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肺炎支原体的耐药情况及其对阿奇霉素耐药机制的研究

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1 ‘ 中国抗生素杂志201O年9月第35卷第9期 S1 文章编号:1001.8689(2010)09—00S1—05 肺炎支原体的耐药情况及其对阿奇霉素耐药机制的研究 潘明安张天托 朱家馨黄静刘慧 (中山大学附属第三医院呼吸内科,广州510630) 摘要:目的了解我院社区呼吸道感染肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae,Mp)感染状况及耐药机制。方法收集2007年8 月 ̄j2008年3月我院社区获得性呼吸道感染病人的咽拭子、痰标本,分离培养Mp,检测对红霉素、阿奇霉素、环丙沙星、洛美 沙星、氯霉素的药物敏感性,筛选阿奇霉素的耐药株,检测阿奇霉素耐药株的作用靶位23S rRNA V区基因、23S rRNA II区基 因、tp/D基因及 , 因的耐药基因变异位点。结果入选者共493例,Mp培养阳性者4株。其中耐红霉素和阿奇霉素2株,耐环 丙沙星和洛美沙星3株,4株临床株对氯霉素均敏感。耐阿奇霉素株在23S rRNA的V区基因的2063位发生A ̄rjG点突变。结论我 院存在对大环内酯类和喹诺酮类抗生素耐药的Mp菌株,并且有多重耐药的现象。Mp对阿奇霉素耐药的机制可能与23S rRNA V 区基因的点突变相关,与23S rRNA II区基因、rp/D基因、 ,堪因是否相关尚不能肯定。 关键词:肺炎支原体;阿奇霉素;耐药 中图分类号:R378 文献标识码:A The study of drug resistance and mechanism of azithromycin for Mycoplasmapneumoniae Pan Ming·an,Zhang Tian·tuo,Zhu Jia—xin,Huang Jing and Liu Hui (Respiratory Department ofthe ThirdAfilfiated Hospital ofSun Yat-sen University,Guangzhou 510630) Abstract 0hjectives This study was to investigate the drug resistance siuatiton of Mycoplasma pneumon (Mp)1nfected patients with community—acquired respiratory tract infection in our hospital and the mechanisms of drug resistance.Methods We collected the throat swabs and sputum samples from patients with community.acquired respiratory tract 1nfection in our hospital from August,2007 to March2008.Then we isolated and cultured Mp to test ,their drug sensitivities to erythromycin,azithromycin,ciprofloxacin,lomefloxacin and chloramphenico1We screened .strains resistant to azithromycin and tested the mutated sites of drug.resistant genes in their functional sites:gene of V region of 23S rRNA,gene of II region of 23S rRNArp/D gene and rplV gene.Results 493 patients were selected ,and there were 4 positive Mp strains.Among them2 sraitns were resistant to erythromycin and azithromycin,3 strains ,were resistant to ciprofloxacin and lomefloxacin,and