幽门螺杆菌专家笔谈
分子生物学检测幽门螺杆菌抗生素敏感性的临床价值
中华消化杂志, 2022,42(11) : 724-728. DOI: 10.3760/cma.j.cn311367-20220826-00408
摘要

幽门螺杆菌(H.pylori)对抗生素耐药严重影响了根除治疗效果。通过抗生素敏感性检测指导药物选择是最合理的治疗方法。基于细菌培养的药敏试验操作繁琐、耗时、成功率低,限制了其应用。采用分子生物学技术检测H.pylori耐药基因突变来推测其耐药表型的方法简便、快速,且可检测多种样本。克拉霉素和左氧氟沙星耐药基因突变检测与细菌培养的药敏试验结果一致性好,对于抗生素高耐药地区和高暴露个体、不能耐受铋剂四联方案者、青霉素过敏者,以及多次治疗失败者的治疗有重要指导价值。未来通过降低分子生物学检测的费用、提高其可及性,将可能使其成为临床H.pylori感染诊断与指导治疗的常规检测方法。

引用本文: 王蔚虹. 分子生物学检测幽门螺杆菌抗生素敏感性的临床价值 [J] . 中华消化杂志, 2022, 42(11) : 724-728. DOI: 10.3760/cma.j.cn311367-20220826-00408.
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幽门螺杆菌(Helicobacter pylori, Hpylori)感染在世界范围内广泛存在,我国H.pylori感染率约为50%。H.pylori感染是慢性胃炎、消化性溃疡、胃癌和胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤等疾病的主要致病因素。早在1994年H.pylori就被世界卫生组织认定为胃癌的Ⅰ类致癌原,2021年12月美国卫生及公共服务部发布的第15版致癌物报告又将慢性感染的H.pylori列为明确的人类致癌物。根除H.pylori可以治疗慢性活动性胃炎和消化性溃疡,延缓胃黏膜萎缩、肠上皮化生,降低胃癌的发生风险[1,2]

一、H.pylori对抗生素耐药是导致根除失败的主要原因

随着抗生素的不规范使用,H.pylori对抗生素的耐药率日益增高。为应对H.pylori对抗生素的耐药问题,我国《第五次全国幽门螺杆菌感染处理共识报告》[3]推荐H.pylori感染的治疗应该使用铋剂四联方案。然而,真实世界研究结果显示,应用指南推荐的方案进行治疗的结果仍然差强人意。一项评价我国铋剂四联方案根除H.pylori效果的真实世界研究显示,阿莫西林+克拉霉素的根除率为83.5%,而克拉霉素+甲硝唑仅为54.7%[4]。导致根除失败的原因除了患者的依从性低、胃内抑酸不充分等因素外,H.pylori对抗生素耐药是最主要的原因。

我国属于H.pylori对抗生素高耐药地区,耐药问题突出,新近研究显示,H.pylori对克拉霉素、甲硝唑和左氧沙星的耐药率分别高达34%、78%、35%[5]。更为严重的是,我国人群的H.pylori对抗生素双重、三重耐药率分别高达23%和20%[6];近90%的H.pylori根除治疗2次均失败的患者胃内定植的菌株为多重耐药菌株[7]。一项纳入120项研究、包含28 707例H.pylori感染患者的meta分析显示,对克拉霉素敏感的H.pylori菌株根除率为90.1%,而耐药菌株的根除率仅为59.4%,对甲硝唑敏感与耐药的H.pylori菌株根除率分别为91.1%和72.7%,对左氧氟沙星敏感与耐药的H.pylori菌株根除率分别为91.5%和75.0%;抗生素耐药严重影响了H.pylori根除治疗效果,这在克拉霉素耐药菌株中表现得尤为突出[8]。在抗生素高耐药背景下,针对感染者实施个体化治疗以提高H.pylori根除率尤为重要。

二、实施个体化治疗可提高H.pylori根除率

广义的个体化治疗可以根据当地人群中H.pylori对抗生素耐药的流行病学数据来选择抗生素。然而,目前国内尚缺乏针对H.pylori耐药的监测报告系统,不能实时更新不同地区人群H.pylori对抗生素耐药的流行病学数据,而滞后的耐药数据对临床用药的指导作用有限。

