幽门螺杆菌耐药率及耐药机制研究现状

裴苗苗 毛华

南方医科大学珠江医院消化内科 广东广州（510280）

【摘要】幽门螺杆菌是一种革兰氏阴性、微需氧、螺旋状杆菌，其慢性感染可引起多种胃肠疾病及消化系统以外的疾病。随着抗生素抗生素广泛使用，近年来幽门螺杆菌耐药问题日益严重。因此有必要对幽门螺杆菌耐药率及耐药机制研究现状作一综述。

【关键词】幽门螺杆菌 耐药率 耐药机制 研究现状

澳大利亚学者Warren和Marshall于1983年初次发现幽门螺杆菌，此后大量研究表明幽门螺杆菌感染与慢性胃炎、胃溃疡、胃MALT淋巴瘤和胃腺癌的发生密切相关。1994年，世界卫生组织（WHO）将幽门螺杆菌列为I型致癌物，根除幽门螺杆菌可以有效地减轻或阻止疾病的发生和发展^[1]。近年来，世界许多地域幽门螺杆菌根除率不到80%^[2-4]。低根除率主要是由于幽门螺杆菌对抗生素的耐药性所致。耐药性是全球一个重大的问题，因此，迫切需要大规模的多区域研究，以提供关于幽门螺杆菌耐药性的全面和最新信息，这对于选择最优的根除方案至关重要。

一、幽门螺杆菌耐药率

全球50%以上的人口患有幽门螺杆菌感染，但感染率存在很大的地理差异。幽门螺杆菌感染率在发达国家为25-50%，在发展中国家为80%以上^[5]；根据区域流行率估量，2015年全世界约有44亿人感染幽门螺杆菌^[6]。中国是一个幽门螺杆菌感染率高、胃癌发病率高的发展中国家，估计有40%至60%的中国人感染了幽门螺杆菌，平均感染率为54.76%^[7]。

幽门螺杆耐药性同样也存在地域差异，下面我们将对幽门螺杆菌根除治疗中常用的抗生素耐药率进行综述。

1.克拉霉素

不同地区幽门螺杆菌对克拉霉素的耐药率变化很大(0-50%)^[8]：亚洲高达85.5%，欧洲达72.4%，美洲为70.6%，非洲为29.0%，大洋洲为9.0%。目前中国克拉霉素耐药率13.9%-52.6%；日本则为16.4%-81.1%^[9]。研究表明，在幽门螺杆菌阳性率较低的国家，抗生素耐药性的流行率似乎不会随着时间的推移而有很大变化。自1995年以来，瑞典的幽门螺杆菌血清阳性率一直保持在20%左右，在此期间，幽门螺杆菌克拉霉素耐药率也保持在较低水平(低于5%)^[10]。反之，幽门螺杆菌感染率较高的国家，克拉霉素耐药率也较高。Okamura等人描述了日本2000年至2013年接受研究的患者的总耐药率为31.1%^{[11, 12]}，在此期间，幽门螺杆菌血清学阳性率由约40%上升至55%^{[13, 14]}；同样地，中国克拉霉素耐药率从2000年的14.8%上升到2014年的52.6%，血清阳性率从大约65%上升到83%^[10]。此外，韩国克拉霉素耐药性的流行率明显上升，从2005年的11%上升到2009年的60%；美国克拉霉素耐药率从1993年的6.1%上升到2002年的12.9%^[10]。最近，欧洲国家克拉霉素耐药率也有所上升，从50%到72%不等；非洲国家也报告了较高的克拉霉素耐药率(高达70%)；而台湾、香港、欧洲联盟地区克拉霉素耐药率较低(低于15%)，不丹没有出现耐药性报告^[15]。

