结核分枝杆菌耐药基因快速检测研究进展
2022-09-18
来源:意榕旅游网
西南军医2016年11月第18卷第6期Journal ofMilitarySurgeonin SouthwestChina,Vo1.18,No.6,Nov.,2016 ・565・ nique for total hip arthroplasty[J].J Orthop Surg Res, 2012,7:17. 【18]MORVAN A,MOREAUS,COMBOURIEU B,et a1. Standing radiological analysis wih a ltow—dose biplanar [1 1]HA YC,YO0 JJ,LEE YK,et aL Acetabular component positining using anatomic landmarks of theacetabulum imaging system(EOS system)ofthe position ofthe tom- ponents in total hip arthroplasty using an anterior ap- [Jj.Clin Orthop Relat Res,2012,470(12):3515-3523. 1 l2j BREMER AK,KALBERER F,PFIRRMANN CW,et a1. Soft—tissue changes in hip abductor muscles and tendons after t0ta1 hip replacement:comparision between the direct proach:a cohort study of 102 patients【JJ.Bone Joint J, 2016,98-B(3):326. [19]AGHAYEV E,BECKA,STAUB LP,Pf a1.Simultaneous bilateral hip replacement reveals superior outcome and fewer complications than two・・stage procedures:a prospec-- tive study including 1819 patients and 5801 follow-ups ntaerior and the transgluteal approach lJJ.J Bone Joint Surg Br,2011,93(7):886-889. 【l3]BERGIN PF,DOPPELT JD,KEPHART CJ,et a1.Corn- parison of minimally invasivedirect anterior versus posted・ or total hip arthroplasty based on inflammation and mus- from a total joint replacement registry【JJ.BMC Musculo- skeletDisord,2009,11(11):1—10. [20]MARC A,WEINSTEIN.JOHN MK,et alone-stage bilat— eral total hip arthroplasty in patient 75 years[JJ.Orthope- dies,2002,25(2):153—156. 12l J K NAKATA,M NISHIKAWA,K YAMAMOTO,et a1. Clnicali comparative study of the direct anterior with cle damage markers[J].J Bone Joint Surg Am,2011,3 (93):15. [14]YORK PJ,SMARCK CT,JUDET T,etaL Total hip arthro— plasty via he atnterior approach:tips and tricks forprimary and revision surgery lJJ.Int Orthop,2016:1-8. mini-posterior approach[J].The Journal of Althroplas- ty,2009,24(5):698—704. 【22 J A VINCENZO,V MAURIZIO,C MARINA,et a1.Com— parison of primary total hip replacements performed with [15]PARVIZI J,RASOULI MR,JABERI M,et a1.Does the surgical approach in one stage bilateral total hip arthroplas- ty afect blood loss[J].International Orthopaedics,2013, 37(12):2357.2362. a direct anterior approach versus the standard lateral ap— [1 6]MOSKAL JT,CAPPS SG,SCANELLI JA.Anterior muscle sparing approach for total hip arthroplasty【Jj. World J Orthop,2013,4(1):12—18. proach:perioperative findings[JJ.J Otrthop Traumatol, 2011,12(3):123.129. (收稿Et期:2016.07 20修护Et期:2016.10.05) (责任编辑:章敏) [17]俞银贤,马金忠.