结核分枝杆菌katG Asn329Val突变导致异烟肼耐药

摘要：目的 研究结核分枝杆菌katG基因Asn329Val突变导致异烟肼耐药的机制。方法 扩增含有突变位点和野生型的全长katG基因,经TA克隆、定向克隆构建表达载体,原核表达KatG蛋白,纯化后比较重组KatG酶活性。结果 获得了katG基因的高效表达。重组蛋白酶活性显示,Asn329Val突变导致重组KatG过氧化氢酶活性完全丧失,但仍保持一定的过氧化物酶活性;Ser315Thr突变导致重组KatG过氧化氢酶和过氧化物酶活性部分丧失;Arg463Leu突变对过氧化氢酶活性和过氧化物酶活性影响均不大。结论 katG Asn329Val突变引起了KatG过氧化氢酶活性的完全丧失,可能是导致菌株对异烟肼耐药的机制。     

基因芯片快速检测结核分枝杆菌katG基因突变及其与异烟肼耐药相关性

目的了解结核分枝杆菌katG基因S315突变与异烟肼（isoniazid,INH）耐药相关性,建立快速简便的katG基因S315突变基因芯片检测方法。方法采用二倍稀释法检测123株结核分枝杆菌临床分离菌株对INH的耐药性。PCR及测序确定上述结核分枝杆菌katG基因S315位点突变率及突变类型。根据PCR及测序结果,设计Cy3荧光标记探针并制备katG基因S315位点突变检测基因芯片。基因芯片检测结果与PCR及测序结果进行对比分析。结果 123株结核分枝杆菌临床菌株中,39.0%（48/123）菌株对INH敏感,61.0%（75/123）菌株对INH耐药。结核分枝杆菌H37Rv株及所有临床菌株均能扩增出katG基因片段。75株INH耐药菌株中,69.3%（52/75）菌株katG基因出现S315位突变,其中25株突变类型为S315N（AGC→AAC）、12株为S315T（AGC→ACC）、7株为S315I（AGC→ATC）、各有3株分别为S315T（AGC→CGC）和S315R（AGC→AGA）、2株为S315G（AGC→GGC）。所制备的基因芯片对123株结核分枝杆菌katG基因S315野生型或突变型检测结果与PCR及测序结果完全一致。结论结核分枝杆菌katG基因S315突变与INH耐药密切相关。本研究中制备的基因芯片可快速、简便、准确、敏感和特异地检测结核分枝杆菌katG基因S315突变及其类型。     

结核分枝杆菌katG S315T突变频率及突变株特征的研究

近年来分子遗传学研究表明，异烟肼（INH）耐药机制复杂，涉及多个基因，至少包括katG、inhA、kasA以及ahpC等基因。研究表明，INH耐药与编码过氧化氢酶．过氧化物酶的katG基因突变的联系最强，其中katG基因的一种特定替换，315位密码子的AGC→ACC（Ser→Thr，或katG S315T）颠换报道最多。该突变可降低INH耐药菌株中过氧化氢酶活性，但可保持足够水平的该酶的过氧化物酶活性，后者为细菌解毒所必需。世界各地结核分枝杆菌菌株中，katG S315T突变的流行率一般为26．0％～93．6％，结核病高发区流行率高。在俄罗斯圣彼德堡地区，该突变还与耐多药性有关，在荷兰该突变亦与高水平耐药、耐其他药物有关。研究我国农村耐多药结核病（MDR-TB）高发地区INH耐药分离株中katG S315T突变的发生频率与突变株特征有利于耐药结核病的防治。     

KatG基因点突变与结核分枝杆菌异烟肼耐药相关性研究

目的　探讨过氧化氢酶编码基因 (KatG)基因点突变和结核分枝杆菌异烟肼 (INH)耐药性之间的关系 ,筛选相关位点用于筛查临床INH耐药株基因型。方法　采用三步法聚合酶链反应(PCR)对临床耐异烟肼菌株中发现的 6个位点进行定点诱变 ,用含诱变基因的 pET2 4b质粒转化大肠埃希菌BL2 1菌株 ,在异丙基硫代 β D半乳糖苷 (IPTG)诱导下表达 ,使用镍亲和柱和Q 琼脂糖快速流动凝胶纯化各KatG诱变蛋白并测定其过氧化氢酶和过氧化物酶活性。结果　完成KatG基因 6个位点的诱变及相应诱变蛋白的表达和纯化 ,过氧化氢酶、过氧化物酶活性测定发现 ,3个诱变蛋白[KatG(W32 1G)、KatG(R4 18Q)和KatG(A4 5 6S) ]基本失活 ,其余 3个诱变蛋白的活性亦有不同程度下降。结论　所引入的 6个突变均可造成KatG蛋白过氧化氢 过氧化物酶活性下降 ,与结核分枝杆菌INH耐药有关 ,可用于筛查临床INH耐药株基因型     

