警惕!ahpC c?54t 突变用于结核分枝杆菌异烟肼耐药检测或存误导风险

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Antimicrobial Agents and Chemotherapy 4.1

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  为解决依据ahpC突变推断结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)异烟肼耐药性可能出现偏差的问题,研究人员开展相关研究。结果显示,依赖ahpC c?54t 补偿突变会导致假耐药结果和治疗欠佳。该研究为修订 WHO 突变目录提供依据。

  全球范围内,11%(95% 置信区间 9 - 13)的异烟肼耐药、利福平敏感结核病(Hr - TB)患者数量大约是利福平耐药结核病患者的三倍。Hr - TB 的治疗需要连续 6 个月使用左氧氟沙星。
Cepheid Xpert MTB/XDR 是世界卫生组织(WHO)推荐的唯一一种低复杂度的自动化异烟肼基因分型抗菌药敏检测(gAST)方法。它能够分析两个inhA启动子区域,这两个区域与低水平异烟肼以及乙硫异烟胺 / 丙硫异烟胺交叉耐药相关,同时还能检测katG基因的 315 密码子,这是高水平异烟肼耐药最常见的机制。通过靶向ahpC启动子区域,该检测方法的诊断灵敏度进一步提高。与inhAkatG突变不同,导致ahpC基因过表达的突变,是作为katG突变所导致的适应性缺陷的补偿机制,而非直接引起耐药(也就是说,当它们被用作katG耐药突变(315 密码子区域以外)的替代指标时,可以推断异烟肼耐药)。值得注意的是,由于分类算法的局限性,WHO 突变目录当前版本并未将任何ahpC突变认定为异烟肼耐药标记。这就产生了一个矛盾点:Xpert MTB/XDR 检测可能会因为ahpC突变将样本判定为基因耐药,但如果不存在已知的katG耐药突变,全基因组测序(WGS)则无法确认这一结果。

2023 年,匈牙利国家分枝杆菌参考实验室收到一份涂片阳性的痰样本。基于 Bruker/Hain Lifescience GenoType MTBDRplus VER 2.0 检测,该样本对利福平、异烟肼和乙硫异烟胺 / 丙硫异烟胺在基因层面敏感,因为这个检测方法不会检测ahpC基因。对分离菌株进行表型检测发现,其对包括异烟肼在内的所有一线和二线药物均敏感。

随后,同一患者的支气管吸出物样本,经 Cepheid Xpert MTB/RIF Ultra 检测对利福平敏感。然而,Xpert MTB/XDR 却将该样本判定为单异烟肼耐药,原因是存在ahpC突变。但后续使用 BD MGIT 系统检测发现,该样本在表型上对异烟肼、利福平、乙胺丁醇和链霉素均敏感。面对这一检测结果的不一致,医生根据 Xpert MTB/XDR 的检测结果,停用了异烟肼,并且未按照 WHO 指南使用左氧氟沙星替代,而是采用了仅包含利福平、乙胺丁醇和吡嗪酰胺的治疗方案。患者在匈牙利接受 2 个月治疗后,回国继续接受后续治疗。

对最初培养物进行的 Xpert MTB/XDR 检测再次证实了基因层面的单异烟肼耐药。WGS 分析显示,该分离菌株(欧洲核苷酸档案库登录号:ERR13111154)属于第 4.1.2.1 分支,是全球广泛传播的哈勒姆基因型的一个亚群,并且在ahpC起始密码子上游存在 c?54t 突变。这个突变位于转录起始位点上游 12 个核苷酸处,刚好在 Xpert MTB/XDR 检测的ahpC区域内,因此检测正确报告该样本存在突变。由于 WHO 突变目录的上述局限性,这个突变的意义被判定为不确定,这也是 WHO 推荐的 GenoScreen Deeplex Myc - TB 靶向下一代测序 gAST 检测给出的解读。不过,多个实验室的大量实验证据表明,这个突变会导致ahpC基因过表达,理论上应该是推断异烟肼耐药的一个有效替代指标。

对 ERR13111154 以及其他 11953 个第 4.1.2.1 分支基因组进行分析后发现,有 11 个基因组(0.09%)仅在ahpC启动子区域存在 c?54t 突变。其中,4 个还存在katG基因的 Ser315Thr 突变,6 个携带其他katG耐药突变。只有 ERR13111154 在katG基因及其上游区域没有突变。这使得在第 4.1.2.1 分支中,ahpC c?54t 突变对基因层面异烟肼耐药的阳性预测值为 91%(95% 置信区间 59 - 100)。这与 WHO 基于更全面的跨分支分析所报告的,ahpC c?54t 突变对表型异烟肼耐药 93%(95% 置信区间 82 - 100)的阳性预测值相符,表明ahpC c?54t 突变通常是推断异烟肼耐药的良好替代指标。

为解释 ERR13111154 检测结果不一致的现象,研究人员探讨了两种假设。第一种假设是,ahpC基因的功能缺失突变可能会抵消启动子突变的影响,就像 WHO 已经认识到的,如果eis基因失活,其启动子突变就无法赋予阿米卡星耐药性一样。但研究并未发现这种基因上位效应的证据。第二种假设是,ERR13111154 的祖先可能曾经因为katG突变而对异烟肼耐药,在获得ahpC补偿突变后,由于相关的适应性代价又恢复为敏感表型(即katG基因序列恢复为野生型,但保留了ahpC突变)。然而,系统发育分析并未发现支持这一假设的证据。

总之,依赖诸如ahpC突变这样的补偿机制,而非真正的耐药突变,在极少数情况下可能会导致系统性的假耐药结果,并做出欠佳的治疗决策。这一问题与至少 11 种其他已获批用于诊断且会检测ahpC基因的商业 gAST 检测方法,以及全球常规的 WGS 诊断服务都相关。这些研究结果凸显了在 WHO 突变目录的下一版中,需要基于证据对ahpC相关内容进行修订,同时也需要更全面地明确如何解决不一致的药敏检测结果。

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