卷曲霉素治療耐藥結(jié)核病作用機(jī)制、毒副作用及耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展

李秋陽(yáng)，陳玲

1882年，德國(guó)科學(xué)家羅伯特·科赫首次發(fā)現(xiàn)結(jié)核分枝桿菌為結(jié)核病病原菌；之后一百多年全球范圍內(nèi)嘗試使用多種現(xiàn)代醫(yī)學(xué)方法控制結(jié)核病的傳播，但目前結(jié)核病疫情防控形勢(shì)仍較嚴(yán)峻，且結(jié)核病已成為全球第九大疾病所致死亡原因；據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)核病患者病死率高于人類免疫缺陷病毒感染/艾滋病患者［1］。抗結(jié)核藥物幾乎與耐藥結(jié)核病相伴而生，且隨著時(shí)間推移及新型抗結(jié)核藥物的應(yīng)用，結(jié)核分枝桿菌耐藥性不斷提高并導(dǎo)致結(jié)核病更加難以控制［2］。2018全球結(jié)核病報(bào)告顯示，2017年全球新發(fā)結(jié)核病患者數(shù)量約為1 000萬(wàn)例，其中利福平耐藥結(jié)核病（RR-TB）患者數(shù)量約為55.8萬(wàn)例，而在RR-TB中耐多藥結(jié)核病（MDR-TB）約占82%［1］。RRTB/MDR-TB均需采用二線抗結(jié)核藥物治療。2016年世界衛(wèi)生組織（WHO）將二線抗結(jié)核藥物分為A組、B組、C組、D組共4組［3］，其中A組、B組、C組為核心二線藥物，而D組為非核心附加藥物。B組二線抗結(jié)核藥物為注射類藥物，包括阿米卡星、卷曲霉素、卡那霉素、鏈霉素，其中卷曲霉素為多肽類新型抗結(jié)核藥物，屬管狀霉素家族，是治療耐藥結(jié)核病的核心二線抗結(jié)核藥物之一［4］，但近年來(lái)卷曲霉素因耳毒性等毒副作用而在臨床應(yīng)用受限。

2019年3月，WHO將MDR-TB長(zhǎng)程治療方案中使用的抗結(jié)核藥物重新劃分為3組，其中A組為首選藥物，包括左氧氟沙星或莫西沙星、貝達(dá)喹啉、利奈唑胺；B組為次選藥物，包括氯法齊明、環(huán)絲氨酸/特立齊酮；C組包括乙胺丁醇、德拉馬尼、吡嗪酰胺、亞胺培南-西司他丁/美羅培南、阿米卡星/鏈霉素、乙硫異煙胺/丙硫異煙胺、對(duì)氨基水楊酸［5］。雖然卷曲霉素并沒(méi)有被列入WHO新的抗結(jié)核藥物分組，但由于剔除卷曲霉素尚缺乏充分的證據(jù)［6］，因此目前卷曲霉素仍繼續(xù)被應(yīng)用于治療MDR-TB，并有研究者試圖通過(guò)觀察暴露于卷曲霉素的結(jié)核分枝桿菌的基因表達(dá)而了解卷曲霉素對(duì)結(jié)核分枝桿菌的毒力及抗性［7］。在MDR-TB防控形勢(shì)依然嚴(yán)峻、二線抗結(jié)核藥物有限的現(xiàn)實(shí)情況下，卷曲霉素仍不失為一個(gè)可供選擇的后備藥物。本文對(duì)卷曲霉素治療耐藥結(jié)核病的作用機(jī)制、毒副作用及耐藥機(jī)制等進(jìn)行了綜述，以期提高臨床對(duì)卷曲霉素的認(rèn)識(shí)并合理使用卷曲霉素。

