《Antibiotics》：The Performance of Genotypic Profiling and Distribution of Minimum Inhibitory Concentrations in Bedaquiline-Resistant Tuberculosis
编辑推荐：
背景：贝达喹啉（BDQ）是耐多药结核病（MDR-TB）治疗的关键药物，但新出现的耐药威胁其疗效。BDQ耐药检测依赖缓慢的表型药物敏感性试验（pDST），延迟治疗决策。研究人员确定了全基因组测序（WGS）相较于基于培养的pDST预测BDQ耐药的诊断准确性。方法：
背景：贝达喹啉（BDQ）是耐多药结核病（MDR-TB）治疗的关键药物，但新出现的耐药威胁其疗效。BDQ耐药检测依赖缓慢的表型药物敏感性试验（pDST），延迟治疗决策。研究人员确定了全基因组测序（WGS）相较于基于培养的pDST预测BDQ耐药的诊断准确性。方法：在南非夸祖鲁-纳塔尔省（2018—2022年）开展的一项MDR-TB且对氟喹诺酮类或氨基糖苷类额外耐药患者的前瞻性研究中，对结核分枝杆菌分离株进行BDQ pDST（MGIT中1.0 μg/mL）。纳入具有读深≥10且等位基因频率≥0.7的单核苷酸多态性（SNP）的分离株。表现出表型耐药的分离株使用BACTEC MGIT 960系统进行定量最低抑菌浓度（MIC）检测（范围0.25至8.0 μg/mL）。通过计算敏感性、特异性、阴性预测值（NPV）和阳性预测值（PPV）评估WGS相较于基于MGIT的pDST的诊断性能。结果：分析纳入428株分离株：88株表型耐药分离株（87株具有潜在BDQ耐药相关变异（RAVs），1株野生型）和340株敏感分离株（7株具有潜在RAVs，333株野生型）。潜在RAVs的存在准确预测表型耐药：敏感性98.9%（95%置信区间（CI）：93.8–99.8）、特异性97.9%（95% CI：95.8–99.0）、PPV 92.6%（95% CI：85.4–96.4）和NPV 99.7%（95% CI：98.3–99.6）。在94株具有潜在RAVs的分离株中，研究人员观察到Rv0678（88/94，93.6%）、pepQ（2/94，2.1%）和Rv1979c（4/94，4.3%）基因突变。耐药分离株的BDQ MIC中位数为4.0 μg/mL[四分位距（IQR）：2.0–4.0 μg/mL]。结论：潜在BDQ RAVs主要位于Rv0678，是BDQ表型耐药的强预测因子，突显基因型目录用于指导及时治疗决策的潜在价值。
结核病（TB）仍是严重全球卫生危机，耐多药/利福平耐药结核病（MDR/RR-TB）持续威胁短程化疗，且诊断和治疗覆盖不足；贝达喹啉（BDQ）推广后，BDQ耐药结核分枝杆菌（Mtb）出现并传播。BDQ耐药机制分散于atpE、mmpR5（Rv0678）、pepQ和Rv1979c等位点，其中Rv0678功能丧失突变占表型耐药的大多数，但突变谱多样、表型影响不一，并常与氯法齐明（CFZ）交叉耐药。既往依赖表型药物敏感性试验（pDST）经验治疗，而培养法耗时可达8周；靶向PCR因Rv0678突变分散而难以实施，候选基因“任何突变”测序策略敏感性和阳性预测值（PPV）有限，WHO突变目录高置信突变的最高敏感性亦有限。因此，需要在大规模、特征明确的临床队列中阐明基因型—表型关系，评估WGS预测表型BDQ耐药的准确性，并描述耐药变异谱和最低抑菌浓度（MIC）谱。研究人员依托南非夸祖鲁-纳塔尔省CONTEXT前瞻性队列（2018—2022年；MDR-TB且对氟喹诺酮类和/或氨基糖苷类耐药）的Mtb临床分离株开展嵌套研究，发现潜在BDQ耐药相关变异（RAVs）可强预测MGIT表型耐药，且以Rv0678变异为主；结果支持基因组测序在特定高负担队列中指导耐药结核病治疗、缩小基因型—表型差距并推动分子诊断和个体化治疗。重要意义在于为BDQ耐药快速分子检测、治疗决策和耐药传播阻断提供本地化证据。
关键方法：依托CONTEXT前瞻性队列（南非KwaZulu-Natal，2018—2022年；MDR-TB且对氟喹诺酮类和/或氨基糖苷类耐药），纳入428株Mtb临床分离株。以MGIT 1.0 μg/mL进行BDQ pDST；用Illumina NextSeq进行WGS，按读深≥10、等位基因频率≥0.7筛选SNP，分析Rv0678、atpE、Rv1979c和pepQ候选基因并按WHO突变目录第2版分类。对表型耐药株及带潜在RAVs的敏感株用BACTEC MGIT 960行0.25—8.0 μg/mL定量MIC。以2×2表计算敏感性、特异性、PPV、NPV和准确度，Wilson法估计95% CI；MIC非正态用中位数和IQR，Mann–Whitney U比较。
研究结果：
诊断性能：在428株中，潜在RAVs预测表型BDQ耐药的总体准确度为98.1%，敏感性98.9%、特异性97.9%、PPV 92.6%、NPV 99.7%；按每例一株分析结果相近（敏感性98.7%、特异性98.2%、PPV 92.9%、NPV 99.7%）。表明潜在RAVs对表型耐药具有强预测价值。
