Whole-genome sequencing for surveillance of fluoroquinolone resistance in rifampicin-susceptible tuberculosis in a rural district of Shanghai: A 10-year retrospective study.

Zhang Y, Jiang Y, Yu C, Li J, Shen X, Pan Q, Shen X.

Front Public Health， 2022 Sep 15, 10:990894.

doi: 10.3389/fpubh.2022.990894.

PMID: 36187694 .

近日，《公共卫生前沿》（Frontiers in Public Health）杂志在线发表了上海市疾病预防控制中心的一项利用全基因组测序监测上海某农村地区利福平敏感结核病中氟喹诺酮类药物耐药现况的研究（Whole-genome sequencing for surveillance of fluoroquinolone resistance in rifampicin-susceptible tuberculosis in a rural district of Shanghai: A 10-year retrospective study. Front. Public Health 10:990894.）。研究结果显示上海地区利福平敏感结核病中，氟喹诺酮类药物的耐药率高于预期。由治疗引起的获得性耐药和由传播引起的原发性耐药共同促进了利福平敏感结核病中氟喹诺酮类药物耐药的发生。上海市疾病预防控制中心张阳奕为文章的第一作者，沈鑫主任医师为文章的通信作者。

研究背景

氟喹诺酮类药物（FQs）是重要的二线抗结核药物。由于该类药物可以有效降低利福平耐药结核病（RR-TB）和耐多药结核病（MDR-TB）患者治疗失败、复发和死亡的风险，世界卫生组织（WHO）在耐药结核病综合指南中将FQs列为耐药结核病治疗的首选药物。莫西沙星作为第四代FQs，因其能大大缩短结核病患者痰菌阴转时间，WHO近期已正式更新了药物敏感结核病治疗指南，并将其应用于超短程药物敏感结核病化疗方案中。因此，FQs不仅是耐药结核病治疗中不可或缺的重要组成部分，也是目前全球创新的结核病超短程化疗方案的核心药物。

与其他抗结核药物不同，FQs是一类广谱抗生素，临床上广泛用于其他细菌感染，尤其是呼吸道感染患者的治疗。与此同时，多项研究结果显示，基层医疗机构在对疑似肺结核患者进行诊断性治疗和对未获得过耐药结核病诊断患者的治疗中，FQs已被大量使用。参照《中国结核病预防控制工作技术规范》，FQs应主要用于治疗MDR/RR-TB，因此，利福平敏感结核病中FQ耐药现况尚不清楚。由于FQs在临床上诸多不合理的应用以及在结核病治疗中的重要性，使我们十分担忧结核分枝杆菌（MTB）流行菌株过早地产生FQ耐药性。本研究利用全基因组测序（WGS）回顾性调查了上海市崇明区2009—2018年细菌学阳性肺结核患者抗结核药物耐药分布情况，旨在了解利福平敏感结核病患者中FQ耐药的流行现况，探索其发生的原因。

研究方法

对2009年1月至2018年12月上海市崇明区结核病定点医院诊断报告的细菌学阳性肺结核患者进行回顾性研究。在排除样本核酸提取失败、样本污染、非结核分枝杆菌和同一患者重复菌株后，研究最终纳入了345株细菌学阳性肺结核患者的结核分枝杆菌（MTB）临床菌株进行后续的WGS耐药性检测和传播分析。基于已报道的MTB对16种抗结核药物耐药相关突变数据库，在WGS结果中筛选突变比例≥10%的耐药相关突变。以是否筛选到耐药相关突变作为预测耐药性的结果，当样本携带有抗结核药物耐药相关突变时则报告该药物耐药，反之则报告该药物敏感。我们将耐药突变频率＜99%的耐药定义为异质性耐药。根据MTB各谱系和亚型特有的单核苷酸多态性（SNP）位点鉴定各样本的所属基因亚型。以12个SNP差异为阈值鉴定成簇菌株（提示菌株间存在传播）。

研究结果

本研究共纳入MTB培养阳性肺结核患者345例，其中，男性283例（82.0%），平均年龄为56岁，本市户籍患者304例（88.1%），复治患者48例（13.9%）。经WGS预测MDR/RR-TB患者21例（6.1%）；基因分型结果显示，298株（86.4%）为北京型菌株（lineage 2），包括75株为古老北京型菌株、223株为现代北京型菌株，余46株（13.3%）为欧美型菌株（lineage 4）、1株（0.3%）为东非印度型菌株（lineage 3）。

