淋球菌对氟喹诺酮耐药性的研究进展

　　摘要 淋球菌对氟喹诺酮耐药性问题引起人们的广泛关注。淋球菌外膜蛋白结构改变所致的膜通透性下降、细菌对药物的摄取减少，可能是导致淋球菌对氟喹诺酮耐药性的一种重要机制，而最新研究表明：GyrA和ParC基因的突变与淋球菌对氟喹诺酮耐药性之间密切相关。

　　作为无并发症淋病治疗的推荐药物，氟喹诺酮对淋球菌有着很强的抗菌活性。可是近年来，淋球菌对氟喹诺酮类药物的敏感性逐渐降低，导致临床上淋病治疗失败的情况日益严重，同时又大大限制了氟喹诺酮类药物的临床应用。目前，这种日益严重的淋球菌对氟喹诺酮耐药问题已引起了人们的高度重视。1991年，世界卫生组织（WHO）建议对淋球菌耐药菌株进行全球监测，并将环丙沙星列为监测的核心药物之一。早年，人们就已对氟喹诺酮类药物的作用机制及淋球菌对氟喹诺酮耐药性机理进行了研究，可直至最近，国外学者才开始对淋球菌氟喹诺酮耐药性机理从基因水平上进行研究，现将这方面的研究作一综述。

　　一、淋球菌对氟喹诺酮耐药性概况

　　氟喹诺酮类药物对淋球菌有着很强的抗菌活性，故自其问世以来，便一直应用于淋病的治疗，对淋病的有效控制发挥了重要作用。但近20年来，随着氟喹诺酮类药物的广泛应用，逐渐出现一些氟喹诺酮耐药性淋球菌菌株。Tapsall等[1]对澳大利亚1984～1990年间2141株淋球菌进行检测发现有43株为氟喹诺酮耐药菌株。随后，他们进一步的跟踪调查显示[2]淋球菌的氟喹诺酮耐药率有迅速增长的趋势。在Kam等的研究中发现93.1%的淋球菌对氟喹诺酮耐药，其中绝大部分是高水平的耐药。因此认为在南亚地区氟喹诺酮耐药情况也相当普遍[3]。WHO[4]在1992～1994年对西太平洋地区的20000例淋病患者进行大规模联合监测淋球菌对氟喹诺酮耐药情况，结果发现：3年来，氟喹诺酮耐药性淋球菌逐渐增加，并已广泛播散和流行。这种日益严重的淋球菌氟喹诺酮耐药现状，已成为全球性的紧迫问题，不容忽视。

　　Tapsall[2]在对氟喹诺酮耐药性淋球菌的研究中曾发现：107株氟喹诺酮耐药性淋球菌分属27个不同的营养型/血清型，而其中6种营养型/血清型的淋球菌为高水平的氟喹诺酮耐药菌株。后来Kam[5]的研究也表明：淋球菌Bop和Bpy血清型是两种主要的氟喹诺酮耐药性血清型。这些研究说明淋球菌的血清型鉴定对氟喹诺酮耐药性测定具有意义的。

　　目前对氟喹诺酮耐药的淋球菌已在全世界范围内广泛播散和流行，面对这种严峻的形势，对于从事这方面研究的临床和实验人员来说，怎样去认识、诊断这些耐药菌及有效控制其播散，已成为当前迫切需要解决的问题。

　　二、淋球菌膜通透性与氟喹诺酮耐药

　　对于氟喹诺酮类药物的作用机制以及淋球菌对氟喹诺酮耐药性机理，到目前为止，仍未完全阐明，尚有许多领域需要进一步研究和探索。有研究[6]表明：氟喹诺酮类药物的原始靶位是细菌的DNA回旋酶（即拓扑异构酶Ⅱ），氟喹诺酮类药物可通过对抗该酶活性，干扰DNA复制、转录，破坏DNA结构，使细菌染色体断裂，从而起着杀菌的作用。

　　至于淋球菌对氟喹诺酮耐药性机理，研究表明可能与细菌膜通透性改变有关。日本学者Tanaka等[7]曾对6株淋球菌临床分离株（2株敏感菌、4株耐药菌）和5株WHO标准参考菌株的诺氟沙星摄取量和蓄积量进行检测，发现：4株耐药菌的平均初始药物摄取量及20分钟后药物摄取量均明显低于7株敏感菌株，而且有2株耐药菌20分钟后菌体内药物蓄积量仍为零。因此，作者认为：淋球菌膜通透性的下降可能是导致淋球菌对氟喹诺酮耐药性的一种重要机制。而Hooper[6]也曾提出：淋球菌对氟喹诺酮耐药性的发生，可能是由于淋球菌外膜蛋白结构改变导致膜通透性下降，从而使细菌对药物的摄取及药物在菌体内蓄积减少所致。但Corkill[8]的研究却发现：虽然淋球菌耐药菌株对氟喹诺酮类药物的摄取减少，但其细菌外膜蛋白结构并未发生改变。该研究并不支持细菌膜通透性改变导致氟喹诺酮耐药性这一观点。提示：在淋球菌对氟喹诺酮耐药性的发生过程中，尚有其它的因素参与。

