云南省异烟肼耐药结核分枝杆菌katG和inhA基因突变特征

陈连勇; 茹浩浩; 杨星; 闫双群; 陈涛; 倪沁璇; 许琳

doi:10.12259/j.issn.2095-610X.S20220803

云南省异烟肼耐药结核分枝杆菌katG和inhA基因突变特征

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220803

云南省疾病预防控制中心结核病防治所，云南昆明　650022

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（81560544）

详细信息

作者简介:
陈连勇（1974～），男，江西吉安人，医生硕士，主任技师，主要从事结核病实验室检验工作

通讯作者:
许琳，E-mail：xulinth@hotmail.com

中图分类号: R521;R378.91+1
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出版历程
- 收稿日期: 2022-04-15
- 网络出版日期: 2022-07-19
- 刊出日期: 2022-07-28

Characteristics of katG and inhA Gene Mutations in INH-Resistant Mycobacterium Tuberculosis in Yunnan Province

Dispensary for Tuberculosis Control and Prevention，Yunnan Center for Disease Control and Prevention，Kunming Yunnan 650022，China

摘要

摘要: 目的分析云南省异烟肼耐药结核分枝杆菌katG和inhA基因突变特征。方法采用PCR方法对云南省异烟肼耐药结核分枝杆菌进行katG和inhA基因扩增，并将扩增产物进行基因测序后比对分析。结果 88株异烟肼耐药菌株中，耐药基因与表型药敏结果的符合率为82.95%（73/88），katG和inhA基因突变率分别为75.00%（66/88）和9.09%（8/88）。最为常见的基因突变位点为katG315（67.05%）和inhA-15（7.95%），katG315位点基因突变主要表现为Ser315Thr（59.09%，52/88）。耐多药与单耐异烟肼菌株中katG基因突变比例，差异有统计学意义（χ² = 4.190，P = 0.041），而inhA基因及katG315、inhA-15位点基因突变比例，差异无统计学意义（P > 0.05）。结论云南省异烟肼耐药以katG315和inhA-15基因突变为主，MDR菌株中katG基因突变率高于异烟肼单耐，目前基于基因突变的分子检测技术是检测异烟肼耐药的有效手段。
- 结核分枝杆菌 /
- 异烟肼 /
- 耐药 /
- katG /
- inhA
Abstract: Objective To analyze the characteristics of katG and inhA genetic mutations associated with INH-resistant Mycobacterium tuberculosis in Yunnan Province. Methods The INH-resistant Mycobacterium tuberculosis isolates were collected from drug-resistant monitoring sites in Yunnan Province, and the katG and inhA genes were amplified by PCR and then sequenced. Results Among the 88 MTB strains, the coincidence rate of INH-resistant genotype and phenotype was 82.95% （73/88）. 75.00% （66/88） had katG mutations and 9.09% （8/88） had inhA mutations. katG315 （67.05%） and inhA-15 （7.95%） were the top two mutation sites, and a high prevalence of katG Ser315Thr mutations （59.09%, 52/88） was observed. The frequency of the katG mutation was significantly higher in MDR-TB compared to INH mono-resistant isolates （χ² = 4.190, P = 0.041）, while katG315, inhA and inhA-15T mutations did not differ significantly between these two groups （P > 0.05）. Conclusion The most common mutation of INH-resistant Mycobacterium tuberculosis in Yunnan Province were katG315 and inhA-15, and katG mutation was higher among MDR isolates compared with INH mono-resistant strains. Molecular diagnostics based on gene mutations was a useful method for rapid detection of INH-resistant Mycobacterium tuberculosis in Yunnan Province.
- Mycobacterium tuberculosis /
- INH /
- Drug resistance /
- katG /
- inhA

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图 1 katG和inhA基因扩增产物琼脂糖凝胶电泳图

A：M为DNA marker，Rv为H37Rv标准株，1-8为部分耐异烟肼菌株katG基因扩增产物；B：M为DNA marker，Rv为H37Rv标准株，1～8为部分耐异烟肼菌株inhA基因扩增产物。

Figure 1. Agarose GEL electrophoresis of katG and inhA gene amplification products

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图 2 katG和inhA基因的主要突变类型

A：野生型katG315；B：Ser315Thr突变；C：Ser315Asn突变；D：inhA C-15T突变。

Figure 2. The characteristics of katG and inhA gene mutation

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表 1 88株INH耐药结核分枝杆菌的KatG和inhA基因突变情况

Table 1. Distribution of mutations of katG and inhA gene among 88 inh-resistant TB isolates

基因位点	密码子改变		氨基酸改变		菌株数（株）	构成比（%）
katG 315	AGC	ACC	Ser	Thr	50	56.82
	AGC	AAC	Ser	Asn	5	5.68
	AGC	CGC	Ser	Arg	1	1.14
katG 190	CAG	TAG	Gln	终止密码子	1	1.14
katG 232	CCG	ACG	Pro	Thr	1	1.14
katG 316	GGC	CGC	Gly	Arg	1	1.14
katG 328	TGG	TCG	Trp	Ser	1	1.14
katG 315+327	AGC	ACC	Ser	Thr	1	1.14
	AAA	AAG	Lys	Lys同义突变	1
katG 315+329	AGC	ACC	Ser	Thr	1	1.14
	GAC	GTC	Asp	Val	1
katG 315+334	AGC	AAC	Ser	Asn	1	1.14
	GAG	GGG	Glu	Gly	1
katG 232+ 328	CCG	GCG	Pro	Ala	1	1.14
	TGG	GGG	Trp	Gly	1
katG基因缺失	-	-	-	-	1	1.14
inhA -15	C	T	-	-	7	7.95
katG314+inhA-34	ACC	ATC	Thr	Ile	1	1.14
	C	T	-	-
未检出	-	-	-	-	15	17.05

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表 2 不同耐药类型中INH耐药基因突变情况[n（%）]

Table 2. KatG and inhA gene mutations between MDR and INH mono-resistant [n（%）]

耐药类型	菌株数（株）	总的基因突变	katG	其中Ser 315Thr突变	inhA	其中inhA-15突变
MDR	32	28（87.50）	28（87.50）	20（62.50）	1^**（3.13）	0（0）
INH单耐	56	45（80.36）	38（67.38）	32（57.14）	7（12.50）	7（12.50）
χ²		0.735	4.190	0.242	1.180	2.806
P		0.391	0.041^※	0.623	0.277	0.094
^**：inhA和katG基因的联合突变；^※P < 0.05。

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