由于既往抗生素暴露可能会导致H.pylori对克拉霉素、左氧氟沙星和甲硝唑的原发耐药和交叉耐药,因此,基于感染个体的抗生素用药史来选择抗生素是临床可用、简易的制订个体化方案的方法。对于既往经常暴露于大环内酯类、喹诺酮类和硝基咪唑类抗生素的H.pylori感染者,通过避免使用含克拉霉素、左氧氟沙星或甲硝唑的根除方案,即使在高耐药地区仍可获得满意的H.pylori根除效果[9,10]。但在很多情况下,患者及其临床病历系统不能提供准确的既往用药情况,导致抗生素选择出现偏差。

既然H.pylori相关慢性胃炎是一种感染性疾病,针对H.pylori的治疗就应该符合抗生素管理原则。当H.pylori的抗生素耐药率上升导致根除治疗失败时,基于药敏试验结果合理选择抗生素进行治疗才符合感染性疾病的治疗原则[11]。尤其在H.pylori对抗生素高耐药的背景下,基于药敏试验检测指导的个体化治疗才是真正意义上的精准治疗,其H.pylori根除效果优于经验性治疗。

三、主流共识推荐抗生素敏感性检测指导H.pylori根除治疗

由于人群中H.pylori对克拉霉素、左氧氟沙星和甲硝唑的原发耐药率和交叉耐药率较高,不规范的H.pylori根除方案又极易诱导H.pylori对上述药物的继发耐药,因此,为保证临床获得较高的根除率,医师需要了解H.pylori对上述药物的敏感性以指导临床个体化选择抗生素。

目前国际上的主流共识对药敏试验检测指导下的个体化治疗都做出了正面推荐。H.pylori胃炎京都全球共识报告认为,H.pylori治疗的理想情况是依据个体药敏试验结果制订最有效的治疗方案[12]。筛查和根除H.pylori台北全球共识指出,抗生素耐药是目前H.pylori根除失败的主要原因,治疗前了解个体H.pylori的抗生素耐药性是根除成功的决定性因素[13]。新近发表的马斯特里赫特Ⅵ/佛罗伦萨共识报告建议,考虑到抗生素的规范管理,即使是初次治疗,检测菌株对抗生素的敏感性也是合理的;经验性二线和补救治疗方案应基于抗生素敏感性检测结果,分析当地耐药模式与H.pylori根除率后再确定;使用任何含克拉霉素的根除方案前,都应采用分子生物学方法或药敏试验检测H.pylori对克拉霉素的敏感性[1]。我国《第六次全国幽门螺杆菌感染处理共识报告(非根除治疗部分)》[2]也明确提出,克拉霉素和左氧氟沙星耐药基因的检测对H.pylori根除治疗有重要指导价值,优于传统基于细菌培养的药敏试验。

研究显示,在H.pylori高耐药地区通过检测抗生素敏感性并以此指导的三联方案在首次治疗中即获得满意的根除效果,且明显优于经验性三联方案[14];对于一次或多次H.pylori根除治疗失败的患者,通过药敏试验结果指导的三联方案(连用14 d)的根除率>90%[15]

四、基于细菌培养的传统药敏试验的临床局限性

H.pylori对抗生素的敏感性检测有2种方法,一种是基于经典细菌培养的抗生素最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)检测,另一种是通过分子生物学技术检测H.pylori对抗生素耐药相关基因突变来推测耐药表型。