al1 the strains were sensitive to chloramphenico1Strains resistant .to azithromycin had point mutation from A to G at the site 2063 in gene of V region of 23 S rRNAConclusion There were Mp strains resistant to antibiotics of macrolides and quinolones in our hospital and they had the phenomenon .of multidrug resistant.The mechanisms of drug resistance caused by Mp to azithromycin were considered possibilv concerned with point mutation in gene of V region of 23 S rRNA.Whether they had relationship with gene of II region of 23 S rRNA, gene and rplV gene was stil1 uncertain. Key words Mycoplasma pneumonia;Azithromycin;Drug resistance 收稿臼期:2009—08—25 作者简介:潘明安,男,生于l979年,硕士,住院医师,E—mail:panmingan@163conl。 通讯作者,E—mail:zhtituli@163.com .S2 肺炎支原体的耐药情况及其对阿奇霉素耐药机制的研究潘明安等 肺炎支原体(Mp)是儿童和青少年社区获得性呼 吸道感染的常见病原体之一,由于分离培养困难, Mp感染的诊断多依赖血清学检查,因此药物敏感性 研究报道较少。近年来随着抗生素的广泛使用,Mp 对大环内酯类抗生素出现耐药现象fl_ 。为了解Mp , 因,根据国外文献报道[5],设计引物: 23S rRNA V区基因编码区1758nt ̄lJ2684nt 之间的部分,引物序列是:23SDVF:5’一GCAG TGAAGAACGAGGGG一3’,23SDVR:5'-GTCCTCG CTTCGGTCCTCTCG一3’,产物为927bp。 对常用药物的耐药情况及对阿奇霉素的耐药机制, 我们对临床标本分离培养Mp,进行体外药敏试验, 并对阿奇霉素作用靶位23S rRNA基因及rp/D基因、 rpl 因进行检测。 1材料和方法 1.1 Mp的分离培养 收集2007年8月至2008年3月我院呼吸科和儿科 的住院、门诊的社区获得性呼吸道感染病人的咽拭 子、痰标本,床边接种到肺炎支原体液体培养基(广 州市怡林园生物工程有限公司生产),置于37 ̄C、5% CO 环境培养5d,培养基由红变黄,并且液体澄清, 可作为Mp生长特征。 1.2临床分离株的鉴定 使用PCR扩增的方法,取对应于Mp表面蛋白 P1基因编码区178nt ̄lJ331nt之间的部分,引物序 列是:上游引物:5’一CAATGCCATCAACCCGCG CTTAACC一3’,下游引物:5’一CGTGGTTTGTTG ACTGCCACTGCCG一3’。反应混合物为引物、 dNTPs、10x缓冲液、Taq DNA聚合酶及DNA模板 液,总反应体积50pL。热循环参数为:93℃预变性 10min,93℃1min,55℃lmin,72 ̄C lmin,共36个 循环,最后一个周期72 ̄C延长10min。产物采用琼脂 糖凝胶电泳成像,扩增产物大小为154bp。 1_3药物敏感试验 选用药物为红霉素、阿奇霉素、环丙沙星、洛 美沙星、氯霉素,用液体培养基稀释药物,各管中加 入等量Mp菌液(浓度1 0s CCU/mL),使用微量肉汤稀 释法测定MIC值。参考CLSI2006年第l6版革兰阳性细 菌的耐药标准,结合国内外肺炎支原体耐药研究的相 关文献【3. 】,判断Mp的敏感度如下:红霉素≥8gg/mL 为耐药,≤0.5 ̄g/mL为敏感;阿奇霉素≥8gg/mL 为耐药,≤2gg/mL为敏感;环丙沙星≥4gg/mL 为耐药,≤1gg/mL为敏感;洛美沙星≥8gg/mL 为耐药,≤2gg/mL为敏感;氯霉素≥32gg/mL 为耐药, ̄<8gg/mL为敏感。 