微创直接前方入路髋关节置换术相关 研究[J].国际骨科学杂志,2014,31(5):012. 结核分枝杆菌耐药基因快速检测研究进展 税雪姣,黄富礼,黄永茂 [关键词]结核分枝杆菌,耐药基因,耐药性检测 [中图分类号] R 378.91 1 [文献标识码]A [文章编号]1672—7193(2016)06.0565—04 耐药结核是重大的公共卫生问题并且成为控制 结核病的一大障碍…。2015年10月28 El,WHO 2015 年全球结核病报告乜 中指出,2014年全球新发的结核 病病例约960万,其中新发耐多药结核(multidrug—resisi- Doi:10.3969/j.issn.1672—7193.2016.06.023 tant tuberculosis MDR-TB)病例48万,新发的MDR-TB 中不到13万病例得到检测和报告,而开始接受 MDR-TB治疗的病例约为11万。中国每年耐多药结 核病患者达到近10万人,其中初治患者耐多药结核 作者单位:646000四川泸州,西南医科大学附属医院感染科(税雪姣、黄富礼) 通讯作者:黄永茂,E・mail:huang5616@sina.corn ・566・ 为5.7%,复治患者高达25.6%口]。在很多地区,因为 传统的结核药敏实验受生物安全、培养时间长等因素 影响,不能常规进行耐药结核检测,甚至最基本的结 核菌培养都不能开展,这表明大多数的耐多药结核病 例仍然不能确诊,导致临床上的治疗无针对性。目 前,具有生物安全要求级别低、检测时间短、敏感性较 高等特点的耐药结核分子生物学诊断方法日益受到 重视,现就结核分枝杆菌的基因快速检测研究进展综 述如下。 l 结核分枝杆菌相关耐药基因 结核分枝杆菌耐药机制是十分复杂的。研究表 明,基因突变是引起抗结核药物耐药性的最主要原因 ,单基因突变即可导致结核杆菌耐药 。结核分枝 杆菌对不同的抗结核药物有不同的耐药机制,而一种 抗结核药物又有多种耐药机制。现已明确的结核分 枝杆菌相关耐药基因总结如下 ,见表1。 表1 结核分枝杆菌相关耐药基因 抗结核药物 相关耐药基因 异烟肼 katG,inhA、ahpC、kasA、oxyR 利福平 ropB 乙胺丁醇 embA、B、C操纵子 吡嗪酰胺 pncA 链霉素 rspL、ITS 氟喹诺酮类 gyrA、gyrB 对氨基水杨酸 papAl、thyA 2快速检测结核耐药基因方法 2.1 利福平耐药实时荧光定量核酸扩增检测技术 (Xpert Mtb/RIF)2014年,WHO((耐药结核病规划管 理指南伙伴手册》中指出,患者有耐药风险时建议优 先使用Xpert Mtb/RIF作为初始诊断工具 ]。Xpert MTB/RIF技术是一种快速分子检测,它以rpoB基因 为靶基因,以半巢式实时荧光定量PCR技术为基础, 系统自动运行并同时对结核杆菌复合群进行DNA鉴 定及ropB基因的突变检测,2h即可完成测试并报告 结果,可以使用未经处理的痰液样本以及从肺外部位 的临床标本完成 。国内外很多文献报道,大多数 情况下,利福平耐药几乎都合并异烟肼耐药,即利福 平耐药就很有可能是耐多药结核。Xpert Mtb/RIF法 可以有效地使用在资源匮乏的地区,以简化患者的早 期准确诊断,从而可能降低发病率与诊断延迟n 。 2.2线性探针杂交试验(1ine probe assays,LPAs/Li. PA) 线性探针杂交试验是WHO推荐作为结核耐药 快速诊断的分子方法,对培养的结核杆菌及涂阳标本 均适用。方法为对提取的结核杆菌DNA进行PCR扩 增,运用反向杂交技术,让扩增产物与预先固化在试 纸条上的特异性探针杂交,通过检查耐药相关基因突 变以检测抗结核药物耐药性n 。 。线性探针杂交试 验是通过GenoTypeMTBDR试剂盒完成的,包括Gen— oType ̄MTBDRplus (Hain Lifescience,GmbH, Nehren,Germany)和INNO—LiPA Rif.TB(Innogenet— ics,Ghent,Belg ium)2种。由德国Hain公司推出的 GenoType ̄MTBDRplus耐多药检测试剂盒,针对结 核分枝杆菌复合群耐利福平和异烟肼主要耐药基因 进行分子生物学检测,其设计的野生型探针包含各自 基因最重要的耐药区,可同步检测利福平和异烟肼的 耐药性。比利时Innogenetics公司INNO.LiPA Rif.TB 试剂盒针对利福平耐药基因的检测可以在6h内报告 药敏检测结果,不过检测结果需人工判断,操作流程 复杂,需要专门的仪器,很难标准化,并且只适用于抗 酸染色阳性的样本。 2-3 等位基因特异性多重’PCR法(multiplex a1. 