1 作用機(jī)制

卷曲霉素對(duì)在液體或固體（7H11瓊脂）培養(yǎng)基、有氧條件下積極繁殖的結(jié)核分枝桿菌最低抑菌濃度（MIC）為1.25～2.50 μg/ml，且最低殺菌濃度（MBC）/ MIC比率為2［8-10］。研究表明，卷曲霉素不僅對(duì)結(jié)核分枝桿菌和鳥(niǎo)分枝桿菌具有殺滅或抑制作用［11］，還與甲硝唑一樣對(duì)非復(fù)制形式的結(jié)核分枝桿菌具有殺滅作用［10，12］；在氨基糖苷類抗生素治療第7天使用鏈霉素（30 mg/ml）、卷曲霉素（30 mg/ml）、卡那霉素（30 mg/ml）可使巨噬細(xì)胞內(nèi)結(jié)核分枝桿菌在菌落形成單位（CFU）中減少1 log，但與第7天僅使用阿米卡星（20 mg/ml）相比則減少 2 log［12］。

卷曲霉素是由4種分子類似物ⅠA（占25%）、ⅡA（占67%）、ⅠB（占3%）、ⅡB（占5%）組成的多肽類新型抗結(jié)核藥物［13-14］，主要作用機(jī)制為抑制參與蛋白質(zhì)合成的核糖體，但其具體作用機(jī)制尚未完全明確。有研究表明，在幾種核糖體蛋白（如RpsR、RplI、RplJ）、Rv2907c（16S rRNA加工蛋白）、Rv1988（甲基轉(zhuǎn)移酶）表達(dá)上調(diào)基礎(chǔ)上，卷曲霉素可與結(jié)核分枝桿菌30S核糖體亞基16S rRNA分子結(jié)合并抑制其功能［15-16］。也有研究表明，結(jié)核分枝桿菌核糖體蛋白L12與L10相互作用并構(gòu)成50S核糖體亞基的莖并在翻譯期間募集起始和延伸因子，因此核糖體蛋白L12與L10相互作用被認(rèn)為是維持結(jié)核分枝桿菌核糖體功能、完成蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵，卷曲霉素可通過(guò)建立核糖體蛋白L12與L10相互作用監(jiān)測(cè)機(jī)制而抑制結(jié)核分枝桿菌糖體蛋白L12與L10相互作用［17］。

魏代燕等［18］將60例耐多藥肺結(jié)核患者均分為對(duì)照組、研究組并分別給予常規(guī)化療、卷曲霉素聯(lián)合左氧氟沙星治療，結(jié)果顯示，研究組患者治療3、6個(gè)月后痰菌轉(zhuǎn)陰率高于對(duì)照組，治療后CD4+細(xì)胞分?jǐn)?shù)及免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）水平亦高于對(duì)照組，但CD8+細(xì)胞分?jǐn)?shù)低于對(duì)照組（P＜0.05），提示卷曲霉素聯(lián)合左氧氟沙星可有效促進(jìn)耐多藥肺結(jié)核患者痰菌轉(zhuǎn)陰，改善患者免疫功能。文軍等［19］將86例耐多藥肺結(jié)核患者均分為對(duì)照組、觀察組并分別予以左氧氟沙星聯(lián)合阿米卡星、卷曲霉素聯(lián)合莫西沙星治療，結(jié)果顯示，觀察組患者治療第3、6、12、18、24個(gè)月末痰菌陰轉(zhuǎn)率高于對(duì)照組；治療結(jié)束時(shí)觀察組患者痰菌陰轉(zhuǎn)率為88.4%，高于對(duì)照組的67.4%；經(jīng)胸部CT檢查證實(shí)觀察組患者病灶吸收、好轉(zhuǎn)率為86.1%，高于對(duì)照組的62.8%；療程結(jié)束后觀察組患者治愈率為83.7%，高于對(duì)照組的58.1%，提示卷曲霉素聯(lián)合莫西沙星可有效提高耐多藥肺結(jié)核患者治愈率，但卷曲霉素聯(lián)合左氧氟沙星或莫西沙星等喹諾酮類抗結(jié)核藥物治療耐多藥肺結(jié)核的作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步深入研究。

