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PCR技术在幽门螺杆菌耐药研究中的应用

发布:杭州柏恒科技有限公司
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幽门螺杆菌是一种螺旋形、微厌氧、对生长条件要求十分苛刻的革兰氏阴性细菌,1983年首次从慢性活动性胃炎患者的胃黏膜活检组织中分离成功。世界上有约一半的人感染了幽门螺杆菌,但很多没有临床症状。幽门螺杆菌及其患病率在某些人群中高达80%。幽门螺杆菌可能通过接触感染者的唾液、呕吐物或粪便传播,食用受污染的食物或水也会感染。大多数感染幽门螺杆菌的人都是在儿童时期感染的。

幽门螺杆菌感染可导致慢性胃炎、消化性溃疡病(PUD)、胃癌和胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤等胃肠道疾病。它还可能与非消化系统疾病有关,如口臭、身材矮小、营养不良和儿童难治性缺铁性贫血。根除幽门螺杆菌有助于治疗慢性胃炎、PUD 和其他相关疾病,并降低患胃癌的风险。

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近期,重庆医科大学附属儿童医院消化科主任李中跃老师课题组在欧洲儿科医学期刊《European Journal of Pediatrics》上发表Antibiotic resistance of Helicobacter pylori isolated from children in Chongqing, China的研究论文,研究团队对重庆地区儿童幽门螺杆菌耐药性进行了分析。

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研究背景

幽门螺杆菌 (H. pylori) 感染是人类最常见的慢性细菌感染之一,作为幽门螺杆菌的一线治疗方案,标准的三联疗法包括一种质子泵抑制剂(PPI) 和两种抗生素:克拉霉素和阿莫西林(如果对青霉素过敏,可以用甲硝唑代替阿莫西林)。首次引入该疗法时,它达到了很高的根除率(> 90%)。然而,近年来该方案在世界许多地区的疗效一直在下降,根除率<80%,不再适合临床实践。根除率低的原因可能涉及不适当的治疗、患者依从性差、吸烟、CYP2C19 基因多态性和胃中的高细菌负荷。幽门螺杆菌对抗生素的耐药性通常被认为是根除失败的主要原因。突变在幽门螺杆菌的抗生素耐药性中起重要作用。作为最常用的大环内酯类药物之一,克拉霉素通过可逆地与细菌23S rRNA分子50S核糖体亚基的结构域V的肽基转移酶环结合,抑制蛋白质合成。据报道,23S rRNA 基因域 V 中的点突变与克拉霉素耐药性相关。A2142G 和 A2143G 的点突变(transtions)是最普遍的突变。氟喹诺酮类药物通过抑制 DNA 促旋酶的活性来干扰细菌中 DNA 的合成。幽门螺杆菌对氟喹诺酮类药物的抗性与 gyrA 基因喹诺酮类药物抗性决定区的点突变有关。

实验方法

幽门螺杆菌菌株分离:重庆医科大学儿童医院消化内科门诊对156例疑似幽门螺杆菌感染患儿进行胃活检,在调查前的最后2个月内,所有儿童均未服用任何H2受体拮抗剂、PPI、铋和抗生素。通过上消化道内镜在胃窦处采集胃黏膜活检标本,样本经处理培养后,对疑似透明菌落通过革兰氏染色和脲酶、过氧化氢酶、氧化酶活性试验鉴定,然后确定幽门螺杆菌。

抗生素药敏试验:采用琼脂稀释法检测幽门螺杆菌菌株对六种抗生素(克拉霉素、甲硝唑、左氧氟沙星、阿莫西林、四环素和呋喃唑酮)的耐药性。将幽门螺杆菌悬浮液接种到含有5% 羊血和临界浓度的单一抗生素的培养板上,然后在微需氧条件下在37°C 下孵育 3 至 5 天。抗生素折点(breakpoints)为克拉霉素≥1.0 μg/mL、甲硝唑≥8.0 μg/mL、左氧氟沙星≥2.0 μg/mL、阿莫西林≥2.0 μg/mL、四环素≥2.0 μg/mL、呋喃唑酮≥2.0 μg/mL。试验中ACTC11637用作对照菌株。