1ele.specific PCR,MAS.PCR) 等位基因特异性 PCR法是通过PCR及凝胶电泳直接检测出DNA中的 各种点突变,也是一种基于PCR的新方法。MAS—PCR 可直接用于痰标本,与DST对比,其敏感性及特异性 接近100%,并且快速、经济、易于操作,对于临床有很 大的帮助n 。MAS.PCR的基本原理为设计野生型及 突变型2个等位基因特异性寡核苷酸(ASO)引物,等 位基因特异性碱基置于引物的3’端,通过观察电泳 胶上溴化乙锭染色的DNA扩增带即可直接鉴定等位 基因的点突变类型。结果中有特异扩增带,则表示被 测基因含有该种突变,没有特异扩增带,则表示没有 这种突变 。MAS.PCR可用于katG 315,rpoB 531, gyrA 94,ITS 1401等密码子突变基因的检测n 。 2.4液相芯片技术((Luminex xMAPTM) 液相芯 片技术是对核酸、蛋白质等生物分子进行大规模分析 的一种诊断技术。由美国Luminex公司研发,又称微 球依赖的悬浮点阵技术(Luminex xMAPTM)。该技 术可以对一份微量标本同时进行多达100种不同分 析指标的检测n 。其基本原理为在不同荧光编码的 聚苯乙烯微球上进行抗原一抗体、酶一底物、配体一 受体的结合反应及核酸杂交反应,待加入待检样本 后,在液相条件下,靶分子与微球表面交联的捕获分 子发生特异性结合。最后,微球随液流排成单列传送 至Luminex 100仪器自动分析,通过红、绿两束激光分 别检测微球编码和报告荧光来达到定性和定量的目 的,仅需少量样本即可同时定性、定量检测同一样本 西南军医2016年11月第l8卷第6期JournalofMilitary Surgeonin SouthwestChina,Vo1.18,No.6,Nov.,2016 ・567・ 中的多种不同目的分子。目前相关报道n ,液相芯片 技术可以用于一线抗结核药物耐药基因的检测。 2.5基因芯片技术(Gene Chip)基因芯片技术是一 种需要固定仪器、试剂盒的高科技、高通量检测手 段。其方法对样本结核分枝杆菌核酸提取后进行 PCR扩增,扩增产物与探针杂交,最后芯片扫描及结 果判读,从而发现突变的耐药基因。基因芯片技术可 以直接应用于痰以及其他临床标本的检测,其针对结 核分枝杆菌核酸的检测,不需要接触大量细菌,故也 是一种更加安全的检测方法,结核耐药基因检测需要 4h。利用基因芯片技术可同时测定所有一线抗结核 药物及喹诺酮类药物的耐药性,极大地缩短了检测时 间,为制定临床用药方案提供便利 。我国博奥公司 研发的结核分枝杆菌耐药性测定试剂盒一DNA微阵 列芯片法,可以检测利福平和异烟肼的耐药性,为 MTB的快速耐药性检测提供了有效方法。基因芯片 不足之处在于芯片制备复杂,样品的准备与标记繁 琐,检测成本较高,相关检查设备昂贵乜 。 2.6实时荧光PCR探针溶解曲线法(Multiplex Re. al—Time PCR Melting Curve Assay) 实时PCR又称 荧光定量PCR或TaqMan PCR,该技术在常规PCR基 础上运用荧光能量传递技术,加入荧光标记探针,把 核酸扩增、杂交、光谱分析和实时检测技术结合在一 起,借助于荧光信号来检测PCR产物。实时PCR反 应具有快速性、灵敏度高、可重复性、低污染风险等特 点,但由于其成本高、操作复杂,并且对设备要求高, 所以没有得到广泛的应用。探针溶解曲线是利用探 针与不同的靶序列杂交后形成的双链DNA熔点的差 异来区分不同的靶序列。厦门致善生物科技股份有 限公司推出结核耐药突变实时PCR探针溶解曲线诊 断试剂盒可以降低成本,操作简单,机器自动判读,3h 可获得结果,可用于异烟肼、利福平、乙胺丁醇、链霉 素、喹诺酮类等结核耐药基因的快速检测 。 2.7焦磷酸测序技术焦磷酸测序技术是一种新型 的实时DNA测序技术,该技术是依靠生物发光反应 进行的,无需电泳和荧光标记,操作简单、结果准确, 同时能提供精确的碱基序列信息。由于该技术适用 于对已知的较短DNA序列的测序分析,所以非常适 合结核杆菌的耐药性检测。焦磷酸测序技术可用于 检测结核分枝杆菌对利福平、异烟肼、乙胺丁醇、链霉 素、阿米卡星等抗结核药物的耐药性。存在的主要问 题是操作繁琐,条件要求严格,要测的耐药基因种类 很多,无效突变也被检出,而且需要昂贵的仪器设备, 费用较贵 _26]。 3总结 MDR.TB、广泛耐药结核(extensively drug—resisi. tant tuberculosis。XDR.TB)甚至是全耐药结核(totally drug.resisitant tuberculosis,TDR-TB)在世界各国均有 流行。因其治疗时间长、治疗费用高、治愈率很低、病 死率极高,目前在世界范围内备受关注。所以,准确 快速的诊断方法,对于结核治疗方案的实施具有重要 的意义 。但目前所用的快速检测方法检测的抗结 核药物不够全面,且费用和技术要求较高,以检测异 烟肼、利福平为主,部分可以检测氟喹诺酮类、氨基糖 苷类等药物,耐药检测最终还是以传统药敏试验为金 标准。所以,需要进一步研究有更高特异性、经济j生、 适用性更强的方法用于结核分枝杆菌耐药的诊断乜 。 【参考文献】 [1]沈鑫,潘启超,肖和平结核病研究新进展[J].