2.甲硝唑

世界各地对甲硝唑耐药性都在增加，主要是由于在某些疾病中的广泛使用^[16]，如泌尿生殖系统、口腔和寄生虫相关感染。事实上，硝基苯咪唑耐药是幽门螺杆菌最常见的耐药性^[17]。全世界范围内幽门螺杆菌对甲硝唑的耐药率差异显著(20-95%)^[8]：亚洲最高99.5%，在美洲高达79.4%，欧洲为83.0%，大洋洲为57.0%，非洲为45.0%。据报告，发展中国家的流行率较高(50%-80%)，例如，墨西哥高达76.3%^[18]。中国甲硝唑的耐药尤为严重，耐药率41.6%-99.5%不等^[9]。日本的甲硝唑耐药率往往较低(9-12%)^[19]。加拿大的流行率从18%升至22%；最近报告美国人口中甲硝唑耐药率为21.5%^[10]。总的来说，甲硝唑的耐药率在世界上几个国家都在上升。

4.阿莫西林

阿莫西林是一种中谱杀菌青霉素类抗生素，全球幽门螺杆菌阿莫西林耐药率0-30%，在克拉霉素为非处方药的国家，其耐药率较高^[8]。亚洲、美洲、欧洲、大洋洲和非洲，阿莫西林耐药率分别为53.0%、32.9%、10.0%、5.0%和0.0%。在世界大多数地理区域，阿莫西林耐药水平仍然相对较低。中国阿莫西林的耐药率(0-6.8%)，日本对阿莫西林的耐药率(0-0.03%)^[9]。但印度其耐药率15%-37%不等，而亚太国家如韩国、新加坡和台湾阿莫西林耐药率低于15%^[20]。一些地区，如澳大利亚、香港、马来西亚、俄罗斯东部^[15]以及非洲一些国家暂时未见阿莫西林耐药相关报告。欧洲国家：如德国、意大利和法国，耐药率<1%，而保加利亚、西班牙和荷兰，耐药率高达10%^[20]。此外，美国等美洲国家阿莫西林耐药率低于10%，秘鲁最高32.9%^[21]。有学者认为，克拉霉素耐药不会影响幽门螺杆菌根除疗效^[22]。

5.四环素

全球四环素耐药性率相对较低(0-10%)^[8]：亚洲高达32.4%，欧洲14.0%，美洲3.9%，大洋洲1.0%，非洲0.0%。在亚太地区，原发性四环素耐药平均流行率为4%，这种低耐药率(低于15%)见于中国（0-7.3%）、日本、澳大利亚、台湾和泰国^{[15, 23]}。据报道，西班牙四环素耐药率为0.7%，英国为0.5%，香港为0.5%，大多数国家都不存在^[10]。在欧洲，四环素总体平均耐药率为0.9%；拉丁美洲的四环素耐药率为6%；秘鲁和美国的耐药率低于4%^[20]。法国、冰岛^[21]、香港^[15]等几个国家没有发现四环素抗药性。相比之下，韩国32.4%^{[15, 23]}、伊朗29.2%和越南23.8%^{[15, 21]}四环素耐药水平非常高，需要得到足够的重视。

6.左氧氟沙星

全球范围内，幽门螺杆菌对左氧氟沙星的耐药率相对较低(0-20%)^[8]。但随着时间的推移，幽门螺杆菌对左氧氟沙星的耐药性一直在增加^[16]。各大洲耐药率分别为：亚洲55.6%、美洲53.9%、欧洲42.8%、非洲42.0%和大洋洲10.0%。此外，不同国家对左氧氟沙星的耐药率也各不相同。最新研究表明，中国目前左氧氟沙星耐药率12.6-54.8%^[9]，莫西沙星(61.9%)^[24]。亚太地区原发性幽门螺杆菌左氧氟沙星平均耐药率为18%^[15]。日本、韩国、香港、泰国及欧洲地区，意大利、西班牙、保加利亚和法国耐药率也非常高(15%-43%)^[20]；美洲国家秘鲁、美国、阿根廷和哥伦比亚也出现较高耐药率(18%至54%)^[20]；在非洲，乌干达左氧氟沙星耐药率已高达42%^[25]；然而，新加坡、台湾、印度和马来西亚等地区左氧氟沙星耐药率低于15%^[15]。欧洲地区左氧氟沙星的平均耐药率为14.1%^[23]。

