Молекулярные механизмы антибиотико-резистентности Helicobacter pylori

На сегодняшний день рост количества штаммов Helicobacter pylori ( H. Рylori ) резистентных к основным препаратам, используемым в схемах терапии первой линии, рассматривается как главная причина неудач лечения инфекции [1, 3, 6]. В общемировой популяции показатели распространенности резистентных штаммов H. Рylori варьируют в различных географических зонах в широких пределах, коррелируя с общей частотой применения антибиотиков в популяции [4, 5]. В основе механизмов формирования резистентности H. Рylori к антибактериальным препаратам преимущественно лежат точечные мутации, обуславливающие альтерацию механизмов действия антибиотиков. При этом спектр мутаций крайне гетерогенен, что определяется различными точками приложения (мишенями) антибактериальных средств, используемых в схемах эрадикационной терапии рассматриваемой инфекции [2, 4, 7].

Исследования механизмов резистентности H. Рylori к кларитромицину выявили наличие точечных хромосомных мутаций в регионе, кодирующем пепти-дил-трансферазу (основную мишень макролидов) в V домене 23S рРНК [2]. Наиболее часто встречающимися вариациями таких мутаций являются замена нуклеотидных последовательностей в позициях 2142 (A2142G и A2142С), 2143 (A2143G) [7, 9]. Замещение нуклеотидов в данных последовательностях приводит к снижению афинности макролидов к рибосомам бактериальной клетки, тем самым формируя резистентность. К текущему моменту также описаны и другие точечные мутации: A2115G, G2141A, T2117C, T2182C, T2289C, G224A, C2245T, C2611A, однако их клиническое значение в контексте антибиотикорезистентности пока не установлено, за исключением T2182C и C2611A, ассоциированных с низким уровнем резистентности к кларитромицину [2, 9].

Кроме вышеописанных изменений в формировании кларитромициновой резистентности может играть роль экспрессия эффлюкс-помп RND-семейства [7]. Эффлюкс помпы представляют собой белковые комплексы, обеспечивающие быструю транслокацию (выброс) лекарственного средства из бактериальной клетки наружу, тем самым не давая антибиотику связаться с рибосомой [2].

Механизмы устойчивости H. Рylori к производным нитроимидазола (метронидазол, тинидазол) мало изучены. Считается, что основной причиной резистентности к этой группе препаратов является невозможность антибактериального соединения преобразоваться в свою активную форму [2, 7]. Причинами данного феномена могут быть мутации гена rdxA , кодирующего кислород-нечувствительную нитроредуктазу и frxA , кодирующую флавиноксиредуктазу [4, 10]. Инактивация последних ведет к снижению трансформации (восстановления) метронидазола в активные дериваты (NO 2^- и NO 2^2- ), оказывающие повреждающее действие на структуру ДНК [2]. Тем не менее, описаны случаи резистентности H. Рylori к производным нитроимидазола не связанные с мутациями rdxA и frxA [10]. Предполагается, что часть из них могут быть обусловлены низкой активностью NADH-оксидазы или механизмами эффлюкса [7].

Основной причиной резистентности H. pylori к амоксициллину является мутации в гене pbp1A , кодирующем пенициллин-связывающий белок 1A (PBP1), ответственный за катализацию терминальной стадии образования пептидогликана клеточной стенки бактерий [2]. Наиболее часто с амоксициллиновой резистентностью ассоциированы три вариации замены аминокислот (Ser 414 на Arg, Thr 556 на Ser, и Asn 562 на Tyr) в структуре белка. Также описаны точечные мутации генов, кодирующих других представителей семейства пенициллин-связывающих белков (PBP2, PBP3 и PBP4), однако их роль в развитии резистентности к амоксициллину рассматривается как аддитивная [7, 11].

Кроме того определенную роль в формировании резистентности H. Рylori к амоксициллину могут играть механизмы, играющие роль в снижении проницаемости мембраны микроорганизма. Последнюю биологическую характеристику связывают с альтерацией функций белков наружной мембраны H. Рylori, кодируемых генами hopB и hopC [2, 7].

Основной причиной резистентности H. Рylori к тетрациклинам являются мутации в генах, кодирующих 16S рРНК ( rrnA и rrnB ) [4, 7, 13]. При этом наиболее частой мутацией считается замена нуклеотидного триплета AGA_926-928 → TTC, приводящая к снижению аффинности антибиотика к рибосоме на 2452% [13]. К другому механизму устойчивости к тетрациклину относят активность белка Tet(O), являющегося антагонистом антибиотика, препятствующим его связи с рибосомой и последующей остановке синтеза белка [2, 7].

Резистентность к антимикробным препаратам фторхинолонового ряда связана с изменениями нуклеотидных последовательностей в гене gyrA (в позициях 87, 88, 91), кодирующем субъединицу А бактериальной ДНК-гиразы [2, 8]. Значение мутаций гена gyrB в формировании резистентности к фторхинолонам является минимальным [7].

Механизмы устойчивости к рифабутину и нитрофуранам мало изучены. Предполагается, что механизм резистентности к рифабутину связан с точечными мутациями в гене rpoB , кодирующем β-субъединицу бактериальной РНК-полимеразы [2, 4, 7]. В свою очередь устойчивость к нитрофуранам может быть опосредована мутациями в генах porD и oorD , кодирующих δ-субъединицы пируват-флаводоксин-оксидоредуктазы и 2-оксоглутаратредуктазы соответственно [12].

Таким образом, в основе антибиотикорезистент-ности H. Рylori лежат единичные точечные мутации, а также механизмы эффлюкса, обуславливающие нарушение действия антибактериальных препаратов. Внедрение в клиническую практику молекулярно - генетических методов идентификации вышеописанных мутаций позволит более индивидуализировано подходить к лечению инфекции H. Рylori.