过氧化氢酶活性KatG基因与结核分支杆菌异烟肼耐药性的 …

探讨过氧化氢酶活性，ＫａｔＧ基因及其突变与结核分支杆菌异烟肼耐药性的相关关系。方法 对５８株结核分支杆菌临床分离株进行地氧化氢酶活性测定，并采用聚合酶链反应－单链构象多态性方法进一步分析结核分支杆菌中ＫａｔＧ基因及其突变的情况。结果所有２６株敏感菌均有ＫａｔＧ基因及过氧化氢酶的表达；３２株耐药菌中，８株缺乏过氧化氢酶活性，３株ＫａｔＧ基因完全缺失，且主要发生于高度耐药菌中。     

利用荧光偏振技术检测耐异烟肼结核分枝杆菌KatG 315点突变

目的 应用模板指导的荧光染料终止物掺入反应-荧光偏振检测技术(templatedirected dye-terminator incorporation with fluorescence polarization detection，TDI-FP)分析结核分枝杆菌KatG 315点突变与异烟肼耐药性的关系，并建立一种准确、快速的诊断结核分枝杆菌异烟肼耐药性的新方法。方法 对临床82例耐多药结核病患者所感染的结核分枝杆菌菌株进行常规培养和药敏实验；提取结核分枝杆菌DNA，并经聚合酶链反应(PCR)扩增271bp的KatG基因片段，PCR产物经消化处理清除残余dNTPs和引物，进行TDI反应，应用Victor2测定荧光偏振值，分析所有样品的KatG基因315位点的基因型。结果 29例异烟肼高度耐药患者的结核分枝杆菌中有15例发生KatG 315的G→C突变，其中4例为KatG 315突变和未突变的混合感染，突变率为52％；32例异烟肼低度耐药患者的结核分枝杆菌中有15例为KatG 315突变和未突变的混合感染，突变率为47％；21例异烟肼敏感患者的结核分枝杆菌未发现KatG 315突变。结论 KatG 315突变与结核分枝杆菌对异烟肼产生耐药性密切相关；应用TDI-FP技术检测KatG 315突变具有准确、快速、简便以及高通量等优点，在结核分枝杆菌耐异烟肼的临床诊断中有着广阔的应用前景。     

华东地区耐药结核分枝杆菌katG基因的变异

目的了解我国华东地区结核分枝杆菌中与异烟肼耐药相关的katG基因的变异情况，提供我国异烟肼耐药相关的基因谱。方法对429株结核杆菌行核酸抽提后先以限制性酶切片段多态性方法检测有无最常见的耐药相关S315T突变，对未发现S315T突变的异烟肼耐药株取部分行katG全基因测序以了解其他位点的变异情况。结果耐药结核分枝杆菌中76．9％（166／216）存在katG基因$315T突变。发现有2株异烟肼高度耐药株中存在katG基因片段的缺失。48株异烟肼耐药株测序结果发现katG基因突变特点如下：突变率较高的有315、463、234位点，其余突变位点较多而分散。315位密码子的突变中除S315T外，S315N突变形式也较常见，占8．7％。结论结核分枝杆菌耐药机制复杂，了解耐药相关基因的变异情况是建立可靠的耐药性分子检测方法的基础。     