抗生素MIC检测可直接反映细菌的耐药表型,检测结果以抗生素对细菌的MIC值表示,该检测是H.pylori对抗生素耐药检测的金标准,其前提是H.pylori被成功分离培养。H.pylori的分离培养不仅需要依赖胃镜活体组织检查获取胃黏膜样本,而且H.pylori的培养条件较其他细菌更为苛刻,其需要特定的微需氧环境,加之H.pylori生长缓慢、耗时长,更易受到杂菌的污染,导致分离培养失败率高,培养的成功率一般在50%~80%。即使H.pylori分离成功,也需要后续的增菌培养才可以进行MIC检测,检测通常需要2~4周甚至更长的时间才能完成。这些原因限制了传统基于细菌培养的MIC检测在临床上的广泛应用,目前仅少数临床中心基于临床治疗目的开展此项检测。此外,传统的细菌培养方法通常无法检测出H.pylori感染者可能存在的敏感菌株与耐药菌株的混合感染,导致低丰度、混合感染的耐药菌株被漏检,使临床药物选择出现偏差。值得注意的是,由于H.pylori根除治疗联合使用抗生素,而非单一抗生素治疗,体外MIC临界值与临床实际导致根除失败的MIC临界值可能并不对应。欧洲抗菌药敏试验委员会与美国临床和实验室标准协会推荐的用于判断H.pylori对抗生素敏感性的体外MIC临界值不统一,且均尚未经临床验证,以上因素均影响了基于细菌培养的药敏试验对临床的指导作用。

五、分子生物学方法检测H.pylori耐药的机制与优缺点

由于传统药敏试验的局限性,近年来学者们不断研发检测H.pylori耐药基因突变的分子生物学方法,并相继推出方便检测的试剂盒供临床应用。抗生素耐药机制明确且耐药基因突变与耐药表型有良好的对应关系是分子生物学方法准确检测H.pylori对抗生素耐药的前提。目前已经明确,克拉霉素通过不可逆结合细菌核糖体50S亚基,抑制H.pylori的蛋白质合成,从而杀灭H.pyloriH.pylori的23S核糖体RNA的V区关键位点基因发生突变导致核糖体的构象改变,使其与克拉霉素的亲和力减弱,导致克拉霉素无法阻止H.pylori蛋白质的合成而发生耐药。最常见的突变位点是23S核糖体RNA基因的A2143G、A2142G、A2142C,上述基因位点的突变与克拉霉素的耐药表型对应明确,其他少见的突变位点可能为T2182C、A2144T、G1939A、T1942C等。喹诺酮类药物通过抑制细菌DNA拓扑异构酶中的DNA回旋酶(DNA gyrase),形成DNA-拓扑异构酶-喹诺酮复合物,阻止DNA拓扑异构变化,影响细菌DNA的复制和转录。DNA回旋酶是gyrA与gyrB组成的四聚体,若gyrAgyrB基因发生突变(常见突变位点为gyrA的87、88、91、97位点)可导致DNA回旋酶的空间构象发生变化,继而喹诺酮无法与DNA回旋酶结合,导致其不能干扰H.pylori的DNA复制。由于克拉霉素和左氧氟沙星耐药基因突变与耐药表型有良好的相关性,使得通过分子生物学技术检测耐药基因突变来推测耐药表型成为可能。商品化的耐药基因突变检测试剂盒诊断克拉霉素、左氧氟沙星耐药的灵敏度和特异度均>90%[16]。常用的检测方法包括聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)技术、荧光原位杂交技术、基因芯片、质谱技术和二代测序技术。一项回顾性研究纳入111例首次治疗与150例补救治疗的H.pylori感染者,在分子生物学技术检测耐药基因突变的指导下选择铋剂四联方案中的抗生素,该方案无论是用于首次治疗还是补救治疗,其H.pylori根除率均>90%,提示耐药基因突变检测对H.pylori的个体化治疗具有临床指导价值[17]。然而,到目前为止,尚无前瞻性、随机对照研究比较耐药基因检测指导的个体化治疗与经验性铋剂四联方案对H.pylori根除疗效的报道。

