检测相关基因的突变情况，并利用多元回归模型进行统计分析，评估突变与乙胺丁醇耐药之间的关系。

研究结果如下：

• EMB MICs：在 159 株分离株中，114 株对乙胺丁醇耐药，其中 64 株为高水平耐药，50 株为低水平耐药。
• 测序分析 embCAB、ubiA、embR 和 aftA：114 株耐药分离株中，109 株在乙胺丁醇耐药相关基因上存在非同义突变。embB 基因是突变最频繁的区域，多数突变集中在 300 - 500 密码子之间，306、406 和 497 密码子是最常突变的位点。其次是 embC-embA 基因间区，也有不少突变发生。ubiA 区域也有一定频率的突变，但单一 ubiA 突变仅在乙胺丁醇敏感菌株中出现。embR、embA、embC 或 aftA 的突变则总是伴随着 embB 或 embC-embA 区域的突变。此外，还有 12 株乙胺丁醇敏感菌株在耐药相关基因上存在突变。
• EMB MICs 与突变的关联：多元回归分析显示，只有 embB 基因的某些突变（如 embB^Met306Ile、^Met306Leu、^Met306Val、^Gly406Ala、^Gly406Asp和^Gln497Arg）与乙胺丁醇耐药显著相关，但 embB^Met306Ile突变也在两株敏感菌株中出现。同时，多突变更常出现在高水平耐药菌株中，且与高水平耐药显著相关。
• 表型药敏与 DNA 测序的一致性：检测 embC-embA 和整个 embB 基因的突变对乙胺丁醇耐药的预测效果最佳，准确率可达 92.5%。不过，有 12 株菌株表型敏感但基因存在突变。

研究结论和讨论部分指出，embB 或 embC-embA 区域的突变是乙胺丁醇耐药的关键因素，几乎所有耐药菌株在这两个区域至少有一个突变，对这些区域进行 DNA 测序可实现对乙胺丁醇耐药的最佳诊断效率。而 embA、embC、embR、ubiA 或 aftA 基因的突变可能在乙胺丁醇耐药中起补偿作用，它们通常伴随 embB 或 embC-embA 突变出现，或单独在敏感菌株中出现（如单一 ubiA 突变）。此外，研究还发现一些新突变，其作用有待进一步研究，同时部分耐药菌株在分析区域无突变，可能存在其他耐药机制。该研究结果有助于拓展对中国乙胺丁醇耐药分子特征的认识，为开发快速分子诊断方法提供了重要依据。