上海预防医 学,2016,28(3):143.146. I 2 l WORLD HEALTH ORGANIZATION.2015 Gl0bal tuber. culosis repot.Geneva:World Health Organization,2015. [3] ZHAO,Y et a1.National survey of drug—resisitant tubercu- losis in China.The New England journal of medicine, 2012.366:2161—217O. [4]GANDHI NR,NUNN P,DHEDA I(,eta1.Multidrug-resis— kant and extensively drug-resistant tuberculosis:a threat to global control of tuberculosis lJJ.Lancet,2010,375 (9728):1830.1843. [5]DALLA COSTA ER,RIBEIRO MO,SILVA MS,et a1. Correlations of mutations in katG,oxyR-ahpC and inhA genes and in vitrosusceptibility in Mycobacterium tuber culosis clniical strains segregated by spoligotype families from tuberculosis prevalent countries in South America [J].BMC Microbiol,2009,9:39. [6]伍静.结核分枝杆菌的耐药基因及其相关分子机制[J].现 代生物医学进展,2011,l1(22):4382.4385. [7]林楠.中国结核分枝杆菌群体基因组的分析ED].福建农 林大学,2014. [8] WORLD HEALTH ORGANIzATION,Tuberculosis diag- nostics Xpert MTB/RIF test:WHO recommendations. 2013,Wodd Healht Organization:Geneva. [9]杨慧娟,马利,陈连勇.Xpert MTB/RIF技术对结核分枝 杆菌检测和耐多药结核快速筛查的研究[J].中国卫生 检验杂志,2015,0(23):4056.4059. [10]LAWN SD,NICOL ME Xpert(R)MTB/RIF assay:devel- opment,evaluation and implementation of a new rapid mo- lecular diagnostic for tuberculosis and rifampicin resis— tance.Future Microbiol,201 1.6:1067.1082. ・568・ 西南军医2016年11月第18卷第61111 J0uma1 0fMilitarvsu控e0n.n S叫mwestChina.v01.18.N0.6.N0rv一2016 NAIOTOV S,et a1.Tuberculosis-spoligo—rifampin-isoni- azid typing:an all・-in・-one assay technique for surveillnce and control of mulatidrug--resistant tuberculosis on Lu-- l1l J B0EHME CC,NICOL M NABETA et a/.Feasibility, diagnostic accuracy,and effectiveness of decentralised use of the Xpert MTB/TIF test for diagnoses of tuberculosis and multidrug resistance:a multicentre implementation minex devices ̄J].J Clin Microbiol,2013,51:3527.3534. [20]赵连爽,代娣,陈昕,等.基因芯片在分枝杆菌菌种鉴定 及结核耐药基因检测的诊断价值[J].检验医学与临床, 2014,11(12):1595.1598. sudy.tLancet,201l,377(9776):1495-1505. 1 12]MADHURI K,DESHAPANDE S,DHARMASHALE s, U【ilitv ofLine Probe Assay for the Early Detection of Multidrug-Resistant Pulmonary Tuberculosis[Jj.J Glob Infect Dis,2015 Apr-Jun,7(2):60-65. 【13 J YACOOB FL,PHIL0MINA JOSE B,KARI AKARAN [21]周杨,欧喜超,乐军,等.基因芯片诊断耐多药结核病的 临床多中心研究[J].