在345例肺结核患者的临床菌株中，共发现FQ耐药菌株29株（8.4%），其中MDR/RR-TB患者FQ耐药率为42.9%（9/21），利福平敏感结核病患者FQ耐药率为6.2%（20/324）。9株利福平耐药临床菌株的FQ耐药相关突变均发生在gyrA基因上，突变类型包括：4株gyrA_D94G和5株gyrA_A90V突变。17株利福平敏感临床菌株发生的FQ耐药相关突变具有较高的多态性，突变类型包括：9株gyrA_D94G、4株gyrA_D94A、2株gyrA_D94Y、1株gyrA_A90V和1株gyrA_S91P；另外3株利福平敏感临床菌株上检测到多个FQ耐药相关突变，分别为1株gyrA_A90V+gyrA_S91P+gyrA_D94A、1株gyrA_S91P+gyrA_D94N和1株gyrA_D94G+gyrB_T500N。在20株携带有FQ耐药相关突变的利福平敏感临床菌株中，45%（9/20）的FQ耐药被鉴定为异质性耐药，耐药突变频率从13.3%至94.0%不等（图1）。

注 红线代表欧美基因型，蓝线代表古老北京基因型，紫线代表现代北京基因型；淡黄色背景代表菌株间遗传距离≤12个SNP；红色方块代表该菌株为利福平耐药；淡红色背景代表该FQ耐药突变频率＜99%，即FQ耐药为异质性耐药

图1  29株FQ耐药结核分枝杆菌系统发育树、传播簇和FQ耐药相关突变频率

通过WGS结果比对菌株间的遗传距离，以12个SNP差异为阈值鉴定成簇菌株，共发现11株FQ耐药菌株为成簇菌株，成簇率为37.9%（11/29），其中4株菌株为利福平耐药，7株菌株为利福平敏感。比较成簇菌株间FQ耐药突变类型，结果显示，分别有22.2%（2/9）的利福平耐药菌株和20%（4/20）的利福平敏感菌株的FQ耐药性是由传播导致。此外，我们还发现一对利福平敏感成簇菌株病例（患者12-0252和患者13-0580），FQ耐药在传播过程中从异质性耐药逐渐固定的过程，即我们在患者12-0252临床菌株中同时检测到50%的gyrA_A90V、23.3%的gyrA_S91P、13.5%的gyrA_D94A和13.2%的野生型，在经过传播、免疫压力或药物压力的多重作用下，患者13-0580体内仅携带有100%的gyrA_A90V， FQ耐药突变的菌株被保留了下来。

研究意义与展望

MTB-WGS技术正从一项科学研究工具迅速发展应用于临床诊断、耐药性检测和传染病监测等常规监测工作中。本项研究应用WGS调查上海市崇明区10年间细菌学阳性肺结核患者MTB临床菌株FQ耐药现况及传播特征。发现在FQ耐药结核病中，大多数（69%）为利福平敏感结核病，其FQ耐药率为6.2%，其中很高比例（45%）被鉴定为异质性耐药。与此同时，WGS分析发现约20%的FQ耐药是由传播导致，并且在传播中适应性代价更低的耐药性突变得到了保留。

本研究的局限性如下：由于本研究是一项回顾性研究，无法获得研究对象的FQs治疗信息，因此无法对利福平敏感结核病获得FQ耐药的确切原因进行深入分析。 总之，上海市崇明区利福平敏感结核病中FQ的耐药率为6.2%，超过预期。WGS分析结果显示，由治疗引起的获得性耐药和由传播引起的原发性耐药共同促进了利福平敏感结核病中FQ耐药的发生。应抓紧建立结核病WGS监测系统，并提高临床合理使用FQs治疗呼吸道感染的认识，以防止FQ耐药的过早发生和进一步扩散。

注：除非特别声明，本公众号刊登的所有文章不代表《中国防痨杂志》期刊社观点。

编辑：孟    莉

审校：范永德

发布日期：2022-11-01

百度浏览   来源 : 中国防痨杂志期刊社   

版权声明：本网站所有注明来源“医微客”的文字、图片和音视频资料，版权均属于医微客所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明来源：”医微客”。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，转载仅作观点分享，版权归原作者所有。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。 本站拥有对此声明的最终解释权。