rpoB

概述

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    结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis，MTB)，简称结核杆菌，是人类历史上最“悠久”，对人类威胁最大的病原体之一，是结核病的元凶，可累及全身多个器官，以肺结核最为常见。据世界卫生组织报道，全球有活动性肺结核病人约2000万，每年新发结核病人约800-1000万，约有300万人死于结核病，且80%以上的患者都是15～49岁的青、壮年。

    利福平(rifampicin，RFP)，其化学名为3-[[(4-甲基-1-哌嗪基)亚氨基]甲基]-利福霉素，分子式为C43H58N4O12，分子量为822.95(图1)。利福平是利福霉素的半合成衍生物，通过与细菌RNA聚合酶β亚基结合，干扰细菌的转录过程，实现杀菌效果。

                                                                           图1 利福平化学结构式

基因结构

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    rpoB基因是细菌RNA聚合酶β亚基的编码基因，为单拷贝基因，序列高度保守。结核分枝杆菌的rpoB基因全长3,519bp。rpoB基因突变一般是单个碱基突变或数个碱基联合突变，主要集中在507-533密码子位点的81bp核心区域，即RFP的耐药决定区(RRDR)，因而可以通过分析菌株的基因型来判断细菌对RFP的敏感性。

利福平的作用机理

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    利福平(RFP)通过与细菌RNA聚合酶β亚基(rpoB)结合，干扰细菌的转录过程，实现杀菌效果。rpoB基因核心区域发生突变时，利福平不能与RNA聚合酶β亚基结合，导致细菌对利福平耐受。遗传互补法证实了rpoB突变与耐利福平间的因果关系，即将突变的rpoB基因借助结核分枝杆菌穿梭质粒导入对利福平敏感的耻垢分枝杆菌LR222后，该菌出现了高度耐利福平。突变一般集中在rpoB的507-533位27个氨基酸密码子81 bp组成的高度保守区域(RRDR)内，95％左右的RFP耐药菌株都包含了这一区域的突变。rpoB基因突变已作为MTB耐RFP的遗传标志，其中以531位Ser→Leu突变最常见，因此可以把检测这个区域的突变作为一种检测结核杆菌耐RFP简易、快速的方法，通过对rpoB突变的检测可以判断细菌对利福平的敏感性。另外由于异烟肼和利福平是临床最常用的药物，有作者报告90%-95%耐利福平株同时也耐异烟肼，因而单独进行利福平敏感性分析也可作为耐多药的筛选指标[1-3]。