结核分枝杆菌katG基因突变对异烟肼耐药性的影响

目的探讨结核分枝杆菌katG基因突变TGG328TTT(Trp328Phe)对异烟肼耐药性的影响。方法以结核分枝杆菌标准株H37Rv和临床突变株DNA为模板,采用PCR扩增野生型和双突变型(含Trp328Phe与Met420Thr)katG基因,采用重叠延伸PCR技术构建单突变型(Trp328Phe)katG基因。将各katG基因重组至质粒pET22b(+),再导入表达宿主菌BL21(DE3)pLySs中,IPTG诱导目的蛋白表达,亲和层析法对重组KatG蛋白进行分离纯化。通过各重组KatG蛋白与过氧化氢和邻联大茴香胺反应,检测受试菌过氧化氢酶和过氧化物酶的活性。结果成功获得纯化的KatG蛋白。相比野生型KatG(19.05U/mg和7.05×10-3 U/mg),单突变型KatG(10.50U/mg和2.23×10-3 U/mg)过氧化氢酶和过氧化物酶活性分别下降44.9%和68.3%,双突变型KatG(11.88U/mg和3.31×10-3 U/mg)则分别下降37.6%和53.0%。结论 katG基因(Trp328Phe)突变引起KatG酶活性部分缺失,与异烟肼耐药有关,可作为耐药菌株基因检测的标志用于基因芯片的开发。双突变时KatG蛋白活性较高,提示katG-328TTT具有代偿性突变的作用。     

31株结核分枝杆菌异烟肼耐药相关基因检测及序列分析

目的了解贵阳地区分离的结核分枝杆菌katG基因、inhA启动子和oxyR-aphc间隔区基因突变特征。方法对31株结核分枝杆菌临床分离株（异烟肼耐药株17株,异烟肼敏感株14株）的katG基因、inhA启动子和oxyRaphc间隔区进行DNA片段的PCR扩增,并进行测序分析。结果 17株异烟肼耐药菌株中有16株检出katG基因突变,其中70.5%（12/17）为315位密码子变异,且变异类型均为AGC→ACC,敏感株未发现315位点突变。11株敏感菌和4株耐药菌在463位密码子发生变异,变异类型均为CGG→TGG,变异率分别为78.6%（11/14）和23.5%（4/17）,差异无统计学意义。有12株耐药株的变异类型为katG基因双重位点突变,其中10株为katG315（AGC→ACC）和463（CGG→TGG）位变异,463（CGG→TGG）和299（GGC→AGC）变异及463（CGG→TGG）和419（GAC→CAC）位变异各1株。2株异烟肼耐药菌检出oxyR-aphC启动区G32A突变,其中1株为联合katG463和299位突变。结论贵阳株结核杆菌菌株异烟肼耐药基因突变具有多态性,主要的变异类型为katG315位点突变。     

结核分枝杆菌KatG-ACT271CCT(Thr271Pro)突变与异烟肼耐药关系的研究

目的 探讨结核分枝杆菌katG ACT271CCT(Thr271Pro)基因点突变对异烟肼耐药性的影响方法 应用基因克隆技术合成野生型katG、突变型katG(AGC315ACC)和katG(ACT271CCT)基因片段,分别重组至质粒pET22b(+),转入表达菌BL21(DE3)pLySs,IPTG诱导目的蛋白表达,亲和层析法对目的蛋白分离纯化。最终检测重组katG蛋白过氧化物酶及过氧化氢酶活性。此外,通过软件AutoDock4.0采用半柔性对接方式分别模拟野生型katG蛋白、Thr271Pro突变型katG蛋白与异烟肼相互作用结果 成功获得纯化katG重组蛋白。相比野生型katG蛋白(过氧化氢酶活性361.5 U/mg和过氧化物酶活性77.6 U/mg),Thr271Pro突变型katG蛋白过氧化氢酶和过氧化物酶活性分别下降56%和63%(158.8 U/mg和28.7 U/mg),而Ser315Thr突变型katG蛋白过氧化氢酶和过氧化物酶活性分别下降74%和75%(96.2 U/mg和19.7 U/mg)。分子对接结果提示,异烟肼与Thr271Pro突变型katG蛋白结合自由能较野生型升高,Thr271Pro突变蛋白与异烟肼结合的亲和性降低。271位氨基酸突变后, Thr271Pro突变型katG蛋白氧化反应活性空腔发生一定的变形结论 katG Thr271Pro基因突变引起katG蛋白酶活性部分缺失和氧化反应活性空腔发生变形,导致异烟肼耐药。     

