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结核分枝杆菌对异烟肼耐药的分子机制研究进展摘要：结核是目前威胁全球人类健康的传染病之一。在结核治疗过程中，异烟肼作为抗结核一线药物用药十分广泛，但由于各种原因，导致耐药菌株日益增多，对结核治疗提出严峻挑战。异烟肼的耐药机制十分复杂，本文将对连年来较为常见的几种使异烟肼耐药的基因做扼要论述。关键词：结核分枝杆菌；耐药基因；异烟肼结核病（tuberculosis，TB）的病原菌为结核分枝杆菌复合群（Mycobacteriumtuberculosiscomplex,MTBC），其中以结核分枝杆菌（M.tuberculosis,MTB）最为常见。TB在全世界广泛流行，严重威胁着全球人类的健康，全世界曾经有三分之一的人（约20亿）曾受到MTB的感染。根据世卫组织全球结核病报告（2015）[1]估计，全球约有20%复治结核病患者和3.3%的新发结核病为耐多药结核病（Multidrug-resistanttuberculo-sis,MDR-TB），定义为结核分枝杆菌至少对异烟肼(Isoniazid,INH)和利福平(Rifampicin,RIF)耐药，目前全球MDR-TB的治愈率仅50%，MDR-TB患者约有30万人，2014年约19万人死于MDR-TB。因此，防控耐药结核病，尤其是MDR-TB的很是需要。INH是应用最广泛的一线抗TB药物之一，也是直接督导下短程化疗（DOTS）战略中药物的重要组成部分。随着INH耐药的增加，单耐INH以及与其他药物组成的耐药形式增加了TB的治疗难度。对此，海内外就INH耐药的分子机制方面均做了大量研究。现将MTB对INH耐药分子机制的研究现状作简要阐述。1.INH耐药总体情况INH是一种前体药物，结构为一个吡啶环连接一个酰肼基，性质稳定。INH可通过被动扩散的形式进入MTB增长期，对其高度敏感。有关研究指出，INH造成MTB耐药的分子机制主要涉及过氧化氢酶－过氧化物酶基因（katG）、烯酰脂酰载体蛋白还原酶基因（inhA）、β－酮酰基酰基运载蛋白合成酶基因（kasA）、烷基氢过氧化物还原酶基因（oxyR）等多基因的多位点突变，其中最主要的是katG和inhA基因，分别占总耐药基因的83.9%和16.5%[2]。2.katG基因相关研究显示[3]，katG基因缺失的耐INH突变株可恢复对INH的敏感性，因此认为katG基因缺失是MTB耐药的一种重要机制。katG基因编码过氧化氢－过氧化物酶，INH进入细胞后，能被过氧化氢－过氧化物酶氧化成异烟酸，参与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸辅酶I(NAD)的合成，从而对细胞壁中杆菌酸的生物合成起到抑制作用，损害MTB抗氧化和抗侵袭的功能屏障，产生耐药。有报道指出[4]，INH耐药50%～95%发生于katG的突变位点，katG基因突变包括完全缺失、点突变碱基的插入和缺失，造成katG基因功能缺失，产生耐药。最常见的是315位密码子发生突变，主要为从丝氨酸(Ser)到苏氨酸(Thr)(AGC→ACC)[5]，此外，也可换成异亮氨酸(ATC)、苏氨酸(ACA)、天冬氨酸（AAC）、甘氨酸(GGC)和精氨酸(AGA、AGG、CGC)[6,7]。3.inhA基因InhA基因编码烯酰基还原酶(InhA)，能催化短链脂肪酸前体形成分枝菌酸，与分枝菌酸生物合成有关，是INH的作用靶点。其生化合成可被INH阻断，破坏细胞壁使细菌死亡，因此，inhA基因与耐药性密切相关。INH耐药10%～35%发生于inhA基因突变[8]。InhA对INH-NADH复合物的活化被InhA基因突变阻止，使INH失去效力，产生耐药。点突变、碱基缺失多在启动子区出现，少数在编码区出现，有研究指出[9]，低耐药菌(MIC=0.2μg/ml)常会引起inhA编码的基因突变。研究发现[10]，密码子突变常发生在90位异亮氨酸(Lle)→脯氨酸(Pro)、94位苏氨酸(Ser)→丙氨酸(Ala)、280位苏氨酸(Ser)→丙氨酸(Ala)，致INH低水平耐药，使编码的InhA蛋白与NADH亲和力下降，抑制分枝菌酸的生物合成。研究表明[11]，inhA基因与katG基因发生联合突变时，可使细菌的耐药水平显著提升，对耐药有协同作用。此外，不仅inhA基因突变可使INH耐药，还可使跟INH结构类似的乙硫异烟肼耐药[12]，这可能与inhA基因突变后产生蛋白对INH及结构相似的药物具有共同的空间位阻效应有关。4.kasA基因KasA基因编码β-酮酰基运转蛋白合成酶，该酶属于Ⅱ型脂肪酸合酶系统，参与MTB生物合成。INH耐药约10%发生于kasA基因突变，目前发现的突变位点有：66、121、269、312、387等，其中最常见的突变位点是G312S，但在一定比例的敏感菌株中也存在312位点的改变，提示可能存在多态性位点。5.axyR-