WHO突变目录分类：94株潜在RAVs按WHO目录第2版分层；87株含WHO分类变异，其中83/87（95.4%）表型耐药、4/87敏感；38株为 interim 关联变异，3株敏感（Pro48fs、Leu95fs、Leu83fs，MIC分别≤0.25、1.0、1.0 μg/mL）；17株为意义不确定变异，MIC多为4.0—8.0 μg/mL，Met139Ile中1/4株MIC为1.0 μg/mL且表型敏感。7株非经典变异中4株耐药（Rv0678上游插入、Gly25Ser、Val1Leu、Gly66Trp），3株敏感（c.-11C>A 2株、Pro48Ser 1株）。仅用WHO分类RAVs时，准确度97.9%、敏感性94.2%、特异性98.8%、PPV 95.4%、NPV 98.5%。
基因型谱：94株中Rv0678变异88株（93.6%）、仅pepQ变异2株（2.1%）、Rv1979c变异4株（4.3%）；Rv0678变异多位于编码区DNA结合域和二聚化域，少数位于启动子区；3株合并pepQ变异、2株合并atpE变异。常见WHO分类变异包括Asp47fs（10/88，11.4%）、Glu49fs（12/88，13.6%）、Ile67fs（9/88，10.2%）、Leu32Ser（6/88，6.8%）、Cys46fs（4/88，4.5%）。2株单独pepQ Val273fs变异MIC为2和4 μg/mL；4株Rv1979c变异（Glu38Asp、Arg409Gln）无其他候选基因突变，MIC 2—4 μg/mL。表明表型耐药主要由Rv0678多样变异驱动，pepQ和Rv1979c仅占少数。
MIC分布：88株表型耐药株MIC为2.0—8.0 μg/mL，其中23株（26.1%）为2.0 μg/mL、50株（56.8%）为4.0 μg/mL（含1株野生型耐药株）、15株（17.1%）为8.0 μg/mL；WHO分类与非经典变异的中位MIC均为4.0 μg/mL（IQR分别为2.0—4.0和4.0—8.0 μg/mL），组间无统计学差异（Mann–Whitney U检验，p=0.9）；移码突变47/88（53.4%），点突变22/88（25.0%）。提示耐药以2—4倍MIC升高为主，缺乏靶点突变相关高水平耐药。
CFZ交叉耐药：88株BDQ表型耐药株中86株（97.7%）对CFZ交叉耐药，2株（2.3%）对CFZ敏感；后者分别携带Rv0678 Gly66Trp及Cys46fs+Asp47Glu变异；另有3株携带Cys46fs+Asp47Glu变异者对CFZ耐药。表明BDQ与CFZ交叉耐药常见，但存在少数不一致。
讨论部分总结：本研究报告的潜在BDQ RAVs预测表型耐药的敏感性98.9%、PPV 92.6%，显著高于既往候选基因测序的最高敏感性约69%和PPV 14%—26%的结果，支持在潜在RAVs高度固定的特定队列中以基因组数据指导耐药结核病治疗，并提示当变异限于Rv0678时确认性pDST可能不再必需。93%表型耐药株携带WHO分类变异，仅7%未分类，支持WHO目录在本队列中具有较好适用性；但WHO目录统计标准保守，总体敏感性仅约49.4%。>90%表型耐药归因于Rv0678，少数单独归因于pepQ和Rv1979c；未分类Rv0678变异需在独立队列验证，Val1Leu功能影响不确定，c.-11C>A与BDQ超敏相关，Met139Ile意义不确定；pepQ合并或单独变异、atpE Asp28Asn及Rv1979c Glu38Asp/Arg409Gln可能贡献MIC升高；1株野生型表型耐药MIC 4.0 μg/mL提示未表征或未检出机制。BDQ—CFZ交叉耐药常见，少数不一致提示基因型—表型关系复杂。MIC以2—4倍升高为主，剂量优化作为潜在策略需药代动力学/药效学、安全性和临床试验证据；DprE1抑制剂共享交叉耐药脆弱性。局限包括母研究选择RR/MDR-TB伴二线耐药可能富集、治疗结局未知、未重复MIC及未对敏感野生型测MIC，结果外推需谨慎；但标准化BSL3流程和与表型一致支持结果可靠性。研究支持基因型DST与pDST并行、持续更新WHO目录并进行本地新变异表型表征。
研究结论（翻译）：总之，研究人员的发现表明，潜在BDQ RAVs主要由Rv0678基因全序列的多样突变驱动，与BDQ表型耐药强相关。这些发现支持基因组测序预测表型BDQ耐药的潜在效用。研究人员鉴定了一系列与BDQ MIC升高相关的WHO分类和未分类变异，位于Rv0678、pepQ和Rv1979c基因。少数未分类潜在BDQ RAVs需要在不同地理环境的独立前瞻性队列中进一步研究，以获得全球临床转化证据。这些发现缩小了对BDQ耐药基因型—表型相关性的理解差距，是开发分子诊断检测、优化治疗策略和防止BDQ耐药进一步出现的关键步骤。将常规基因组监测与快速表型检测相结合，对于指导设计有效、个体化治疗方案并及时阻断高度耐药Mtb菌株的持续传播至关重要。
