耐药产生机理和控制策略

1.1 million (11%)
Estimated number of deaths
1.8 million*
0.4 million
580,000
Source：WHO Global TB Report 2016
250,000
* Including deaths attributed to HIV/TB
耐药产生机理和控制策略
一、耐多药/耐利福平疫情和发现情况
The Global burden of TB, 2015
Estimated number of cases
10.4 million
• 1 Million children
• 3 Million women • 6.4 Million men
• 张志健、赵雁林，全国耐药监测数据： 26.1%（98/307）基因成簇，表示 26.1%MDRTB患者是由其他MDRTB近期传 播造成的
Journal of Infection 2015
高谦，上海32%MDRTB 是由其他MDRTB近期传播造成的
Transmission of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis in Shanghai lancet Infect Dis 2016
• β亚基蛋白（RpoB）编码基因 rpoB的突变 是利福平耐药性主要原因（96%）
ＰＺＡ耐药基因
• 72%结核分枝杆菌吡嗪酰胺耐药菌株存在编 码吡嗪酰胺酶的pncA基因突变、缺失或置 换。
• ＭＤＲ－ＴＢ中约５０％ＰＺＡ耐药，因 此在２０１４新版中，选药原则中，ＰＺ Ａ在第四组药物之后
ＳＭ耐药基因
INH RFP SM EMB PZA INH+RFP
1 /105-106
1 /107-108 1 /105-106 1 / 105-106 1 / 102-104 1 /1012-1014
细菌数越多，出现耐药突变的几率就越大
空腔内的活菌数量可能超过了108
• 获得性耐药：由于医务人员提供化疗方案不合理 、患者依从性差、药品质量差等原因造成的。
按生长代谢速度分为A、B、C、D四群。
A：代谢旺盛的快速生长菌群。多存在于巨噬细胞外的空洞 或干酪病灶中。多数抗结核药物对其有效，其中异烟肼的 作用最强，利福平次之
B：巨噬细胞内酸性环境中生长缓慢的菌群。吡嗪酰胺对该 菌群最敏感，发挥作用最强
C：大部分时间处于休眠状态，仅有短暂突发性旺盛生长的 菌群。利福平对该菌群的作用最佳
II.早期发现和高质量治疗耐药患者
III. 加强感染控制措施
IV. 加强和监管卫生系统
− 规范诊断和治疗 − 加强药品质量 − 法定传染病管理
V. 解决潜在的危险因素和社会因素（减免政策等）
控制耐多药结核病疫情
发现和治愈 敏感肺结核
发现和治愈 耐药肺结核
控制传播
提升基 础DOTS
规范治 疗
实验室 能力建
INH的耐药基因
• 设定的耐药浓度 1.0和10ug/ml两个浓度
低浓度耐药基因为：inh A基因(21-34%），与
丙硫异烟胺交叉耐药
高浓度耐药基因：Kat G(42-58%） 其他：ahopc等
RFP耐药基因
• 利福平的结合靶位是β亚基。利福平和β亚 基蛋白结合后，阻碍信使RNA合成的起始， 影响转录过程的继续，最终阻断结核分枝 杆菌蛋白合成。
>100
340 000
132 120
39
* 摘自Global tuberculosis report 2016
全球耐多药肺结核治疗情况
国家
MDR-TB登记 MDR-TB
数
治疗数
巴西
1197
619
金砖 五国
俄罗斯 印度 中国
17 132 28 876 9 662
26 756 26 966 5 691
• 利福平耐药（Rifampicin resistance，RR）: 采用表型 或基因型方法检测到对利福平耐药，伴随或不伴随 对其他抗结核药物的耐药。包括对利福平任何耐药 ，不论是单耐药、多耐药、耐多药或广泛耐药。
三、耐药结核病产生机理
