Analysis of gene mutation characteristics of isoniazid-resistant Mycobacterium tuberculosis in China

doi:10.19982/j.issn.1000-6621.20210573

Abstract

Abstract:

Objective: To clarify the gene mutation characteristics of isoniazid (INH)-resistant Mycobacterium tuberculosis in China. Methods: We searched for literatures on INH-resistant gene mutations of Mycobacterium tuberculosis in China in PubMed, CNKI, Wanfang, and Weipu databases, and then conducted integrated analysis on mutation points and types of mutations, and numbers of amino acid changes reported in the literatures. Results: A total of 69 Chinese and English literatures were included with data of 6393 strains of isoniazid-resistant Mycobacterium tuberculosis within which 95.71% (6119/6393) had gene mutations or deletions. Among them, katG, inhA, and ahpC were most frequently observed mutation genes, accounting for 77.57% (4959/6393), 15.20% (972/6393), 3.69% (236/6393) of all strains respectively. Single gene single point mutations accounted for 87.80% (5613/6393), and combined mutations accounted for 12.20% (780/6393). katG315, katG463 and inhA15 mutations accounted for 56.22% (3594/6393), 10.03% (641/6393) and 10.10% (646/6393) of all strains respectively. The most common form of mutation was C→T, accounting for about 10.03% (641/6393). Conclusion: The most common mutated genes of isoniazid-resistant Mycobacterium tuberculosis were katG, inhA, ahpC, while the most mutated codons were katG315, katG463, inhA15 in China.

Key words: Mycobacterium tuberculosis, Isoniazid, Drug resistance,tuberculosis, Genotype

CLC Number:

R52
R378.91

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Figures/Tables 5

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菌株来源	数量(株)	菌株来源	数量(株)	菌株来源	数量(株)
江苏南京^[2]	59	福建^e[25]	75	陕西西安^[48]	139
江苏苏州^[3]	42	福建^f[26]	67	山西长治等^[49]	92
湖北宜昌^[4]	2271	福建福州^g[27]	999	河南^[50]	115
湖北武汉^[5]	69	福建福州^h[28]	352	河北石家庄^[51]	76
浙江^[6]	120	福建龙岩^[29]	411	河北^[52]	1017
浙江^[7]	110	海南^[30]	94	北京^[53]	128
浙江宁波^[8]	455	湖南长沙^[31]	1031	北京^[54]	153
浙江杭州^[9]	53	重庆^[32]	208	北京^[55]	121
浙东地区^[10]	1064	深圳^[33]	151	北京^[56]	4584
江浙地区^[11]	399	深圳^i[34]	136	北京怀柔^[57]	235
安徽^[12]	114	深圳^j[35]	83	天津^[58]	822
安徽^[13]	114	深圳^k[36]	303	天津^[59]	139
安徽^[14]	80	广西百色^[37]	98	山东^[60]	265
安徽合肥^a[15]	108	江西南昌^[38]	77	长春^[61]	671
安徽合肥^b[16]	86	广东^[39]	160	青海^[62]	198
安徽合肥^c[17]	80	广州^[40]	206	西藏^[63]	413
安徽六安^[18]	65	江西^[41]	1447	新疆^[64]	99
贵州贵阳^[19]	31	上海^[42]	322	乌鲁木齐^[65]	273
贵州遵义^[20]	127	香港^[43]	30	华东地区^[66]	429
贵州遵义^[21]	87	台湾^[44]	324	3省^l[67]	144
四川^[22]	173	吉林^[45]	370	11省(市、自治区)^m[68]	183
四川绵阳^[23]	586	陕西^[46]	518	5省^n[69]	137
福建^d[24]	61	陕西^[47]	124	23省(市、自治区)^o[70]	257

突变基因	单突变菌株数(株)	构成比(%)	突变基因
katG	4305	67.34	iniB	32	0.50
katG	4305	67.34	iniC	8	0.12
inhA	678	10.61	iniC	8	0.12
inhA	678	10.61	其他^a	319	4.99
ahpC	194	3.03	其他^a	319	4.99
ahpC	194	3.03	katG+katG^b	318	4.97
kasA	51	0.80	katG+katG^b	318	4.97
kasA	51	0.80	katG+inhA	294	4.60
ndh	18	0.28	katG+inhA	294	4.60
ndh	18	0.28	katG+ahpC	42	0.66
efpA	3	0.05	katG+ahpC	42	0.66
efpA	3	0.05	其他组合^c	126	1.97
iniA	5	0.08	其他组合^c	126	1.97
iniA	5	0.08	合计	6393	100.00

地区	菌株数 (株)	构成比 (%)	耐INH	构成比 (%)	katG基因	构成比 (%)	inhA基因	构成比 (%)
中部	5657	22.97	1107	17.32	863	17.40	332	34.16
东部	6475	26.30	2254	35.26	1860	37.51	345	35.50
西部	1380	5.60	481	7.52	334	6.74	50	5.14
南部	373	1.51	128	2.00	75	1.51	19	1.95
北部	9932	40.32	1910	29.88	1394	28.11	143	14.71
未分区^a	813	3.30	513	8.02	433	8.43	83	8.54
合计	24630	100.00	6393	100.00	4959	100.00	972	100.00

突变基因	密码子	氨基酸改变	菌株数(株)	突变基因	密码子	氨基酸改变	菌株数(株)
katG	315	-	-	inhA	15	-	-
katG	AGC→ACC	Ser→Thr	1449	inhA	C→T	-	641
katG	AGC→ACC	Ser→Trp	3	inhA	未明确	-	5
katG	AGC→ACC	未明确	602	inhA	8	-	28
katG	AGC→AAC	Ser→Asn	125	inhA	17	-	1
katG	AGC→AAC	Gly→Asn	7	inhA	18	-	3
katG	AGC→AAC	未明确	42	ahpC	10	-	22
katG	AGC→ACA	Ser→Thr	9	ahpC	9	-	9
katG	AGC→ACA	Ser→Trp	1	ahpC	6	-	9
katG	AGC→ACA	Gly→Thr	1	ahpC	39	-	9
katG	AGC→ATC	Ser→Lie	6	ahpC	93	-	5
katG	AGC→GGC	Ser→Gly	3	ahpC	32	-	2
katG	AGC→GGC	Gly→Gly	1	ahpC	其他^c	-	138
katG	AGC→ACG	Ser→Thr	3	kasA	312	-	2
katG	未明确	Ser→Thr	743	kasA	121	-	2
katG	未明确	Ser→Asn	150	kasA	387	-	3
katG	未明确	Ser→Met	120	kasA	413	-	1
katG	未明确	Ser→Arg	1	kasA	66	-	4
katG	缺失	-	13	kasA	17	-	1
katG	其他^a	-	315	kasA	30	-	1
katG	463	-	-	kasA	80	-	1
katG	CGG→CTG	Arg→Leu	384	kasA	130	-	1
katG	CGG→TGG	-	2	kasA	未明确	-	29
katG	未明确	-	255	kasA	缺失	-	6
katG	65	-	-	ndh	-	-	18
katG	GCC→GAC	A→D	1	efpA	-	-	3
katG	101			iniA	-	-	5
katG	CTG→CTA	L→L	1	iniB	-	-	32
katG	123			iniC	-	-	8
katG	GGG→AGG	G→R	1	katG+katG^d	-	-	318
katG	141	-	-	katG+inhA	-	-	294
katG	TTG→CTC	L→V	1	katG+ahpC	-	-	42
katG	234	-	-	其他组合^e	-	-	126
katG	GCG-GGG	-	1	其他^f	-	-	319
katG	其他^b	-	65