2 毒副作用

卷曲霉素常見(jiàn)毒副作用包括電解質(zhì)紊亂、耳毒性、腎損傷、前庭毒性、注射疼痛及局部注射部位并發(fā)癥等［10］，其中以低鉀血癥及腎損傷最為常見(jiàn)。有病例報(bào)告稱1例血壓正常的女性結(jié)核病患者在為期兩個(gè)月卷曲霉素治療過(guò)程中出現(xiàn)低氯性代謝性堿中毒、低鉀血癥、低鎂血癥、高鈣尿癥、低鈣血癥共5種電解質(zhì)異常［20］；另有病例報(bào)告稱1例26歲未婚男性耐多藥肺結(jié)核患者采用卷曲霉素治療期間出現(xiàn)可逆性視神經(jīng)炎，提示卷曲霉素可能導(dǎo)致視力減退［21］。ARNOLD等［22］研究結(jié)果顯示，37例開(kāi)始即使用卷曲霉素治療的MDR-TB患者中23例（占62%）出現(xiàn)低鉀血癥并需改為口服鉀鹽、靜脈補(bǔ)鉀、卷曲霉素減量甚至停用卷曲霉素才能得以緩解；16例（43%）出現(xiàn)耳毒性，其中2例廣泛耐藥結(jié)核病患者經(jīng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)6 kHz、8 kHz頻率雙側(cè)感覺(jué)神經(jīng)性聽(tīng)力損失但未出現(xiàn)永久性損傷；預(yù)測(cè)生存分析結(jié)果顯示，僅使用卷曲霉素治療的MDR-TB患者90 d內(nèi)未發(fā)生聽(tīng)力損失的概率為0.99〔95%CI（0.95，1.00）〕，超過(guò)180 d未發(fā)生聽(tīng)力損失的概率為0.97〔95%CI（0.86，0.99%〕。目前，臨床上已根據(jù)包括卷曲霉素在內(nèi)的耳毒性藥物誘導(dǎo)的毛細(xì)胞損失的細(xì)胞和分子機(jī)制而發(fā)現(xiàn)許多潛在的解毒劑或預(yù)防性治療方法，其中以抵抗活性氧和自由基為主［23］。

研究表明，結(jié)核病患者使用卷曲霉素治療期間電解質(zhì)紊亂與腎損傷有關(guān)［22，24-25］，而在常規(guī)、快速、可靠血液監(jiān)測(cè)不可行的情況下，卷曲霉素腎毒性可能導(dǎo)致低鉀血癥、腎衰竭甚至死亡［22，25-27］。潘洪秋等［28］通過(guò)對(duì)20例連續(xù)使用卷曲霉素治療6個(gè)月的耐多藥肺結(jié)核患者進(jìn)行追蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其腎損傷發(fā)生率為60%。需要指出的是，在臨床相關(guān)卷曲霉素藥物濃度下，腎小管細(xì)胞吸收卷曲霉素存在飽和現(xiàn)象［29］，因此臨床上可通過(guò)更低頻率的卷曲霉素給藥策略而降低其潛在的腎毒性［30］。

通常情況下，卷曲霉素治療MDR-TB的劑量為15～20 mg·kg-1·d-1，主要通過(guò)肌肉或靜脈給藥，療程至少為6個(gè)月，耐受性良好者卷曲霉素療程可能長(zhǎng)達(dá)2年。由于卷曲霉素給藥過(guò)程相當(dāng)痛苦，因此已有研究嘗試改變卷曲霉素給藥途徑，如隨著粒狀藥物遞送研究進(jìn)展卷曲霉素制劑成為第一種可用作吸入、臨床研究的微粒干粉狀抗結(jié)核藥物，繼而使通過(guò)氣霧劑遞送較低劑量卷曲霉素并成功治療MDR-TB成為可能，因此卷曲霉素干粉制劑有良好的發(fā)展前景，尤其是在兒童耐藥結(jié)核病中。DHARMADHIKARI等［31］研究表明，健康成年志愿者吸入卷曲霉素干粉制劑安全、可行且耐受性較好，但由于該研究納入的主要是健康成年男性且肺功能正常，而其吸入卷曲霉素干粉制劑的藥代動(dòng)力學(xué)可能與有或無(wú)肺部疾病及其他合并癥的肺結(jié)核患者完全不同，因此該研究雖有一定參考價(jià)值，但仍存在局限性。

3 耐藥機(jī)制

卷曲霉素的耐藥機(jī)制主要與基因突變有關(guān)，卷曲霉素耐藥相關(guān)基因主要包括rrs基因（Rvnr01）、tlyA基因（Rv1694）、eis基因（Rv2416c）。此外，外排泵也是卷曲霉素耐藥機(jī)制之一。

