结核分枝杆菌对异烟肼耐药的研究现状*

韩文娟　邱丽华　景学安

(1.泰山医学院公共卫生学院，山东 泰安　271000；　2.山东省胸科医院，山东 济南　250000)



结核分枝杆菌对异烟肼耐药的研究现状*

韩文娟1邱丽华2景学安1

(1.泰山医学院公共卫生学院，山东 泰安271000；2.山东省胸科医院，山东 济南250000)

关键词：结核分枝杆菌；异烟肼；耐药；分子机制；危险因素

结核病(tuberculosis，TB)是由结核分枝杆菌(mycobacterium tuberculosis，MTB)引起的世界性慢性传染病。尽管药物等抗结核的有效治疗已经有60多年，但是结核病仍然是单一致病菌感染导致死亡率最高的感染性疾病。据2014年世界组织(WHO)全球结核报告显示，截止到2013年全球结核病患者约有900万人并有150万人死于结核病。中国结核病患者占全球结核病患者11%。近年来结核病病情的预防及控制虽然得到了很好效果，但是耐药性结核的出现给结核病的控制造成了巨大的威胁[1]。异胭肼(INH)是直接督导下短程化疗(DOTS)战略中的重要组成药物，也是应用最广泛的一线抗痨药物之一。随着异烟肼耐药的增加，单耐异烟肼以及与其他药物组成的耐药形式增加了结核病的治疗难度。对此，许多国内外研究者就异烟肼耐药的分子机制方面与流行病学方面做出了研究。现将结核分枝杆菌对异烟肼耐药的研究现状作一综述。

1异烟肼的耐药现状

通常将耐药性结核分为单耐药性结核、多耐药性结核、耐多药性结核、广泛性耐药结核。具体定义为：单耐药(monoresistance)结核病患者感染的结核分枝杆菌经体外证实对 1种抗结核药物耐药。多耐药(poly resistance)结核病患者感染的结核分枝杆菌经体外证实对 1种以上的抗结核药物耐药,但不包括同时耐异烟肼、利福平。耐多药(multi-drug resistance， MDR)结核病患者感染的结核分枝杆菌经体外证实至少同时对异烟肼、利福平耐药。广泛耐药(extensively drug resistance，XDR)结核病患者感染的结核分枝杆菌体外被证实除至少同时对异烟肼、利福平耐药外，还对任何氟喹诺酮类药物产生耐药，以及3种二线抗结核注射药物(卷曲霉素、卡那霉素和阿米卡星)中的至少 1种耐药。

由以上的耐药性结核的定义可以看出异烟肼作为一线药物，在治疗中具有重要的作用，其耐药性的产生也增加了结核病的治愈难度。耐多药结核是利福平与异烟肼同时耐药，而利福平单耐药比较少见，除非HIV合并感染或具有其它的疾病，85%～90%的利福平耐药菌株同时对异烟肼耐药[2]。因此对异烟肼耐药被认为是耐多药性结核(MDR-TB)的标志物。

据2014年世界卫生组织(WHO)全球结核报告显示，在全球范围内, 结核病新发病例中约有3.5%为耐多药结核病病例，在之前有过结核病治疗史的病例中约有20.5%为耐多药结核病病例。在2013年,全世界范围内约有48万例新病例为耐多药结核,结核病患者中估计有21万例死于耐多药结核病。全球耐多药结核病患者中有超过一半的患者在印度、中国和俄罗斯。据统计，在所有结核病例中，结核病耐药中单耐异烟肼的平均水平为9.5%，新、旧结核病例分别为8.1%和95%[1]。

根据我国分别在1990、2000、2010年进行的三次结核病流行病学抽样调查可知，异烟肼的初始耐药率分别为9.6%、11%、28.2%，获得性耐药率分别为23.5%、31%和30.8%。数据分析发现异烟肼的初始耐药率呈现上升的趋势，而且获得性耐药率也处于较高水平[3-4]。

