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随着抗菌药物的不断使用,细菌也进化出多种耐药机制以抵抗相应药物的作用,其产生的耐药机制主要包括4种,分别为:①产生一种或多种灭活酶,例如β内酰胺酶、氨基糖苷类抗菌药物钝化酶、氯霉素乙酰化酶等;②改变抗菌药物作用的靶位,例如改变万古霉素的作用靶位、喹诺酮类药物作用靶位等;③改变细菌细胞膜的通透性,例如形成生物被膜和丢失部分通道蛋白。④细菌主动外排机制。而携带这些耐药机制的基因可随质粒在不同细菌中进行传播,使耐药基因在细菌中不断积累,最终产生对所有常用的抗菌药物全部耐药的泛耐药菌株,即“超级细菌”。质粒作为耐药基因传播的主要载体,使耐药基因不断传播和变异,因此深入了解和比较质粒的结构特点,对耐药基因的追踪溯源具有一定价值。
本研究主要目的是探索目前中国IncR型质粒的保守结构和耐药区的差异与变化。前期收集大量菌株,通过各项基础筛查和数据库筛选,最终选定本实验室分离,来自中国不同医院的3株菌株中的IncR型质粒以及来自Genbank数据库中分离自中国菌株的5个IncR型质粒进行比较基因组学分析。本实验室分离的3株菌株情况如下,肺炎克雷伯菌13190、阴沟肠杆菌30860、弗劳地枸橼酸杆菌02085。其中13190于2013年分离自中国杭州一所教学医院一名72岁老年男性肺部感染患者的血液标本;30860于2013年分离自广州一所教学医院52岁老年男性血流感染患者的血液标本;02085分离自北京一所公立医院一名55岁男性血流感染的血液标本。菌株的菌种通过16SrRNA基因进行鉴定,利用VITEK2仪器测定菌株的抗菌药物敏感性,电转化实验得到相应的电转子。使用Qiagen大提试剂盒提取菌株13190、30860和02085的基因组,通过PacBioRSII测序仪和HiSeq测序仪进行测序。测序获得IncR质粒全序后,与其他5个来自中国的IncR型质粒pHN84KPC、pSH-01、pK245-tetA、pKPC_P16、pKPC-LK30进行比较基因组学分析。
肺炎克雷伯菌13190、阴沟肠杆菌30860、弗劳地枸橼酸杆菌02085均为多重耐药菌,均对碳青霉烯类药物、β-内酰胺类药物、喹诺酮类药物和四环素类药物耐药。三株菌均携带IncR型质粒,这三个质粒均可通过电转化实验进入受体菌大肠埃希菌EC600中,分别获得电转子13190-tetA-EC600、30860-tetA-EC600和02085-tetA-EC600。全基因组测序后从上述三株菌株中获得IncR型质粒的全序后,同GenBank中下载的pHN84KPC、pSH-01、pK245-tetA、pKPC_P16、pKPC-LK30质粒全序进行质粒结构的精细注释和比较基因组学分析后发现,这8个质粒均为IncR型质粒,具有保守骨架区结构:repB、parAB、umuCD、retA和resD。质粒骨架分别整合不同的耐药区域,包括MDR区、blaKPC-2区和?Tn1721–sil区。这些耐药区域在retA基因和vagD基因之间的插入,导致了骨架区vagCD基因缺失。除此之外,在这些耐药区域中,存在一个或多个维持质粒复制稳定的基因。本研究通过对中国IncR型质粒的结构进行精确注释,确认其结构及携带的耐药基因特征,从而为探究耐药菌和耐药质粒的传播规律提供一定依据。
本研究主要目的是探索目前中国IncR型质粒的保守结构和耐药区的差异与变化。前期收集大量菌株,通过各项基础筛查和数据库筛选,最终选定本实验室分离,来自中国不同医院的3株菌株中的IncR型质粒以及来自Genbank数据库中分离自中国菌株的5个IncR型质粒进行比较基因组学分析。本实验室分离的3株菌株情况如下,肺炎克雷伯菌13190、阴沟肠杆菌30860、弗劳地枸橼酸杆菌02085。其中13190于2013年分离自中国杭州一所教学医院一名72岁老年男性肺部感染患者的血液标本;30860于2013年分离自广州一所教学医院52岁老年男性血流感染患者的血液标本;02085分离自北京一所公立医院一名55岁男性血流感染的血液标本。菌株的菌种通过16SrRNA基因进行鉴定,利用VITEK2仪器测定菌株的抗菌药物敏感性,电转化实验得到相应的电转子。使用Qiagen大提试剂盒提取菌株13190、30860和02085的基因组,通过PacBioRSII测序仪和HiSeq测序仪进行测序。测序获得IncR质粒全序后,与其他5个来自中国的IncR型质粒pHN84KPC、pSH-01、pK245-tetA、pKPC_P16、pKPC-LK30进行比较基因组学分析。
肺炎克雷伯菌13190、阴沟肠杆菌30860、弗劳地枸橼酸杆菌02085均为多重耐药菌,均对碳青霉烯类药物、β-内酰胺类药物、喹诺酮类药物和四环素类药物耐药。三株菌均携带IncR型质粒,这三个质粒均可通过电转化实验进入受体菌大肠埃希菌EC600中,分别获得电转子13190-tetA-EC600、30860-tetA-EC600和02085-tetA-EC600。全基因组测序后从上述三株菌株中获得IncR型质粒的全序后,同GenBank中下载的pHN84KPC、pSH-01、pK245-tetA、pKPC_P16、pKPC-LK30质粒全序进行质粒结构的精细注释和比较基因组学分析后发现,这8个质粒均为IncR型质粒,具有保守骨架区结构:repB、parAB、umuCD、retA和resD。质粒骨架分别整合不同的耐药区域,包括MDR区、blaKPC-2区和?Tn1721–sil区。这些耐药区域在retA基因和vagD基因之间的插入,导致了骨架区vagCD基因缺失。除此之外,在这些耐药区域中,存在一个或多个维持质粒复制稳定的基因。本研究通过对中国IncR型质粒的结构进行精确注释,确认其结构及携带的耐药基因特征,从而为探究耐药菌和耐药质粒的传播规律提供一定依据。