　　三、GyrA、ParC基因突变与氟喹诺酮耐药

　　早年，人们就已认识到：淋球菌对氟喹诺酮耐药性的发生与细菌染色体上氟喹诺酮耐药性相关区域DNA回旋酶和拓扑异构酶Ⅳ有关。但直到1994年，才由美国学者Belland[9]首次对氟喹诺酮耐药的淋球菌与DNA回旋酶A亚单位（GyrA基因）和拓扑异构酶Ⅳ c亚单位（ParC基因)之间的相关关系进行了研究，结果发现：GyrA基因突变与淋球菌的低到中水平的氟喹诺酮耐药性则需要GyrA和ParC基因突变的共同参与；ParC基因突变仅出现在GyrA基因突变的菌株中，说明其在引起淋球菌对氟喹诺酮耐药性方面仅起着辅助作用。进一步研究显示：GyrA和ParC基因突变很容易通过转染而在淋球菌菌株之间得以传递，传递的突变序列又能导致不同程度的环丙沙星耐药。这在随后Onodera[10]的研究中也得到了证实：他们将携带正常GyrA基因的质粒导入GyrA基因突变的氟喹诺酮耐药的淋球菌株中，能够使其恢复对诺氟沙星的敏感性。这些研究说明了GyrA基因突变与淋球菌对氟喹诺酮耐药性密切相关。1996年，Deguchi对55株淋球菌临床分离株进行GyrA和ParC基因检测，结果发现：在24株敏感菌中， gyrA和ParC基因均无突变；在20株中度耐药菌株中，仅出现GyrA基因的突变；而在11株高度耐药菌析中，则GyrA和ParC基因均有突变。这与早年Belland的研究结果一致。提示：在淋球菌对氟喹诺酮耐药性机理中，GyrA基因突变是最基本、最重要的，而ParC基因突变仅参与高水平的氟喹诺酮耐药。

　　随后，日本学者在这方面进行了大量的研究，他们对GryA基因的直接DNA序列分析进一步明确了GryA基因突变的常见位点。Tanaka等[2]检测了9株淋球菌，其中4株耐药菌株均存在GryA基因91位点上丝氨酸（Ser）→苯丙氨酸（Phe）的突变，而所有敏感菌株则无一突变。据此，作者认为：对于氟喹诺酮耐药的淋球菌来说，GryA基因Ser91→Phe突变可能是一个原始突变。而Onodera[10]的研究又发现对氟喹诺酮耐药的淋球菌GryA基因上的另外两个位点的突变：Ser83→Phe，天冬氨酸（Asp）87→甘氨酸（Gly）。同样，在Deguchi等人的研究中，也发现了GryA基因Ser83→Phe、Asp87→天冬酰胺（Asn）的突变[13]以及Ser91→Phe、Asp95→Gly和Asp95→Asn的突变[11]。由此可见：GryA基因的83、87、91、95位是对氟喹诺酮耐药的淋球菌中GryA基因突变的常见位点。后来。Deguchi[4]同样采用DNA测序技术对氟喹诺酮耐药的淋球菌的ParC基因进行检测，也发现4个常见的突变位点；Asp86→Asn、丝氨酸（Ser）87→异亮氨酸（Ⅰle）、Ser88→脯氨酸（Pro）、谷氨酸（Glu）91→Gly。针对这些已明确的突变位点，Deguchi等[14，15]近年来开发了一种简单、快速的基因突变检测方法——引物特异性限制性位点修饰法。用此方法分别对55株氟喹诺酮耐药的淋球菌临床分离株进行 gryA和ParC基因的检测，结果发现：所有31株耐药菌株均有GryA基因Ser91和（或）Asp95位点的突变，其中11株高度耐药菌则同时合并ParC基因Asp86、Ser87、Ser88或Glu91位点的突变。这种方法允许一次性检测大量样本，并能在8小时内完成全过程。这对于氟喹诺酮耐药菌株的大量筛选及流行病学调查都有重要的意义。可是，在这两个淋球菌对氟喹诺酮耐药的相关基因中，是否还存在更多的突变位点和不同的突变类型（碱基对插入或缺失）以及与氟喹诺酮耐药性之间更深层的关系，尚待进一步的研究。

　　四、展望

　　综上所述，在淋球菌对氟喹诺酮耐药性基因方面的研究，目前尚属起步阶段，尚有许多领域需要进一步的研究探索。今后，应进一步对不同程度氟喹诺酮耐药的淋球菌的GryA和ParC基因及其突变进行大量的检测，以了解其基因突变的位点、类型及突变发生频率的分布，探讨其作为检测淋球菌对氟喹诺酮耐药性指标的特异性和敏感性，明确其在氟喹诺酮耐药性诊断中的应用价值；开发更为敏感、特异的对氟喹诺酮耐药的淋球菌相关基因检测方法。另外，对于淋球菌的氟喹诺酮耐药机理，除基因突变所介导的耐药外，是否还存在质粒介导耐药及转座子介导耐药等，尚待进一步的探讨。同时，应大力开发新一代具有更强抗菌活性的氟喹诺酮类药物。为对氟喹诺酮耐药的淋球菌的诊断和治疗开辟更广阔的前景。

参考文献

　　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