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目的:研究对碳青霉烯类药物耐药或中介耐药的肠杆菌科细菌的耐药机制,探讨碳青霉烯类耐药基因的传播机制。
方法:⑴收集临床对碳青霉烯类药物耐药或中介耐药的肠杆菌科细菌,用琼脂扩散法和琼脂稀释法进行抗菌药物敏感性试验。⑵采用肠杆菌科基因间重复性一致序列-聚合酶链式反应(Enterobacterial repetitive intergenic consensus-polymerase chainreaction ERIC-PCR))研究碳青霉烯类耐药株分子流行病学特征。⑶用改良Hodge试验和EDTA—Na2协同试验分析水解β-内酰胺类药物的耐药酶的性质;提取菌株DNA进行特异性PCR扩增测序检测介导耐药的相关基因。⑷提取耐药菌株外膜蛋白,用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺电泳(SDS-PAGE)分析耐药株外膜蛋白的改变情况。⑸提取质粒后电泳分析,按片段大小回收DNA进行特异性PCR扩增测序对耐药基因位置进行定位;质粒接合、转化及消除试验检测编码耐药基因质粒的可移动性。⑹用限制性内切酶EcoRI对碳青霉烯酶基因编码质粒进行酶切分型。⑺根据KPC-2基因设计测序引物,根据EcoRI分型选取若干质粒测序初步分析耐药基因遗传背景。
结果:①79株菌对碳青霉烯类药物均表现为耐药或中介耐药,质粒接合、转化试验成功将其碳青霉烯类药物的耐药性传递给其对应的转移接合子和质粒转化子。②79株菌中71株检出KPC-2型基因,ESBLs基因检出率非常高。③根据ERIC-PCR分型,43株产KPC-2酶的肺炎克雷伯菌分为6个亚型;19株产KPC-2酶的大肠埃希菌分为7个亚型;3株产KPC-2酶的粘质沙雷菌属于1个克隆型;3株产KPC-2酶的摩根摩根菌也属于1个克隆型。④79株菌中8株均对碳青霉烯类药物表现出低水平的耐药或中介耐药但未检出相关碳青霉烯酶基因,同时改良Hodge试验呈弱阳性表型。经外膜蛋白电泳分析与对照株相比此8株细菌缺失或表达降低一种或数种外膜蛋白。⑤71株产KPC-2酶的肠杆菌科细菌均通过接合或转化实验获得相应的转移接合子和质粒转化子,消除质粒后菌株恢复对药物的敏感性。回收质粒电泳片段特异性PCR扩增测序证实耐药基因位于相应质粒上。⑥71株产KPC-2酶的肠杆菌科细菌及其相应的转移接合子和质粒转化子均成功提取出质粒,质粒大小多集中在60kb左右。根据EcoRI酶切电泳图谱71株转移接合子和质粒转化子blαKPC-2基因编码质粒共分为11个亚型。⑦Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅳ型、Ⅴ型、Ⅵ、Ⅶ型和Ⅹ型质粒KPC-2基因周围序列均相同,且与已报道的KPC基因的遗传背景----复合转座子部分序列完全一致。
结论:⑴我院肠杆菌科细菌对碳青霉烯类药物耐药的主要机制是产KPC-2酶。⑵改良Hodge试验弱阳性结果不能决定菌株是否产碳青霉烯酶,产ESBLs的菌株可以导致改良Hodge试验出现假阳性的结果。弱阳性株需通过耐药基因检测才能确定是否产产碳青霉烯酶。⑶产ESBLs和合并外膜蛋白的缺失或减少可引起菌株对碳青霉烯类药物表现出低水平的耐药或中介耐药。⑷我院KPC-2基因在肠杆菌科细菌的扩散方式主要有三种机制,菌株的克隆传播、质粒的水平传递以及由可移动的变异序列介导在不同质粒间转移;其中以前两种方式传播方式为主,而第三种方式最为复杂,推测是导致携带blαKPC-2质粒呈现一定程度的多样性的因为。