1.4 阿奇霉素作用靶位的基因分析 从美国国立生物信息中心fNCBI)检索Mp 23S rRNA II区基因、23S rRNA V区基因、 fD基因、 23S rRNA II区基因编码区491nt到1 306nt 之间的部分,引物序列是:23SDIIF:5’.AGTA CCGTGAGGGAAAGGTG一3’,23SDIIR: 5’. TCCCAAGCGTTACTCATGCC一3’,产物为816bp。 rp/D基因编码区123 Int到1952nt之间的部分, 引物序歹U是:L4F:5’.AAAAGCAGCACCAG TTGTAG.3’,L4R:5’一GGTTAGAACTGGTTTT AGCA.3’,产物为722bp。 rplV ̄因编码区3640nt到4266nt之间的部分, 引物序列是:L22F:5’一GTACATAACGGCAAGA CCTT.3’,L22R: 5’一GCAAGCCGTTGGAGTTTACT .3’,产物为627bp。 反应混合物为引物、dNTPs、10 ̄Buffer、Taq DNA聚合酶及DNA模板液,总反应体积50gL。热 循环参数为:94℃预变性2min,94℃45s,55℃ lmin,72℃80s,共36个循环,最后一个周期72℃ 延长5min。终产物经纯化、测序,与已经登陆NCBI 的M129标准株相应基因作对比。 2结果 2.1 Mp的分离培养结果 收集入选病人的咽拭子或者痰标本493例,经培 养为Mp阳性的有4株。临床分离株及Mp标准株PCR 扩增均出现154 bp目的条带。 2.2药敏试验结果 标准株对红霉素、阿奇霉素、环丙沙星、洛 美沙星、氯霉素5种药物均敏感,4株临床分离株 中,耐红霉素2株,它们都对红霉素高水平耐药 fMIC>=32gg/mL1,耐阿奇霉素2株,耐环丙沙星和 洛美沙星的有3株,4株临床株对氯霉素都敏感。其 中对两种药物耐药的有1株,对4种药物耐药有2株, 存在多重耐药情况,药敏结果见表1。 2_3阿奇霉素作用靶位变异位点分析 标准株和4株临床分离株的rpl 基因、rplD基 因、23S rRNA V区基因和23S rRNA II区基因经PCR 扩增后均出现目的条带。 与标准株M129株相比,对阿奇霉素耐药的分离 株2的23S rRNA的v区基因的2063位发生A到G的点 突变,rplD基因出现162位CNA、430位A ̄[JG的点 7 中国抗生素杂志2010年9月第35卷第9期 S3 表1 Mp的FH标准株、临床株的MIC值(rtg/mL) Tab.1 The MIC ofFH strain,clinical strains for Mp( ̄g/mL) 人的发热时间增加,治疗时间延长,造成临床治疗 效果下降[71。针对Mp对大环内酯类抗生素的耐药机 制做了一些研究,目前国内外的报道认为与结合位 点的基因突变密切相关『8_ ]。大环内酯类抗生素作用 区域在基因23S rRNA II区和V区,可与V区的核苷 酸作用,从而抑制细菌蛋白质的合成,其中阿奇霉 素15元环的结合位点在2058、2059,2062及261 1(大 s:敏感R:耐药I:中介 肠埃希菌编码1等。而II区752的位点也可以与大环 内酯类抗生素疏松结合。核糖体蛋白L4、L22是核 突变,rpl 因出现279位T ̄I]C、508位TNC的点突 糖体大亚基早期组装过程中的蛋白质,L4的突变使 变。对阿奇霉素耐药的分离株3的rpl 因出现508 肽合成通道变窄,致大环内酯类抗生素结合部位远 位T到C的点突变,23S rRNA的V区基因、rp/D基因 离该通道而失效,产生耐药。而L22的突变是使入口 未出现点突变。对阿奇霉素敏感的分离株1和4的23S 变大,药物的流出增加。Canu A ̄DGregory S.T等认 rRNA V区基因、rp/D基因、rpl 因均未出现点突 为,rplD基因(核糖体蛋白L4)和 , 因(核糖体蛋 变。FH标准株与分离株2的 ,D基因均出现I62位C 白L22)点突变与大环内酯类抗生素耐药相关[10】。因 到A、430位A到G的点突变,rpl瞎因也都出现279 此,23S rRNA的II区和V区、rp/D基因(核糖体蛋白 位T ̄zJC、508位T到C的点突变,但23S rRNA的V区 L4)、rpl 因(核糖体蛋 ̄L22)点突变也可能与大环 基因无点突变。所有菌株的23S rRNA II区均未出现 内酯类抗生素耐药相关『5]。现国内外的研究主要集中 点突变,见表2。 在Mp对红霉素的耐药研究,而对临床治疗普遍使用 3讨论 的阿奇霉素耐药情况和机制以及喹诺酮类抗生素耐 支原体对影响蛋白质合成的抗生素如大环内酯 药现状的研究国内外报道较少,本实验旨在进一步 类、喹诺酮类等敏感。近年来随着抗生素的广泛使 加强和完善该方面的研究,为临床诊断和治疗提供 用,耐药现象有明显增加的趋势[ 。