3.1 rrs基因 rrs基因編碼16S rRNA，導(dǎo)致卷曲霉素耐藥的最常見(jiàn)的突變位點(diǎn)為A1401G［13，32］，且A1401G位點(diǎn)突變可導(dǎo)致卷曲霉素與阿米卡星和/或卡那霉素交叉耐藥［23，33］。C1402T和G1484T是目前報(bào)道較多的導(dǎo)致卷曲霉素耐藥的突變位點(diǎn)［34-36］。MALINGA等［37］在卷曲霉素單耐藥菌株或卷曲霉素、卡那霉素及阿米卡星交叉耐藥菌株中發(fā)現(xiàn)rrs基因G878A突變，且這一新的突變與歐美X3譜系相關(guān)，這有助于提高卷曲霉素耐藥檢測(cè)靈敏度。

3.2 tlyA基因 tlyA編碼2'-O-甲基轉(zhuǎn)移酶并通過(guò)在16S rRNA螺旋44中的核苷酸C1409及在23S rRNA螺旋69中的核苷酸C1920甲基化而發(fā)揮作用，tlyA基因突變導(dǎo)致甲基化丟失可造成卷曲霉素耐藥［38］。SOWAJASSATAKUL等［39］研究發(fā)現(xiàn)兩株耐卷曲霉素菌株tlyA基因第539位T→G核苷酸取代而導(dǎo)致第180位密碼子氨基酸從賴氨酸變?yōu)榫彼幔↙→R），1株耐卷曲霉素菌株tlyA基因第49位核苷酸插入GC而導(dǎo)致移碼突變、氨基酸大小從268減少至26，提示上述兩種機(jī)制與卷曲霉素耐藥相關(guān)；此外，該研究還發(fā)現(xiàn)了tlyA基因A33G位點(diǎn)突變，但由于耐藥菌株和敏感菌株中均存在A33G突變，因此尚不能證實(shí)tlyA基因A33G位點(diǎn)突變與卷曲霉素耐藥相關(guān)。

3.3 eis基因 eis基因編碼氨基糖苷類乙酰轉(zhuǎn)移酶，改變eis基因表達(dá)水平的啟動(dòng)子突變是導(dǎo)致卷曲霉素耐藥的主要原因［40-41］。JNAWALI等［40］在 eis基因開(kāi)放閱讀框架內(nèi)發(fā)現(xiàn)Thr70Ala、Thr25Ala突變并證實(shí)其與卷曲霉素耐藥有關(guān)。eis基因其他常見(jiàn)突變位點(diǎn)還有C-14T、G-10C、G-10A 、C-12T，但這些位點(diǎn)突變不僅與卷曲霉素耐藥相關(guān)，還與阿米卡星及卡那霉素耐藥相關(guān)［33，37］。

3.4 外排泵 外排泵也稱轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，分為5個(gè)超家族。MALINGA等［37］在卷曲霉素、阿米卡星、卡那霉素交叉耐藥菌株中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)外排泵即Rv1258c（Y177H）和Rv0194（G170V和R83G）突變，其中Rv0194屬ATP結(jié)合盒（ABC）家族，而ABC的共同特征是由兩個(gè)疏水性跨膜結(jié)構(gòu)域（MSD）與兩個(gè)細(xì)胞質(zhì)核苷酸結(jié)合域（NBDs）相關(guān)聯(lián)，繼而利用ATP水解產(chǎn)生的能量輸出基質(zhì)；RV1258c屬主要促進(jìn)者超級(jí)家族（MFS），其特征是利用質(zhì)子動(dòng)力（H+或Na+）外排基質(zhì)［42］。

4 小結(jié)與展望

卷曲霉素在MDR-TB化療方案中是有益的，但考慮到卷曲霉素全身給藥（肌肉或靜脈途徑）、毒副作用及患者依從性差等問(wèn)題，因此局部用藥如卷曲霉素干粉制劑等具有良好的發(fā)展前景，而對(duì)卷曲霉素耐藥機(jī)制的深入研究有助于指導(dǎo)臨床用藥、更好地治療耐藥結(jié)核病。