• 虽然结核分枝杆菌产生耐药突变是由其本 身生物学特征决定，自然状态下耐药突变 是偶发的，尤其是对多种药物同时耐药几 乎是不可能的，但是临床上耐药菌株、耐 多药菌株并不罕见，甚至出现了对所有抗 结核药物均耐药的的菌株，使结核病控制 面临严重的挑战。在耐药结核病演变过程 中，治疗、管理不当，是耐药结核病产生 的重要的促进因素
结核药物剂量低于最小抑菌浓度
药物A低于抑菌药物浓 度期间的重新生长
活杆菌 的数量
耐A的突变株
杀菌阶段 Mitchison DA. Int J Tuberc Lung Dis 1998; 2:10-15
重新生长
四、应对的技术策略
I. 早期发现和高质量治疗敏感患者
- 医生处方合理 - 药品质量合格 - 患者依从性好
链霉素耐药分离株的累计率
%
BMRC. Br Med J 1948
Slide Courtesy:
治疗开始后的天数
不规范治疗是导致获得性耐药的主要原因
耐多药形成与公共卫生系统和医院不充分治疗有关， 尤其结核病医院
敏感结核病
耐药结核病
未选择的结核菌群
S
E
R
H
E S
H E
** Naturally Mutations result in drug resistance are quite rare
D：菌群为完全休眠菌。
活性程度 高
低
抗结核药物的活性分级
耐药性预防
异烟肼 利福平 乙胺丁醇 链霉素 吡嗪酰胺 氨硫脲
早期杀菌
异烟肼 乙胺丁醇 利福平 链霉素 吡嗪酰胺 氨硫脲
灭菌
利福平 吡嗪酰胺 异烟肼 链霉素 氨硫脲 乙胺丁醇
Mitchison DA. Tubercle 1985; 66:219-225
南非
19 613
12 527
全球
132 120 124 990
* 摘自Global tuberculosis report 2016
纳入治疗率 治疗成功率
（%）
（%）
52
52
>100
48
93
46
59
55
64
48
95
52
二、耐药结核菌的基本概念
耐药菌（drug resistance）：
• 药物通过干扰细菌代谢等方式杀灭或抑制 细菌的生长繁殖，起到治疗作用
单药治疗
具有强大抗结核作用的药物的单独应用时，其迅速杀 灭了对其敏感的菌株，使已经产生突变的菌株得以留 存，并逐渐发展成为病灶中的优势菌，导致敏感结核 病演变为耐药结核病
间歇疗法------理论之一
由于每种药物的迟滞期不同，在间歇治疗中一旦 出现漏服药物情况，则可能会造成实际上的单药 治疗，最终演变为耐药结核病
农村耐药结核病传播情况
• 上海复旦大学胡屹在浙江德清县和江苏灌 云县223例耐药结核病患者，62株基因成簇 。表示27.8%（62/223）近期感染。
• 农村地区耐药结核病传播呈现以村落为单 位、小范围、散发。
耐药突变株的选择和传播
传播
传播
潜伏敏感 性结核
敏感性结核
耐药 结核
不充分治疗
耐药潜伏 结核
耐多药结核病形成
• 耐多药结核病是由耐不同药物突变菌株基因连 续突变积累的结果
➢ 敏感 ➢对一种药物耐药（获得性） ➢再对另外一种药物耐药（扩增）
宿主内获得和耐药扩增
宿主间传播
宿主间传播
敏感
耐INH
耐多药结核
氟奎诺酮耐多药 结核
广泛耐药结核
Mitchson的菌群学说
化疗原则的细菌学基础
• Mitchson的菌群学说
– 医务人员提供化疗方案不合理 – 患者治疗依从性差（中断治疗或间歇治疗） – 药品供应中断、药品质量差
病例 编号
出现耐药性的时间
启动治疗后的天数
最近一次培养结果为敏感的 日期
提示
中点 第一次培养结果为耐药的日期
British Medical Research Council, BMJ 1948; 2:769-783
• ３0S亚基S12的编码基因rpsL突变（70%）是 结核分枝杆菌链霉素耐药性的主要机制。
• 遗传研究同时发现, 16SrRNA编码基因rrs突 变（8-21%）也介导其对链霉素的耐药性， rpsL和rrs基因表达出中高度耐药水平。
ＥＭＢ耐药
• 结核分枝杆菌临床乙胺丁醇耐药菌株中65% 以上和emb基因及基因间隔区突变有关，并 和高耐药水平相关。
• 细菌的基因在进化中随机发生突变，如药 物与细菌衔接的位点已发生突变，则将导 致该药物无法发挥作用，即细菌对药物的 不敏感性
• 突变是细菌的特征之一，它是随机、自发 和无定方向的，无需要药物的存在。