基因芯片技术检测贵州省结核分枝杆菌耐药基因KatG和inhA

目的 了解本地区结核分枝杆菌(MTB)异烟肼(INH)相关耐药基因katG和inhA的突变特征,评价基因芯片法对MTB INH耐药性检测的临床应用价值。方法 应用基因芯片法对经PCR-荧光探针法鉴定为MTB阳性的2 738例病人标本进行INH耐药性检测,分析其相关耐药基因katG和inhA的突变特征,同时应用比例法检测上述同期送检的相同病人的同类型标本经罗氏培养MTB阳性菌株的INH耐药性,比较两种方法的检测结果。结果 2 738例MTB核酸阳性标本经基因芯片法检测,INH耐药465例,耐药率16.98%,其中以katG 315(AGC→ACC)突变为主,基因突变率为78.06%,其次为inhA -15(C→T),katG 315(AGC→AAC),突变率分别为16.13%和5.59%。上述病人同期送检的同类型标本有1 493例经罗氏培养MTB阳性,比例法检测,INH耐药255例,耐药率17.08%,对应的基因芯片法检测结果为INH耐药249例,耐药率16.68%。以比例法结果为判断标准,基因芯片法测定INH耐药性的敏感性、特异性、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV)及准确性分别为85.49%、97.50%、87.55%、97.03%和95.45%。结论 本地区INH耐药以katG 315(AGC→ACC)和inhA -15(C→T)突变类型为主;基因芯片对MTB INH耐药性检测具有高敏感性、特异性、准确性和快速性,可用于本地区MTB INH耐药性的快速检测。     

重庆地区结核分枝杆菌异烟肼和丙硫异烟胺耐药及其交叉耐药相关基因突变研究

目的 研究结核分枝杆菌(MTB)对异烟肼(INH)和丙硫异烟胺(Pto)的耐药情况,分析INH耐药相关基因(katG、inhA、ahpC、kasA)及与Pto交叉耐药相关基因的突变特点。方法 对233株INH耐药MTB临床分离株(37株对Pto同时耐药)的katG、inhA、ahpC、kasA基因进行扩增及序列分析。结果 耐异烟肼菌株中未发现katG完全缺失,223株 (96.5%)耐药株katG存在点突变、插入,其中 2个突变位点未见报道。195株 (83.6%)耐药株的第 315位点突变;189株 (81.1%)耐药株第463位点突变(R463L),其中166株 (71.2%)与第 315位点联合突变;在其他位点发生突变的菌株4株,包括D448G 1株、D419H 1株和2株同义突变。 11株(4.72%) INH耐药菌株中inhA点突变,包括S94A 1株、I194T 1株,C-15T 9株。37株Pto耐药的菌株中,8株点突变且均为inhA C-15T(4株为inhA单基因点突变C-15T,4株发生katG S315T和inhA C-15T的双基因联合突变)。全部耐药菌中有1株为ahpC基因突变,未发现有kasA基因突变。结论 进一步证实katG315和inhA-15基因位点突变与MTB对INH耐药密切相关;INH与Pto存在着交叉耐药,但耐药率较低,Pto耐药的发生与inhA-15位点突变密切相关。     

Prevalence of S315T mutation within the katG gene in isoniazid-resistant clinical Mycobacterium tuberculosis isolates from Dubai and Beirut.

OBJECTIVE: To determine the prevalence of S315T mutation within the katG gene that confers clinically significant resistance to isoniazid in isoniazid-resistant Mycobacterium tuberculosis isolates recovered from tuberculosis patients in Dubai and Beirut. METHOD: A total of 28 and 17 isoniazid-resistant and seven and six susceptible clinical M. tuberculosis isolates from Dubai and Beirut, respectively, were tested. The presence of S315T mutation in the katG gene was detected by amplification of the DNA region around codon 315 by polymerase chain reaction followed by restriction digestion with Msp I to generate restriction fragment length polymorphism. The genotyping of the isolates carrying S315T mutation was carried out by touchdown double-repetitive-element PCR (DRE-PCR). RESULTS: The mutation S315T was detected in 18 (64%) of 28 isoniazid-resistant isolates from Dubai and in six (35%) of 17 resistant strains from Beirut. None of the susceptible strains contained this mutation. The genotyping studies showed that the majority of the isolates carrying the S315T mutation exhibited unique DNA banding patterns. CONCLUSION: The data show a varying prevalence of S315T mutation within the katG gene in M. tuberculosis strains isolated from the two geographical locations, Dubai and Beirut.     

Genomic mutations in the katG, inhA and aphC genes are useful for the prediction of isoniazid resistance in Mycobacterium tuberculosis isolates from Kwazulu Natal, South Africa.