用于检测H.pylori耐药基因突变的分子生物学技术操作简便、快速,只需数小时就可以得到报告结果,对于克拉霉素和左氧氟沙星耐药基因的检测结果与传统细菌培养的药敏试验一致性好。与传统基于细菌培养的药敏试验比较,分子生物学技术检测的灵敏度更高,可以检测出样本中与敏感菌株混合感染、低丰度的耐药突变菌株,对临床治疗有重要意义。耐药基因检测的另一突出优势就是可对多种样本进行检测,包括用于活体组织检查取得的新鲜胃黏膜样本、石蜡包埋的胃黏膜样本、用于快速尿素酶试验的剩余样本,甚至临床采集的胃液或粪便样本均可用于检测是否存在H.pylori感染,并同时报告其对抗生素的敏感性。特别是通过粪便样本的检测可避免胃镜取材,给临床带来了更大便利。一篇纳入11项研究、592例受试者的meta分析显示,采用PCR检测粪便中的H.pylori对克拉霉素的耐药性具有高度准确性,其灵敏度为91%,特异度高达97%[18]。然而,由于粪便样本中影响PCR检测的干扰因素较多,国内目前尚无成熟的商品化试剂盒推向临床。

采用分子生物学技术检测耐药基因突变以预测耐药表型也有不足之处。首先,使用商品化的耐药基因突变检测试剂盒可能会漏检导致耐药的少见突变基因。其次,对于耐药机制复杂或耐药机制不明确的抗生素则无法通过该检测技术来预测耐药表型。甲硝唑的耐药机制复杂,硝基还原酶活性降低是H.pylori对其耐药的主要机制,该机制涉及rdxA基因编码的对氧气不敏感的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)硝基还原酶,与此同时,frxA基因编码的NADPH黄素氧化还原酶、H.pylori的氧自由基清除系统、DNA修复酶活性,以及药物的摄取和外排等也可能参与甲硝唑的耐药机制。目前仍未明确与甲硝唑耐药对应的分子机制,因此,尚不能通过分子生物学技术检测甲硝唑耐药性以指导临床用药。再次,与基于细菌培养的药敏试验比较,分子生物学技术对耐药的诊断也会出现假阳性结果,导致H.pylori菌株的耐药性被高估,给临床药物的选择带来偏差和困扰。由于PCR检测可能受到环境污染导致假阳性结果,基于PCR的耐药基因突变检测应严格设定对照,以避免由于环境污染导致的假阳性结果。最后,耐药基因突变的检测需要具备一定条件的分子生物学实验室,且检测费用较高,这些原因也限制了其在临床的普及应用。

六、H.pylori抗生素耐药基因突变检测的临床应用

H.pylori的抗生素敏感性检测目前在我国多数医院尚未普及开展,且有研究显示,国内共识推荐的经验性铋剂四联方案的H.pylori根除效果与基于药敏试验结果指导的三联方案相当[19,20];甚至在补救治疗中,基于药敏试验结果指导的铋剂四联方案的H.pylori根除效果并不优于通过患者抗生素用药史调整的铋剂四联方案[21]。因此,不建议在H.pylori感染者的初次治疗中常规使用药敏试验检测指导下的个体化根除治疗方案,但在治疗失败者的补救治疗中,仍建议可使用基于药敏试验结果指导的个体化根除治疗方案。

虽然中国人群的H.pylori抗生素耐药率处于较高水平,但考虑到抗生素耐药基因突变检测的可及性与较高的检测费用,目前临床尚不能对首次接受H.pylori根除治疗的患者实施常规检测。实际上,对于原发耐药率很低且不易发生继发耐药的抗生素如阿莫西林、四环素、呋喃唑酮,临床基本没有必要通过基因测序技术检测其耐药基因突变,而前期缺乏与耐药表型一致性验证的基因突变检测也可能高估H.pylori对上述药物的耐药性。在克拉霉素和左氧氟沙星高耐药地区或既往有相应抗生素暴露的个体在首次治疗时,应检测克拉霉素和左氧氟沙星的耐药基因突变,以保证首次治疗的成功,这也符合马斯特里赫特Ⅵ/佛罗伦萨共识报告的建议[1]。临床上对于使用铋剂有顾虑、合并慢性肝肾损伤、白细胞计数减少或希望使用三联方案治疗的敏感个体,也建议首次治疗时即检测克拉霉素和左氧氟沙星的耐药基因突变,并基于抗生素敏感性检测结果选择精准的三联方案,以获得与铋剂四联方案相当的H.pylori根除效果。对于使用规范根除方案治疗≥2次仍根除失败的患者,即难治性H.pylori的根除治疗,也应在耐药基因检测结果指导下进行。此外,对于青霉素过敏者,或四环素、呋喃唑酮药物不可及的人群,通过检测克拉霉素和左氧氟沙星的耐药基因突变有助于对以上临床相对难以处理的人群实现精准治疗,旨在首次治疗即可成功根除。对于临床少数反复多次使用含阿莫西林、呋喃唑酮、四环素的铋剂四联方案仍未成功根除的患者,其抗生素耐药基因突变的检测并不仅限于克拉霉素和左氧氟沙星,通过基因测序技术检测H.pylori对阿莫西林、呋喃唑酮、四环素的耐药性也成为临床需求。