2异烟肼耐药的分子机制

研究发现，结核分枝杆菌耐异烟肼与过氧化氢酶-过氧化物酶编码基因(katG)、烯酰基还原酶编码基因(inhA)、烷基过氧化氢酶还原酶编码基因(ahpC)、β2酮酰基酰基运载蛋白合成酶编码基因(kasA)、NADH脱氢酶编码基因(ndh)等基因有关。其中最主要的是KatG和inhA基因，分别占总耐药基因的83.9%和16.5%[5]。

2.1KatG基因katG基因编码的蛋白质具有过氧化氢酶-过氧化物酶活性。异烟肼进入结核分枝杆菌细胞内后，被结核分枝杆菌过氧化氢酶-过氧化物酶激活氧化成异烟酸，异烟酸作用于烯酰基还原酶，参与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD，辅酶I)的合成，烯酰基还原酶-NADH复合体结合，抑制其活性，干扰细胞壁中分枝菌酸合成，使结核分枝杆菌细胞壁的完整性及抗酸性受损，起到抗菌作用。KatG基因突变包括完全缺失、点突变碱基的插入和缺失，造成KatG基因功能的下降或缺失，产生耐药。

在KatG基因突变研究中最多见的是315位密码子发生的突变。Romay等[6]研究表明katG基因AGC315ACC突变为异烟肼耐药的主要机制，与异烟肼高度耐药相关。Tomasz Jagielski等[7]对50位 MDR-TB 患者进行研究表明，46位患者存在KatG基因突变，其中36位患者(72%)存在315位密码子丝氨酸(Ser)→苏氨酸(Thr)的替换。另外，在katG基因的其他位点上也会发生突变，影响酶的稳定性和催化能力，从而导致结核分枝杆菌对有异烟肼产生不同程度的耐药性，如： 104位精氨酸(Arg)、108位组氨酸(His)、138位天冬酰胺(Asn)、148位亮氨酸(Leu)、270位组氨酸(His)、275位苏氨酸(Thr)、312位色氨酸(Trp)、378、394、381位天冬氨酸(Asp)等密码子突变[8-13]。

2.2inhA基因inhA基因编码的蛋白为依赖NADH-烯酰基乙酰载体蛋白还原酶(InhA)，与分枝菌酸生物合成有关，能催化短链脂肪酸前体形成分枝菌酸，是异烟肼的作用靶点。异烟肼进入菌体后，在分枝杆菌过氧化氢酶-过氧化物酶KatG的作用下转变成异烟酰肼的活性形式，通过NADH辅助因子结合到InhA活性部位，干扰分枝菌酸合成而发挥抗菌作用。

由于inhA基因的突变，阻止了NADH-烯酰基乙酰载体蛋白还原酶(InhA)对INH-NADH复合物的活化，使异烟肼失去效力，从而产生耐药。 研究发现[14-16]inhA基因常见的突变位点发生在G-17T、T-8C、C-15T。密码子突变常发生在280位苏氨酸(Ser)-丙氨酸(Ala)、 94位苏氨酸(Ser)-丙氨酸(Ala)，90位异亮氨酸(Lle)-脯氨酸(Pro)，使其编码的InhA蛋白与NADH的亲和力下降，从而抑制分枝菌酸的生物合成[17-18]。

研究表明[5,14,19-20]，katG基因与inhA基因易产生联合突变，对结核分枝杆菌耐药具有协同作用。Riahi F等[16]也在研究中发现inhA基因34位C-T和47位G-A的基因与突变katG基因 315位密码子的联合突变。

3异烟肼耐药产生的医疗、患者因素

3.1异烟肼初始耐药异烟肼耐药可分为初始耐药与获得性耐药，其中获得性耐药是指原来对抗结核药物敏感的结核分枝杆菌，在应用抗结核药物疗程中发展为耐药，是我们常说的耐药情况。

初始耐药是指未接受过抗结核治疗已发生耐药，包括原发性耐药和隐匿的获得性耐药。原发性耐药多为机体是被耐药性结核病病人传染的具有耐药性的结核分枝杆菌。隐匿的获得性耐药是机体在感染结核分枝杆菌后一段时间内不发病，之后由于在此过程中结核分枝杆菌产生耐药性。王国新[21]等在研究中提出，机体感染结核分枝杆菌后虽然不会发病，但会受到环境的影响或疾病服用异烟肼进行非抗结核治疗，产生耐药性，当感染者由于免疫力低下或其他原因诱导发病后，就会成为耐药性结核病。