• 临床耐药菌的出现是治疗过程中药物对敏 感菌群淘汰，使得耐药菌群存留并增殖而 最终成为病灶中的优势菌群
• 2. 耐多药结核病发现策略
− 耐药筛查人群 − 耐药检测方法 − 未纳入治疗原因
• 3.耐多药结核病治疗和管理模式
− 短程化疗方案 − 24月方案
• 4. 耐多药结核病管理和关怀措施
✓ 主权支持、身体支持、心理支持、经济支持
“治疗选择”方法
SL LPA
BDQ/ DLM
Vivian Cox, Asia Regional PV Workshop, April 2017
南非 3.5 2.8–4.2
7.1 5.3–8.9
全球平均 3.9 2.7–5.1
21
* 摘自Global tuberculosis report 2016
15–28
估算
占全球
MDR/RRTB数 患者比
例（%）
2 300
0.4
60 000
10
130 000
22
70 000
12
20 000
3
580 000
不规律治疗
重新生长开始
活杆菌 的数量
药物A导致的迟滞
耐A的突变株
药物B导 致的迟滞
杀菌阶段 Mitchi来自百度文库on DA. Int J Tuberc Lung Dis 1998; 2:10-15
重新生长
方案设计不当
采用作用机制不同的抗结核药物，可以杀灭病灶中不同生长状态的 结核分枝杆菌，方案中必需包括杀灭细胞内和细胞外Mtb才可以杜绝 复发和失败。因此方案的组成需要由作用机制不同的药物搭配，以 期杀灭病灶中的所有菌群，
-
全球MDR/RR-TB登记情况
国家
巴西
金砖五 国
俄罗斯 印度 中国
南非
全球
登记肺结核患者中 MDR/RR-TB登 登记数占估算数
MDR/RR-TB估算数
记数
的比例（%）
1 900
1 197
63
42 000
17 132
41
79 000
28 876
37
57 000
9 662
17
10 000
19 613
设
新诊断工具 MDR-TB标准化 诊断、治疗管 理
立法：传染性 MDRTB隔离治疗、 限制旅行
加强医院感染 控制
保障措施
立法控制 传播
加强专项经 费：筛查费、
药品费
落实医保 政策
药品招标 和采购
人员培训
MDR-TB发现-重大专项地区
复治涂阳 55%
新涂阳 45%
早期发现和高质量治疗耐药患者
• 1.耐多药结核病防治服务体系
氟喹诺酮耐药
• 70%的临床结核分枝杆菌氟喹诺酮耐药菌株 是gyrA突变的结果，
• 94编码子的天冬氨酸为丙氨酸、天冬酰胺、 组氨酸酪氨酸等所置换突变占耐药突变株 的42%。
天然耐药性：对某种药物天然具有耐药性 −基因组内含有许多潜在的耐药决定子 −牛分枝杆菌对吡嗪酰胺天然具有耐药性
药物作用位点发生天然突变的频率
出现耐异烟肼的结核菌群
E H
H H
S
H
H
R H
H
HH
H
H
E
H
H H
S HR
H
H
E H
H S
H
H
H
R
H
H
H
H
Regimen: Htreated with regimen with only one effective TB medicine
• 原发耐药是指直接感染耐药菌株而导致的耐药
− 患者从未接受过抗结核治疗 − 患者抗结核治疗不足一个月
全球MDR/RRTB疫情情况
新患者中
复治患者中
国家
MDR/RRTB 比例
MDR/RRTB 比例
%
95%CI
%
95%CI
巴西 1.5 1.1-1.9
8
5.9-10
俄罗斯 22 金砖
印度 2.5 五国
中国 6.6
14–25 2.1–3.1 5.3–7.9
53 40–59 16 14–18 30 25–34
• 单耐药（Mono-resistance）：对一种一线抗结核药 物耐药。
• 多耐药（Poly-resistance, PR）：对一种以上一线抗 结核药物耐药（同时耐异烟肼和利福平除外）。
• 耐多药（Multidrug-resistance, MDR）：至少对异烟 肼和利福平耐药。
• 广泛耐药（Extensive drug-resistance, XDR）：除了 耐多药外，还对任何一种氟喹诺酮类药物及对三种 二线抗结核药物注射剂（卷曲霉素、卡那霉素和丁 胺卡那霉素）中的至少一种耐药。