淋球菌對氟喹諾酮耐藥性的研究進展

摘要 淋球菌對氟喹諾酮耐藥性問題引起人們的廣泛關注。淋球菌外膜蛋白結構改變所致的膜通透性下降、細菌對藥物的攝取減少，可能是導致淋球菌對氟喹諾酮耐藥性的一種重要機製，而最新研究表明：GyrA和ParC基因的突變與淋球菌對氟喹諾酮耐藥性之間密切相關。

 

　　作為無並發症淋病治療的推薦藥物，氟喹諾酮對淋球菌有著很強的抗菌活性。可是近年來，淋球菌對氟喹諾酮類藥物的敏感性逐漸降低，導致臨床上淋病治療失敗的情況日益嚴重，同時又大大限製了氟喹諾酮類藥物的臨床應用。目前，這種日益嚴重的淋球菌對氟喹諾酮耐藥問題已引起了人們的高度重視。1991年，世界衛生組織（WHO）建議對淋球菌耐藥菌株進行全球監測，並將環丙沙星列為監測的核心藥物之一。早年，人們就已對氟喹諾酮類藥物的作用機製及淋球菌對氟喹諾酮耐藥性機理進行了研究，可直至最近，國外學者才開始對淋球菌氟喹諾酮耐藥性機理從基因水平上進行研究，現將這方麵的研究作一綜述。

 

　　一、淋球菌對氟喹諾酮耐藥性概況

 

　　氟喹諾酮類藥物對淋球菌有著很強的抗菌活性，故自其問世以來，便一直應用於淋病的治療，對淋病的有效控製發揮了重要作用。但近20年來，隨著氟喹諾酮類藥物的廣泛應用，逐漸出現一些氟喹諾酮耐藥性淋球菌菌株。Tapsall等[1]對澳大利亞1984～1990年間2141株淋球菌進行檢測發現有43株為氟喹諾酮耐藥菌株。隨後，他們進一步的跟蹤調查顯示[2]淋球菌的氟喹諾酮耐藥率有迅速增長的趨勢。在Kam等的研究中發現93.1%的淋球菌對氟喹諾酮耐藥，其中絕大部分是高水平的耐藥。因此認為在南亞地區氟喹諾酮耐藥情況也相當普遍[3]。WHO[4]在1992～1994年對西太平洋地區的20000例淋病患者進行大規模聯合監測淋球菌對氟喹諾酮耐藥情況，結果發現：3年來，氟喹諾酮耐藥性淋球菌逐漸增加，並已廣泛播散和流行。這種日益嚴重的淋球菌氟喹諾酮耐藥現狀，已成為全球性的緊迫問題，不容忽視。

 

　　Tapsall[2]在對氟喹諾酮耐藥性淋球菌的研究中曾發現：107株氟喹諾酮耐藥性淋球菌分屬27個不同的營養型/血清型，而其中6種營養型/血清型的淋球菌為高水平的氟喹諾酮耐藥菌株。後來Kam[5]的研究也表明：淋球菌Bop和Bpy血清型是兩種主要的氟喹諾酮耐藥性血清型。這些研究說明淋球菌的血清型鑒定對氟喹諾酮耐藥性測定具有意義的。

 

　　目前對氟喹諾酮耐藥的淋球菌已在全世界範圍內廣泛播散和流行，麵對這種嚴峻的形勢，對於從事這方麵研究的臨床和實驗人員來說，怎樣去認識、診斷這些耐藥菌及有效控製其播散，已成為當前迫切需要解決的問題。

 

　　二、淋球菌膜通透性與氟喹諾酮耐藥

 

　　對於氟喹諾酮類藥物的作用機製以及淋球菌對氟喹諾酮耐藥性機理，到目前為止，仍未完全闡明，尚有許多領域需要進一步研究和探索。有研究[6]表明：氟喹諾酮類藥物的原始靶位是細菌的DNA回旋酶（即拓撲異構酶Ⅱ），氟喹諾酮類藥物可通過對抗該酶活性，幹擾DNA複製、轉錄，破壞DNA結構，使細菌染色體斷裂，從而起著殺菌的作用。