七、总结

当抗生素耐药成为感染性疾病治疗失败的首要因素时,通过抗生素敏感性检测指导临床药物的选择是最合理的治疗方法。与传统基于细菌培养的药敏试验比较,耐药基因突变检测操作简便、快速,基于分子生物学技术对于克拉霉素和左氧氟沙星的敏感性检测与基于细菌培养的药敏试验一致性高,在临床上具有广阔的应用前景。如能降低费用,提高检测的可及性,特别是研发通过粪便样本检测H.pylori感染及其对抗生素敏感性且足够稳定的商品化试剂盒,可以避免胃镜取材的有创性,甚至可能成为临床H.pylori诊断与指导根除治疗方案的常规检测方法,实现在耐药基因检测结果的指导下个体化合理选用抗生素,优化或简化H.pylori根除方案并获得最佳根除效果。

利益冲突
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作者声明不存在利益冲突

参考文献
[1]
MalfertheinerP, MegraudF, RokkasT, et al. Management of Helicobacter pylori infection: the Maastricht Ⅵ/Florence consensus report[J/OL]. Gut, 2022gutjnl-2022-327745(2022-08-08)[2022-08-25]. http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2022-327745.
[2]
中华医学会消化病学分会幽门螺杆菌学组. 第六次全国幽门螺杆菌感染处理共识报告(非根除治疗部分)[J]. 中华消化杂志202242(5): 289-303. DOI:10.3760/cma.j.cn311367-20220206-00057.
[3]
中华医学会消化病学分会幽门螺杆菌和消化性溃疡学组全国幽门螺杆菌研究协作组刘文忠. 第五次全国幽门螺杆菌感染处理共识报告[J].中华消化杂志201737(6):364-378. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-1432.2017.06.002.
[4]
YanTL, GaoJG, WangJH, et al. Current status of Helicobacter pylori eradication and risk factors for eradication failure[J]. World J Gastroenterol, 202026(32):4846-4856. DOI:10.3748/wjg.v26.i32.4846.
[5]
ChenJ, LiP, HuangY, et al. Primary antibiotic resistance of Helicobacter pylori in different regions of China: a systematic review and meta-analysis[J/OL]. Pathogens, 202211(7):786(2022-07-12)[2022-08-25]. https://doi.org/10.3390/pathogens11070786.
[6]
WangD, GuoQ, YuanY, et al. The antibiotic resistance of Helicobacter pylori to five antibiotics and influencing factors in an area of China with a high risk of gastric cancer[J/OL]. BMC Microbiol, 201919(1):152(2019-07-04)[2022-08-25]. https://doi.org/10.1186/s12866-019-1517-4.
[7]
LiSY, LiJ, DongXH, et al. The effect of previous eradication failure on antibiotic resistance of Helicobacter pylori: a retrospective study over 8 years in Beijing[J/OL]. Helicobacter, 202126(4):e12804(2021-04-16)[2022-08-25]. https://doi.org/10.1111/hel.12804.
[8]
ZouY, QianX, LiuX, et al. The effect of antibiotic resistance on Helicobacter pylori eradication efficacy: a systematic review and meta-analysis[J/OL]. Helicobacter, 202025(4):e12714(2020-06-12)[2022-08-25]. https://doi.org/10.1111/hel.12714.
[9]
RomanoM, GravinaAG, NardoneGet al.Non-bismuth and bismuth quadruple therapies based on previous clarithromycin exposure are as effective and safe in an area of high clarithromycin resistance: a real-life study[J/OL]. Helicobacter, 2020, 25(4):e12694(2020-04-20)[2022-08-25]. https://doi.org/10.1111/hel.12694.
[10]
ZhouJJ, ShiX, ZhengSP, et al. Efficacy of bismuth-based quadruple therapy for eradication of Helicobacter pylori infection based on previous antibiotic exposure: a large-scale prospective, single-center clinical trial in China[J/OL]. Helicobacter, 202025(6):e12755(2020-09-11)[2022-08-25]. https://doi.org/10.1111/hel.12755.