⑥利福平耐药

尽管目前幽门螺杆菌对利福平耐药率不高(0~2%)^[8]，但近年来利福布汀耐药一直在增加：美洲高达46.1%，欧洲为33.3%，大洋洲为23.1%，非洲为0.0%。中国利福平耐药率(14.2%-18.2%)^{[26, 27]}。德国、保加利亚、立陶宛、以色列和法国，利福平耐药率低于15%，而意大利、阿尔及利亚和摩洛哥则不存在耐药情况^[20]。西班牙(33.3%)、秘鲁(46.1%)和伊朗(23.1%)^[21]报告了异常高的耐药率。

⑦呋喃唑酮耐药

到目前为止，全球呋喃唑酮耐药率不高(0~5%)^[8]，但亚洲和美国耐药水平已分别达到62.5%和13.0%。Zamami等人^[28]介绍了全球范围内评价呋喃唑酮耐药性的研究概况，报告主要来自亚洲国家，如伊朗、中国(0.6%-1.9%)、韩国(1.4%)和马来西亚(0%)，一般不超过2%^[20]。但巴基斯坦(4.3%)、巴西(0-13%)和印度(13.8%-22.1%)耐药非常显著^[28]。而伊朗的耐药率极^{[28, 29]}(0-62.5%)。

综上所述，幽门螺杆菌对克拉霉素(0~50%)、甲硝唑(20%~95%)、阿莫西林(0~30%)、四环素(0~10%)、左氧氟沙星(0~20%)、利福平(0~2%)、呋喃唑酮(0~5%)的耐药率随地理区域的不同而不同，近年来呈上升趋势。

二、HP抗生素耐药机制

探究幽门螺杆菌耐药性相关机制，有助于指导临床医生进行精准医疗及新药物的开发。

1.阿莫西林

阿莫西林是青霉素家族中的一种中等谱、β-内酰胺类杀菌型抗生素。其通过与青霉素结合蛋白相互作用，抑制细菌细胞壁的合成导致细菌溶解而发挥杀菌作用。阿莫西林耐药的主要机制是①青霉素结合蛋白的改变：中、低水平阿莫西林耐药的最常见机制是PBP 1A基因发生点突变^[30]。PBP 2、PBP 3、HEFC、HopC和HoFH突变也与幽门螺杆菌对阿莫西林的耐药性有关^{[31, 32]}。研究表明，幽门螺杆菌产生β-内酰胺酶与高度阿莫西林耐药有关^[33]。影响阿莫西林泵排出量和降低膜透性的因素可能是高水平阿莫西林耐药的新机制^[34]。②抗生素对细菌细胞的膜通透性降低或这些机制多重作用。③分泌药物和pbp1A基因点突变活性外排泵的表达可能与β-内酰胺类药物的耐药机制有关^[23]。

2.克拉霉素

克拉霉素是一种大环内酯类抑菌性抗生素，其与23S核糖体RNA分子V区肽基转移酶环相互作用，抑制细菌蛋白质的合成而发挥抑菌作用。23S核糖体RNA V区突变可能限制克拉霉素与肽基转移酶环的亲和力，从而抑制克拉霉素与23S核糖体RNA的相互作用，最终导致克拉霉素抗性产生^{[35, 36]}。核糖体RNA A2143G（69.8%）、A2142G（11.7%）和A2142（2.6%）突变是最常见的突变，占克拉霉素耐药性的80-90%^[37]。此外，A2115G、G2141A、C2147G、C2694A、G2172T、T2182C、T2190C、C2195T、A2223G、G2224A、G2245T、G2254T、T2289C和C2611A突变也与原发性或继发性克拉霉素耐药有关^{[23, 38]}。外排泵在幽门螺杆菌克拉霉素耐药中也起着重要作用。研究发现，Phe-Arg-b-萘胺是一种外排泵抑制剂，它降低了抗生素的最低抑制浓度^[39]。其他耐药机制，如翻译起始因子if-2、核糖体蛋白L22和外排泵的表达具有协同作用，可导致散发突变^[40]。