23S rRNA 和 gyrA 基因的突变分析:

提取分离菌株的DNA,设计引物用于扩增23S rRNA 和 gyrA 基因。使用 BIO-GENER PCR 扩增仪进行PCR扩增,最后对PCR 产物进行鉴定,并进行 Sanger 测序以检测 23S rRNA 中 2143、2142 位、gyrA 基因中 87 和 91 位密码子的突变。

统计学分析:数据采用SPSS 26.0统计软件进行分析。不同性别、年龄组和内镜检查结果的耐药发生率采用卡方检验(χ2 检验),概率(p)值≤0.05被认为具有统计学意义。

其中,基因扩增实验中用到的PCR扩增仪来自柏恒科技。

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结果

研究显示,共分离出112株(71.8%)幽门螺杆菌。有56名男孩和56名女孩,所有儿童的平均年龄为9.6±3.0岁,范围为3.0至17.9岁。112例患者中,最常见的症状是腹痛(77.7%),内镜下主要表现为幽门螺杆菌相关性胃炎(86.6%),仅有15例患者出现十二指肠溃疡。在 112 个样本中,102 个菌株检测到 23S rRNA 和 gyrA 基因的突变。A2143G突变率为48.0%(49/102);没有发现任何 A2142G 突变。gyrA基因突变率为16.7%(17/102),在17株菌株中,对应Asn87和Asp91的突变率分别为9.8%(10/102)和6.9%(7/102)。研究人员还发现11株同时具有23S rRNA和gyrA基因突变。没有观察到 Asn87 和 Asp91 突变之间的 MIC (最低抑菌浓度)值有显著差异(p>0.05)。

讨论

许多国家都报道了儿童对克拉霉素的耐药性,其患病率从 16.0% 到 50.9% 不等。在该研究中,克拉霉素的耐药率为47.3%,高于中国其他地区以往报道(16.4-31.8%),但低于北京(84.9-96.6%)。欧洲的一项多中心研究分析了门诊社区中抗生素使用与抗生素耐药性之间的关系,以治疗幽门螺杆菌感染,并表明长效大环内酯类药物的使用与幽门螺杆菌对克拉霉素的耐药性相关。在大环内酯类中也观察到强烈的交叉耐药性。因此,中国幽门螺杆菌感染儿童对克拉霉素的高耐药性可能归因于大环内酯类药物在呼吸系统和其他疾病中的频繁使用。 在临床实践中调节和限制大环内酯类的给药可能有利于降低高耐药性。

重庆市幽门螺旋杆菌感染儿童对克拉霉素、甲硝唑和左氧氟沙星耐药率较高。大多数克拉霉素耐药菌株均检测到A2143G突变,而gyrA突变点的Asn87和Asp91在左氧氟沙星耐药菌株中常见。在临床实践中,抗幽门螺杆菌治疗应根据药敏试验个体化。

 

在今天的介绍中,我们了解了关于幽门螺杆菌耐药一些情况及背后分子层面机理,对于我们预防和治疗幽门螺杆菌提供了不少信息。分子层面研究可以用到的PCR仪简介如下,欢迎咨询了解更多。

 

PCR仪产品简介

 

RePure系列智能二维梯度PCR仪

本系列PCR仪具有二维梯度摸索功能,多种梯度摸索模式;

自适应压杆式热盖,合盖紧盖一步到位;

前进后出式风道,机器可并排放置,节约实验空间;

 

 

Q3200系列荧光定量PCR仪

本系列荧光PCR仪采用四通道双16孔模块设计,可实现一机多用;

最大升降温速率8℃/s,大大节约实验时间;

体积小,重量轻,方便携带;


2022-06-20
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