越南幽门螺杆菌抗生素耐药性的遗传决定因素高通量测序研究及其临床意义

【字体: 时间:2025年05月03日 来源:BMC Microbiology 4

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  为解决幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)在越南地区的高耐药率问题,研究人员通过高通量测序技术(NGS)分析了123株临床分离株的耐药表型与基因型关联。研究发现,78.2%菌株对甲硝唑(MTZ)耐药,43.5%对克拉霉素(CLR)耐药,并鉴定出23S rRNA(A2142G/A2143G)、gyrA(N87K/Y/D91Y/N/G)和pbp1A(F366L等)等关键突变位点。该研究为耐药监测和个体化治疗提供了分子依据,成果发表于《BMC Microbiology》。

  

幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)长期感染可引发胃炎、胃溃疡甚至胃癌,全球约半数人口携带该病原体。然而,抗生素耐药性正成为根除治疗的主要障碍,尤其在亚太地区,克拉霉素(CLR)、甲硝唑(MTZ)和左氧氟沙星(LVX)的耐药率居高不下。越南作为高耐药率地区,传统经验性疗法面临严峻挑战。尽管PCR技术可快速检测CLR和LVX耐药突变,但MTZ和氨苄西林(AMX)的耐药机制复杂且缺乏高效分子诊断工具。

为系统解析耐药遗传基础,越南Van Lang大学联合日本大分大学的研究团队对123株越南幽门螺杆菌临床分离株展开研究。通过全基因组测序(WGS)结合表型药敏试验,揭示了耐药相关基因突变谱,并创新性采用泛基因组关联分析(panGWAS)挖掘新型耐药标记。研究成果为耐药监测和精准治疗提供了重要数据支持,论文发表于《BMC Microbiology》。

研究采用以下关键技术:1)基于E试验(E-test)测定MTZ、CLR、LVX、AMX和四环素(TET)的最小抑菌浓度(MIC);2)Illumina平台全基因组测序与PacBio长读长组装;3)ARIBA工具分析23S rRNA、gyrA、pbp1A等靶基因突变;4)PlasmidSeeker排除质粒介导耐药;5)基于单位点(unitig)的泛基因组关联分析(panGWAS)鉴定新型耐药相关基因。

结果
Primary H. pylori antibiotic susceptibility in Vietnam
药敏分析显示,78.2%菌株对MTZ耐药,43.5%对CLR耐药,22.5%对LVX耐药,13.7%对AMX耐药,未发现TET耐药株。48.8%菌株呈现多重耐药,仅11.3%对所有测试抗生素敏感。

Genetic determinants of antibiotic resistance

  • CLR耐药:86.7%耐药株携带23S rRNA的A2143G或A2142G突变,导致核糖体靶位改变。
  • LVX耐药:92.8%耐药株存在gyrA的QRDR区突变(N87K/Y和D91N/G/Y),影响DNA旋转酶活性。
  • AMX耐药:pbp1A基因的F366L、S414R等突变降低青霉素结合蛋白亲和力。
  • MTZ耐药:所有耐药株均存在rdxA基因功能缺失突变(无义/移码突变)。

PanGWAS分析
发现pbp1A(效应值0.47)、gyrA(效应值0.33)和23S rRNA(效应值0.84)分别为AMX、LVX和CLR耐药的主要决定因子,同时鉴定出IV型分泌系统基因(virB11/virD4)和脂质合成基因(lpxD)等新型候选标记。

讨论与意义
该研究首次系统描绘了越南幽门螺杆菌耐药基因图谱,证实耐药主要由染色体靶基因突变驱动。A2143G(CLR)、N87K(LVX)和F366L(AMX)等突变可作为分子诊断标记。值得注意的是,rdxA突变虽普遍存在,但部分错义突变与表型不完全相关,提示需结合功能验证。panGWAS发现的IV型分泌系统关联,为耐药菌株适应性进化提供了新视角。

临床启示在于:1)越南地区应避免CLR/MTZ经验性用药;2)NGS技术可整合至耐药监测体系;3)针对pbp1A新突变需开发快速检测方法。研究为亚太地区抗生素管理政策制定提供了关键数据,也为理解细菌耐药进化机制贡献了新证据。未来需通过体外转化实验验证新型突变功能,并探索多基因协同耐药机制。

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