3.左氧氟沙星

左氧氟沙星是一种氟喹诺酮类药物，通过与DNA回旋酶(由gyra和gyrB编码)相互作用抑制细菌DNA合成而发挥抗菌作用。gyra的喹诺酮耐药决定区的点突变可能会抑制这一过程，导致幽门螺杆菌对低水平和高水平的氟喹诺酮类药物产生耐药性^[41]。左氧氟沙星耐药菌株中最常见的突变是Gyra第87、88、91、97号位置的突变^{[10, 42, 43]}。研究表明，西他沙星可以克服这些突变引起的耐药性^[10]。此外，Rimbara等人表明463位的gyrB突变也可能导致幽门螺杆菌对氟喹诺酮类药物的耐药性^[44]。

4.甲硝唑

甲硝唑是一种合成的硝基咪唑类杀菌型抗生素，这种前体药物通过电子的转移在微生物胞浆中被硝基还原酶活化，这一过程产生硝基和超氧自由基、亚硝基衍生物和羟胺等毒性物质，破坏DNA螺旋结构，达到杀菌作用，这个过程在厌氧细菌中特别活跃。rdxA是一种编码氧不敏感NADPH硝基还原酶的基因，它的表达是甲硝唑在细菌胞内激活所必需的，其突变导致硝基还原酶失活，是幽门螺杆菌对甲硝唑耐药的主要原因^[45]。此外，ffxA(编码NADPH 亚麻氧化还原酶)和fdxB(编码铁氧还蛋白)的失活也可能导致幽门螺杆菌对甲硝唑的耐药性^[46]。最近，Mehrabadi等人^[47]发现RND家族可能与幽门螺杆菌临床分离株的甲硝唑耐药有关，具体机制仍需进一步探讨。

5.四环素

四环素是一种杀菌抗生素，通过与核糖体的30S亚基结合而阻断氨基酰基-tRNA的结合，导致新生肽链的合成停滞，抑制蛋白质合成。对四环素的抗药性是由于四环素阳离子复合物通过膜相关的外排蛋白在细胞膜上的能量依赖性的外流，从而降低了四环素的胞内浓度^[48]；相反，幽门螺杆菌对四环素的敏感性因这些四环素基因的缺失而增加^[48]。四环素抗性的另一个机制是通过核糖体保护蛋白介导的。这些保护蛋白通过降低核糖体与四环素的亲和力或通过从核糖体释放结合抗生素来增加四环素的抗药性。此外，还报道了其他两种机制，包括四环素酶失活和影响四环素结合位点的16S rRNA基因点突变^{[40, 48]}。

6.利福布汀和呋喃唑酮

利福布汀它与依赖于DNA的RNA聚合酶结合，抑制转录过程，从而发挥杀菌作用。利福布汀耐药通常是由rpoB（编码RNA聚合酶β亚基）基因的密码子524-545或密码子585的点突变引起的^{[10, 49]}。此外，还报道了利福布汀与利福平的交叉抗性^[50]。

呋喃唑酮是一种硝基呋喃类抗生素，它干扰细菌氧化还原酶的活性，阻断细菌的代谢。Hp porD和Oord基因的突变与呋喃唑酮耐药有关^[5]。

综上所述，许多研究报告了与抗生素耐药性和新机制(外排泵、OMPS改变、膜通透性等)有关的点突变，幽门螺杆菌对抗生素耐药性的研究进展，但是耐药性与外排泵和膜通透性改变有关的基因和突变仍不清楚，还需要进一步的研究来阐明相关基因和突变对抗生素耐药性的作用。

三、结语

掌握幽门螺杆菌流行率、耐药率及耐药机制最新进展，可为临床医生实现精准医疗带来便利。但同时，我们迫切需要寻找新的药物及治疗方法改善低根除率的现状，为全球幽门螺杆菌感染者带来福音。

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