3.2不规律用药结核病需早诊断早治疗，规律足疗程用药，此时对一线、二线结核药的耐药率低，疗效好，疗程相对较短，可减少耐药性结核的产生。但一些结核病患者由于经济问题，无法及时到医院就诊或做不到规律足疗程用药，大大增加了耐药性结核产生的可能性。Yang X[22]在研究中表示，在结核病的治疗过程中，病人产生耐药的最重要的危险因素是初始治疗不当，而其中贫穷是主要的罪魁祸首。Songhua Chen等[23]研究表明，第一次治疗的持续时间超过8个月，或者之前有超过三个的抗结核时间段的容易产生耐多药结核病。

3.3药品不良反应在用药的过程中，由于抗结核药物的毒性作用以及患者本身的因素，产生一系列的药物不良反应。异烟肼的不良反应主要表现为末梢神经炎、过敏性休克、肝肾损伤和癫痫，神经障碍为主的神经系统毒性。尤其是在抗结核治疗过程中，为增加疗效采用联合用药，使抗结核药物之间相互作用产生药物代谢异常，增大药物不良反应的程度和概率。而药物不良反应的产生会导致患者不得不停药或更换药物，增加耐药产生的几率，甚至导致死亡[24-25]。

3.4年龄因素老年人结核病的患病率与耐药率均处于较高的水平，老年人容易患有结核病主要是由于老年人的免疫功能下降以及经济、医疗卫生条件相对较差造成的[26]。对于老年人耐药多是由于老年人在用药过程中的监管不力，未能了解结核病的严重性和合理用药的重要性，造成了在用药过程中的不合理用药。其次，抗结核药物多具有肝肾毒性和其他副作用，老年人由于身体机能降低，肝肾功能减退，易产生不良反应而被迫暂停用药。另外，老年结核病患者合并肺部感染或者糖尿病等基础疾病者较多，影响治疗效果[27]。

3.5流动人口因素随着经济全球化进程不断加快，国际人口流动更加频繁，在我国，城市之间，城乡之间的人口流动也不断增加，流动人口流动的不确定性、难以控制性相对促进了流行病包括结核分枝杆菌的传播。夏天等[28]对上海流动人口肺结核耐药情况及影响因素的研究中表明，流动人口的总耐药率为20.00%，耐多药率为4.10%，均高于户籍人口的耐药率，其中异烟肼的耐药率为10.94%。流动人口不仅存在治疗保障不足、短程督导化疗管理率低的问题，也普遍存在就诊延误和治疗不规律等问题[28-29]。

3.6 免疫因素在结核病的治疗过程中，免疫系统也具有很大的作用，结核分枝杆菌感染者结核发病主要是由于免疫力的下降。艾滋病患者的会出现免疫功能的缺陷，更加容易感染结核分枝杆菌，截止到2013年全球结核病患者约有900万人，其中36万人的结核病患者检测出人体免疫缺陷病毒(HIV)阳性[1]。而结核分枝杆菌感染病发病后治疗困难，且耐药率高，难以控制。

4小结

结核病耐药的产生给病人的经济、生活乃至心理都造成了巨大的影响，异烟肼的耐药率在不断上升，导致了耐多药结核的增加，现在，对异烟肼耐药分子机制的研究已比较成熟，其他影响因素也在不断探讨，但在某一些方面却仍未研究清楚并有争议，需要更加深入的研究与探讨。

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*作者简介：韩文娟(1989—),女,硕士研究生,研究方向:慢性流行病及卫生统计学。 通讯作者：景学安，教授，研究方向: 慢性流行病及卫生统计学，E-mail: jingxuean@126.com。邱丽华，教授，研究方向：结核病防治，E-mail: qiu-lh@163.com。

中图分类号：R825.2

文献标识码：A

文章编号：1004-7115(2016)07-0838-03

doi:10.3969/j.issn.1004-7115.2016.07.051

(收稿日期2016-01-28)