 

　　至於淋球菌對氟喹諾酮耐藥性機理，研究表明可能與細菌膜通透性改變有關。日本學者Tanaka等[7]曾對6株淋球菌臨床分離株（2株敏感菌、4株耐藥菌）和5株WHO標準參考菌株的諾氟沙星攝取量和蓄積量進行檢測，發現：4株耐藥菌的平均初始藥物攝取量及20分鍾後藥物攝取量均明顯低於7株敏感菌株，而且有2株耐藥菌20分鍾後菌體內藥物蓄積量仍為零。因此，作者認為：淋球菌膜通透性的下降可能是導致淋球菌對氟喹諾酮耐藥性的一種重要機製。而Hooper[6]也曾提出：淋球菌對氟喹諾酮耐藥性的發生，可能是由於淋球菌外膜蛋白結構改變導致膜通透性下降，從而使細菌對藥物的攝取及藥物在菌體內蓄積減少所致。但Corkill[8]的研究卻發現：雖然淋球菌耐藥菌株對氟喹諾酮類藥物的攝取減少，但其細菌外膜蛋白結構並未發生改變。該研究並不支持細菌膜通透性改變導致氟喹諾酮耐藥性這一觀點。提示：在淋球菌對氟喹諾酮耐藥性的發生過程中，尚有其它的因素參與。

 

　　三、GyrA、ParC基因突變與氟喹諾酮耐藥

 

　　早年，人們就已認識到：淋球菌對氟喹諾酮耐藥性的發生與細菌染色體上氟喹諾酮耐藥性相關區域DNA回旋酶和拓撲異構酶Ⅳ有關。但直到1994年，才由美國學者Belland[9]首次對氟喹諾酮耐藥的淋球菌與DNA回旋酶A亞單位（GyrA基因）和拓撲異構酶Ⅳ c亞單位（ParC基因)之間的相關關係進行了研究，結果發現：GyrA基因突變與淋球菌的低到中水平的氟喹諾酮耐藥性則需要GyrA和ParC基因突變的共同參與；ParC基因突變僅出現在GyrA基因突變的菌株中，說明其在引起淋球菌對氟喹諾酮耐藥性方麵僅起著輔助作用。進一步研究顯示：GyrA和ParC基因突變很容易通過轉染而在淋球菌菌株之間得以傳遞，傳遞的突變序列又能導致不同程度的環丙沙星耐藥。這在隨後Onodera[10]的研究中也得到了證實：他們將攜帶正常GyrA基因的質粒導入GyrA基因突變的氟喹諾酮耐藥的淋球菌株中，能夠使其恢複對諾氟沙星的敏感性。這些研究說明了GyrA基因突變與淋球菌對氟喹諾酮耐藥性密切相關。1996年，Deguchi對55株淋球菌臨床分離株進行GyrA和ParC基因檢測，結果發現：在24株敏感菌中， gyrA和ParC基因均無突變；在20株中度耐藥菌株中，僅出現GyrA基因的突變；而在11株高度耐藥菌析中，則GyrA和ParC基因均有突變。這與早年Belland的研究結果一致。提示：在淋球菌對氟喹諾酮耐藥性機理中，GyrA基因突變是最基本、最重要的，而ParC基因突變僅參與高水平的氟喹諾酮耐藥。

 