中华检验医学杂志,2011,34(9): 793.799. LELITHA SD,et a1.Primary Multidrug Resistant Tubercu- losis and Utilitv of Line Probe Assay for Its Detection in Smear-Positive Sputum Samples in a Tertiary Care Hospi— tal in South India[J].J Pathog,2016,2016:6235618. 114_SHA A S,MADAN M,AGRAWAI,C,etaL Oenotype MTBDR plus assay for molecular detection of rifampicin and isoniazid resistance in Mycobacterium tuberculosis. Indian J Pathol Microbiol[J].2014 Jul—Sep,57(3): 423.426. [1 5]ALLEGuI Z,GHARIANI A,DRAOUI H,et aZ Detection of isoniazid and rifampin resistance of Mycobacterium tu— berculosis by a multiplex allele—speciifc polymerase chain reaction(PCR)assay[J].Int J Mycobacteriol,2012 Mar,1 (1):34.39. 116 J WANG X,JIAO J,XU W et a1.A simple,rapid nad eco— nomic method for detecting multidrug・・resistant tuberculo・・ sis[J].Braz J Infect Dis,2013 Nov.Dec,17(6):667.671. 1 1 7 J、 DⅥ V,SHETTY A,RODRIGUES C.Multiplex al- lele speciifc PCR for rapid detection of extensively drug resistnat tuberculosis[J].Tuberculosis,2012,92(3): 236.242. 118]LEE SH,CHOI HB,YU S a/.Detection of ifrst.1ine nati--utberculosis drug resistance mutations by allele・-spe・・ cific primer extension on a microsphere-based platform [J].Ann Lab Med,2015 Sep,35(5):487-493. [1 9] GOMGNIMB0U MK,HERNANDEZ-NEUTA I,队. 【22 J J LUO L JIANG L,SUN W et a1.Multiplex real-time PCR melting curve assay to detect drug・・resistnat muta・- tions ofMycobacterium utberculosis[J].J Clin Microbiol, 2011 Sep,49(9):3132—3138. 1 23 J HUANG Q,LIU Z,LIA0 et a1.Multiplex fluorescence melting curve analysis for mutation detection wiht dual—la- beled,self-quenched probes[JJ.PLoS One,2011 Apr 28,6 (4):e19206. [24]严虹,施旭东,胡春梅,等.探针熔解曲线法快速检测结核 分枝杆菌利福平、异烟肼、乙胺丁醇及链霉素耐药突变 [J].临床检验杂志,2015,33(10):729.733. 1 25 J GUO Q,ZHENG TJ,ZHU CT,et aL Pyrosequencing for hte rapid detection of rifampicin resistance in Mycobacte・ rium tuberculosis:a meta-naalysis lJJ.Int J Tuberc Lung Dis,2013,17(8):1008.1013. [26]郑瑞娟,秦莲花,周燕,等.焦磷酸测序技术检测结核分 枝杆菌四种药物耐药性[J].中华检验医学杂志,2011,34 (2):115.120. [27]HOEK KG,VAN TIE A,VAN HELDEN PD,et a1.Detect— ing drug-resistant tuberculosis:the importance of rapid testing[JJ.MolDiagnTher,201lAug 1,15(4):189—194. [28]胡忠义.应重视结核病耐药性检测新技术的研究和应用 [J].实用医学杂志,2013,29(23):3801—3802. (收稿日期:2016.08—20修回日期:2016—08.30) (责任编辑:李刚)