Genotypic analysis of isoniazid (INH) resistance in 79 isolates of M. tuberculosis (MTB) was undertaken by PCR-single strand conformation polymorphism (SSCP), Msp1 restriction enzyme analysis and sequence analysis of specific regions of three genes (part of the coding sequence of katG, and promoter regions of the inhA operon and ahpC) in order to determine the particular allelic variants within these genes. The epidemiologic relatedness was determined using IS6110 and polymorphic G-C region (PGRS (MTB484(1)) based restriction fragment length polymorphism (RFLP). Mutations in katG, inhA locus and ahpC were identified in 77/79, 19/79 and 10/79 isolates respectively. The ability of PCR-SSCP to detect mutations associated with INH resistance in katG, inhA and ahpC genes was 100% (CI 91.2-99.7%), 98.7% (CI 74.0-99.9%), and 100% (CI 69.2-100%) respectively. Specificity was 100%. All isolates with mutations in the 209 bp fragment of the MTB katG gene containing the Ser315Thr codon were positive by PCR-RFLP using Msp1 enzyme restriction analysis. Sixteen of 19 isolates with alterations on the 3' end of the ribosome binding site upstream of mabA in inhA locus simultaneously harbored Ser315Thr mutations in KatG. In 9/10 isolates, mutations in the ahpC promoter region were located in the 105 bp oxyR-ahpC intergenic region. None of 17 INH drug susceptible isolates harbored mutations in any of the three genetic regions, although the katG1 allele (Arg 463 Leu) was present in one isolate. Characterization by IS6110/PGRS(MTB484(1))RFLP analysis revealed that a number of drug resistant clones are widespread in the community. We conclude that the frequency of the Ser315Thr katG mutation in the local strain population makes the PCR-RFLP MTB katG assay a reliable, rapid and useful method for detecting INH resistance.     

124例耐多药结核分枝杆菌基因突变特征分析

目的对临床分离的耐多药结核分枝杆菌相关基因的突变特征进行分析。方法对124例耐多药结核分枝杆菌以及50株敏感株的耐药相关基因(包括异烟肼inh A、kat G、oxyR-ahp C间隔区以及利福平rpo B)进行序列测定,分析其基因突变情况。结果异烟肼耐药inh A基因突变率为14.5%;kat G基因突变率为70.2%(87/124),主要位于315位;oxyR-ahp C间隔区突变率为15.3%;inh A、kat G两种基因同时突变率75.0%,三种基因同时突变率为89.5%。利福平rpo B基因突变的检出率高达95.2%,突变主要发生在531、526、516位点。结论我省耐多药菌异烟肼耐药相关基因最常见突变为kat G 315、inh A C-T(-15)、axyR-ahp C间隔区(-10)C-T,利福平为rpo B531、526、516。结合MDR-TB耐药相关基因的特征分析,可以建立一种快速、准确、特异的适合于我省的检测结核菌耐多药性的新方法。     

福建省结核分枝杆菌异烟肼耐药相关基因突变特征初步分析

目的 了解福建省结核分枝杆菌异烟肼耐药相关基因的突变特征,为异烟肼耐药快速检测方法的建立提供一定的科学依据。方法 对来源于福建省结核病耐药性监测30个监测点纳入的75株耐多药和10株全敏感结核分枝杆菌分离株,进行katG、inhA、oxyR-ahpC基因片段PCR扩增并测序分析,用RD105缺失基因检测法进行北京家族基因型鉴定,使用卡方检验分析相关性。结果 10株全敏感株未检测到突变。75株耐多药结核分枝杆菌检测到72株katG、inhA、oxyR-ahpC发生单一或联合基因突变,突变率为96.0%(72/75)。其中,65株(86.7%,65/75)发生katG突变,涉及5个位点,最常见位点突变的密码子是315,突变率为82.7 %(62/75),最常见突变形式为Ser315Thr(77.3%,58/75);8株(10.7%,8/75)发生inhA突变,突变形式均为C(-15)T;5株(6.7%,5/75)发生oxyR-ahpC突变,突变形式为C(-39)T或C(-46)A。katG、inhA和oxyR-ahpC 在北京家族基因型菌株和非北京家族基因型菌株中的突变率分别为83.9 %(47/56)、12.5%(7/56)、7.1 %(4/56)和94.7 %(18/19)、5.3 %(1/19)、5.3 %(1/19),差异无统计学意义(P值分别为0.23、0.38、0.78)。结论 福建省结核分枝杆菌异烟肼耐药性相关基因突变绝大多数发生在katG、inhA和oxyR-ahpC基因位点,且以katG突变为主。初步分析显示北京家族基因型菌株流行与异烟肼耐药基因突变特征无关。