　　隨後，日本學者在這方麵進行了大量的研究，他們對GryA基因的直接DNA序列分析進一步明確了GryA基因突變的常見位點。Tanaka等[2]檢測了9株淋球菌，其中4株耐藥菌株均存在GryA基因91位點上絲氨酸（Ser）→苯丙氨酸（Phe）的突變，而所有敏感菌株則無一突變。據此，作者認為：對於氟喹諾酮耐藥的淋球菌來說，GryA基因Ser91→Phe突變可能是一個原始突變。而Onodera[10]的研究又發現對氟喹諾酮耐藥的淋球菌GryA基因上的另外兩個位點的突變：Ser83→Phe，天冬氨酸（Asp）87→甘氨酸（Gly）。同樣，在Deguchi等人的研究中，也發現了GryA基因Ser83→Phe、Asp87→天冬酰胺（Asn）的突變[13]以及Ser91→Phe、Asp95→Gly和Asp95→Asn的突變[11]。由此可見：GryA基因的83、87、91、95位是對氟喹諾酮耐藥的淋球菌中GryA基因突變的常見位點。後來。Deguchi[4]同樣采用DNA測序技術對氟喹諾酮耐藥的淋球菌的ParC基因進行檢測，也發現4個常見的突變位點；Asp86→Asn、絲氨酸（Ser）87→異亮氨酸（Ⅰle）、Ser88→脯氨酸（Pro）、穀氨酸（Glu）91→Gly。針對這些已明確的突變位點，Deguchi等[14，15]近年來開發了一種簡單、快速的基因突變檢測方法——引物特異性限製性位點修飾法。用此方法分別對55株氟喹諾酮耐藥的淋球菌臨床分離株進行 gryA和ParC基因的檢測，結果發現：所有31株耐藥菌株均有GryA基因Ser91和（或）Asp95位點的突變，其中11株高度耐藥菌則同時合並ParC基因Asp86、Ser87、Ser88或Glu91位點的突變。這種方法允許一次性檢測大量樣本，並能在8小時內完成全過程。這對於氟喹諾酮耐藥菌株的大量篩選及流行病學調查都有重要的意義。可是，在這兩個淋球菌對氟喹諾酮耐藥的相關基因中，是否還存在更多的突變位點和不同的突變類型（堿基對插入或缺失）以及與氟喹諾酮耐藥性之間更深層的關係，尚待進一步的研究。

 

　　四、展望

 

　　綜上所述，在淋球菌對氟喹諾酮耐藥性基因方麵的研究，目前尚屬起步階段，尚有許多領域需要進一步的研究探索。今後，應進一步對不同程度氟喹諾酮耐藥的淋球菌的GryA和ParC基因及其突變進行大量的檢測，以了解其基因突變的位點、類型及突變發生頻率的分布，探討其作為檢測淋球菌對氟喹諾酮耐藥性指標的特異性和敏感性，明確其在氟喹諾酮耐藥性診斷中的應用價值；開發更為敏感、特異的對氟喹諾酮耐藥的淋球菌相關基因檢測方法。另外，對於淋球菌的氟喹諾酮耐藥機理，除基因突變所介導的耐藥外，是否還存在質粒介導耐藥及轉座子介導耐藥等，尚待進一步的探討。同時，應大力開發新一代具有更強抗菌活性的氟喹諾酮類藥物。為對氟喹諾酮耐藥的淋球菌的診斷和治療開辟更廣闊的前景。

作者：國外醫學皮膚性分冊1999年第25卷第5期

 

參考文獻

 

　　1 Tapsall JM et al.Pathology,1992;24(1):27-31

　　2 Tapasll JM et al.Sex Transm Dis,1996;23(5):425

　　3 Kam KM et al.J Clin Microbiol,1996;34(6)1462

　　4 WHO.Genitourin Med,1997;73(5):355-361

　　5 Kam KM et al.Sex Transm Dis,1996;23(2):103

　　6 Hooper DC et al.N Engl J Med,1991;324:384-394

　　7 Tanaka M et al.Genitourin Med,1994;70(4):253

　　8 Corkill JE et al.Antimicrob Chemother,1991;28:601

　　9 Belland RJ et al.Mol Microbiol,1994;14(2):371-380

　　10 Onodera S et al.Kansenshogaku-Zasshi,1995;69(5):511

　　11 Deguchi T et al.Antimicrob Agents chemother,1996;40(4):1020-1023

　　12 Tanaka M et al.Genitourin Med,1996;72(4):295

　　13 Deguchi T et al.Antimicrob Agents chemother,1995;39(2):561-563

　　14 Deguchi T et al.J Clin Microbol,1997;35(4):948

　　15 Deguchi T et al.Clin Microbiol,1996;34(9):2255