[11]
GrahamDY. Molecular-based Helicobacter pylori susceptibility testing is almost ready for prime time[J]. Gastroenterology, 2021160(6):1936-1937. DOI:10.1053/j.gastro.2021.02.057.
[12]
SuganoK, TackJ, KuipersEJ, et al. Kyoto global consensus report on Helicobacter pylori gastritis[J]. Gut, 201564(9):1353-1367. DOI:10.1136/gutjnl-2015-309252.
[13]
LiouJM, MalfertheinerP, LeeYC, et al. Screening and eradication of Helicobacter pylori for gastric cancer prevention: the Taipei global consensus[J]. Gut, 202069(12):2093-2112. DOI:10.1136/gutjnl-2020-322368.
[14]
KangS, KimY, AhnJY, et al. Role of antimicrobial susceptibility testing before first-line treatment containing clarithromycin for Helicobacter pylori eradication in the clinical setting[J/OL]. Antibiotics (Basel), 202110(2):214 (2021-02-21)[2022-08-25]. https://doi.org/10.3390/antibiotics10020214.
[15]
YuL, LuoL, LongX, et al.Susceptibility-guided therapy for Helicobacter pylori infection treatment failures[J/OL]. Therap Adv Gastroenterol, 2019, 121756284819874922(2019-09-09)[2022-08-25]. https://doi.org/10.1177/1756284819874922.
[16]
LiY, LyuT, HeC, et al. Evaluation of multiplex ARMS-PCR for detection of Helicobacter pylori mutations conferring resistance to clarithromycin and levofloxacin[J/OL]. Gut Pathog20201235 (2020-07-10)[2022-08-25]. https://doi.org/10.1186/s13099-020-00373-6.
[17]
GaoC, DuSY, FangL, et al.Eradication treatment of Helicobacter pylori infection based on molecular pathologic antibiotic resistance[J]. Infect Drug Resist, 20201369-79. DOI:10.2147/IDR.S232169.
[18]
GongRJ, XuCX, LiH, et al. Polymerase chain reaction-based tests for detecting Helicobacter pylori clarithromycin resistance in stool samples: a meta-analysis[J]. World J Clin Cases, 2021, 9(1):133-147. DOI:10.12998/wjcc.v9.i1.133.
[19]
PanJ, ShiZ, LinD, et al. Is tailored therapy based on antibiotic susceptibility effective? A multicenter, open-label, randomized trial[J]. Front Med, 202014(1):43-50. DOI:10.1007/s11684-019-0706-8.
[20]
ChenQ, LongX, JiYet al. Randomised controlled trial: susceptibility-guided therapy versus empiric bismuth quadruple therapy for first-line Helicobacter pylori treatment[J]. Aliment Pharmacol Ther201949(11):1385-1394. DOI:10.1111/apt.15273.
[21]
JiCR, LiuJ, LiYYet al. Susceptibility-guided quadruple therapy is not superior to medication history-guided therapy for the rescue treatment of Helicobacter pylori infection: a randomized controlled trial[J]. J Dig Dis, 202021(10):549-557. DOI:10.1111/1751-2980.12934.
 
 
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