耐药Mp感染病 依据。 表2各株Mp的4个基因扩增区PCR产物测序结果 Tab.2 The PCR products sequencing results of 4 gene amplified regions for Mp 一:表示相对M129株无变异位点。 本组临床分离的Mp中,分离株3对红霉素、阿 的Mp株对氯霉素仍可敏感,但由于在体内氯霉素对 奇霉素均为高水平耐药,且存在多重耐药情况。4 支原体有较小的抑制作用,并且氯霉素本身的副作 株临床分离株对氯霉素均为敏感。由于氯霉素也是 用较大,因此不作为治疗Mp感染的一线药物,但在 通过抑制细菌蛋白质的合成发挥抗菌作用,氯霉素 治疗耐药Mp感染仍可以作为一种选择。 与大环内酯类抗生素的结合位点均位于23S rRNA V 本实验研究表明耐阿奇霉素的Mp菌株耐药形成 区,但二者的具体结合位点有所不同…】。因此大环 的分子基础为23S rRNA结构域V区2063位由A到G的 内酯类靶位23S rRNA V区产生点突变引起的耐药对 点突变。Matsuoka等报道在日本分离的Mp阿奇霉素 氯霉素的结合无影响,故在理论上大环内酯类耐药 耐药株中,10株的耐药机制为2063位A到G点突变, 、、 肺炎支原体的耐药情况及其对阿奇霉素耐药机制的研究潘明安等 另有3株分别与2063位ANC点突变、2064位A ̄JjG点 突变、2617位C到G的点突变有关[5】。Morozumi等报 制需要做更广泛的研究,为了让抗生素更好地发挥疗 效,应该积极寻找措施以减低耐药率,如耐药监测、 制定合理的用药措施和指导原则非常重要。 道从临床分离的9株阿奇霉素耐药株耐药机制为2063 位A到G的点突变,2株为2064位A到G的点突变l12】。 2063位是阿奇霉素、红霉素等大环内酯类抗生素的 靶位点,点突变导致大环内酯类抗生素与核糖体亲 和力的下降而耐药。Liu等报道,44株对阿奇霉素和 红霉素共同耐药的Mp耐药机制与2063位A到G的点 突变相关,Xin等报道[8’“],46株大环内酯类抗生素 耐药的Mp耐药机制与2063、2064位点突变有关。病 原体的rRNA基因是比较保守的基因,文献报道大 肠杆菌、幽门螺旋杆菌、肺炎链球菌23S rRNA V区 2063位的点突变在产生了对大环内酯类抗生素的高 度耐药【 】,由此推测基因23S rRNA V区2063位由A到 G的点突变可能是引起Mp对阿奇霉素和红霉素共同 耐药的分子基础之一,对红霉素耐药的Mp也可能对 阿奇霉素交叉耐药。除2063位之外,2064、2067位 也是红霉素和阿奇霉素共同的作用靶位,红霉素耐 药株变异的位点, ̄H2063位A到C、2064A ̄IJG的点 突变[5-6,121,也是阿奇霉素耐药的分子机制。 阿奇霉素耐药株(临床株2、3)、FH标准株、 临床株1、临床株4的23S rRNA的II区基因均无点突 变。文献报道目前为止也未发现耐药Mp的23S rRNA 的II区点突变,因此23S rRNA II区基因点突变与耐药 机制无明确相关性。 对rp/D基因、rpl堪因的研究发现,敏感株(临 床株l和4)相对于M129标准株无点突变。临床株2相 对于M129株出现了点突变,其中rp/D基因的162位、 rpl 因的279位点突变与氨基酸变异无关。rp/D基 因的430位A—G可导致氨基酸134位由蛋氨酸变为颉氨 酸,rplV ̄因508位由T变为C可导致氨基酸170位由 丝氨酸变为脯氨酸。这与FH标准株完全相同,有文 献报道认为该变化与P1基因分型有关【 。临床株3的 rpl 因虽然出现508位T ̄rJC的点突变可导致氨基酸 170位由丝氨酸变为脯氨酸,但该突变在FH标准株也 出现,无法确定是与P1基因分型相关还是与耐药有 关,并且上述突变并未引起FH标准株耐药的现象, N ̄grptD基因、rpl 因点突变尚不能确定与阿奇霉 素耐药机制是否相关。 本研究表明Mp对临床应用广泛的阿奇霉素和喹 诺酮类抗生素有耐药现象,其耐药严重性应引起我们 的足够重视。由于Mp分离生长困难,因此对其耐药机 参考文献 [1]Morozumi M,1wata S,Hasegawa K,et a1.Increased macrolide resistance of Mycoplasma pneumoniae in pediatric patients with community—acquired pneumonia[J]. 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