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近年来报道了一种质粒编码的的多重耐药外排泵OqxAB,介导对多种药物耐药,包括喹噁啉类药物、氯霉素和氟喹诺酮类药物(FQs)。oqxAB基因是最近才被归入质粒介导喹诺酮类药物耐药(PMQR)家族的,与其它PMQR基因相比,关于它的流行性调查和传播机制报道较少。本论文初步研究了兽医临床分离的大肠杆菌中oqxA的流行状况和传播机制,以及对FQs耐药性的影响。旨在为正确评估喹噁啉类药物在食品动物中使用的风险性、控制耐药菌的传播扩散及药物合理使用提供理论依据。
(1)动物源大肠杆菌喹乙醇耐药基因oqxA流行状况调查
采用PCR和测序的方法对2004年~2008年兽医临床分离的1218株不同来源大肠杆菌进行oqxA基因的检测,并对其流行状况进行了调查分析。结果显示,1048株食品动物源大肠杆菌oqxA基因的阳性率平均高达35.5%,猪源、鸡源、鸭源、其他禽类及奶牛源分别为44.5%、14.6%、55.2%、34.5%、51.4%。170株宠物源菌株相对较低,为10.0%。2004~2008年,猪源和鸡源大肠杆菌oqxA阳性率变化不大。鸭源和其他禽类的阳性率则有增长的趋势,至2008年已分别高达60.4%和45.5%。表明我国兽医临床oqxA的流行已非常普遍。采用琼脂稀释法测定了oqxA阳性株对喹噁啉类药物、氯霉素和FQs的敏感性,结果显示,除少数菌外,大多数对喹乙醇、乙酰甲喹和氯霉素的MIC值大于或等于64μg/mL,表明oqxA基因型与喹噁啉类药物耐药表型相一致。oqxA阳性菌株对恩诺沙星和环丙沙星耐药情况严重,分别有62.8%和49.6%对恩诺沙星和环丙沙星的MIC值大于16μg/mL。
(2)多重耐药基因oqxAB在大肠杆菌中的传播机制研究
采用PCR和测序的方法检测了2002年来自广东省养殖场动物、饲养员和饲养环境的172株随机分离的大肠杆菌中oqxA和oqxB基因的流行情况,结果显示oqxA携带率为39.0%(67/172)。67株oqxA阳性中,有66株为oqxB阳性。采用脉冲场凝胶电泳(PFGE)、质粒接合转移试验、复制子分型、质粒酶切图谱分析及可移动元件的PCR检测等方法分别从垂直克隆传播和水平传播两方面研究oqxAB基因的传播扩散机制。PCR检测结果显示49株阳性株的oqxA基因与IS26相连。接合试验获得13株接合子,进一步研究发现oqxAB位于43~115kb的IncF型质粒。较受体菌而言,携带oqxAB的接合子对喹诺酮类药物的MIC值升高4~16倍,对喹噁啉类药物的MIC值升高16~64倍,对氯霉素和复方磺胺甲噁唑(SXT)的MIC升高8~32倍,对氟苯尼考的MIC值升高4~8倍。此外,对接合子质粒进行酶切分析,发现在不同养殖场的2株菌中存在质粒大小和酶切图谱均一致的oqxAB阳性质粒。PFGE结果显示大部分阳性菌株不存在克隆关系,但在两个养殖场发现不同来源的菌株(猪源和饲养员源)的PFGE条带相同或相似。以上结果表明oqxAB在养殖场不同来源大肠杆菌间的流行可能主要是由于可接合性质粒和移动元件介导的水平传播,而非垂直传播。
(3)oqxAB及其它PMQR基因和靶位突变与FQs耐药性的关系
采用PCR及测序方法调查上述172株大肠杆菌中其它PMQR基因的流行情况,对PMQR阳性菌株进行gyrA和parC基因测序及突变分析,并采用琼脂稀释法测定对环丙沙星的MIC值,以便进一步探讨喹诺酮类靶位基因突变和PMQR对环丙沙星MIC值的影响。结果显示,172株大肠杆菌中除qnrA和qnrC基因外,其它PMQR基因都有发现,qnr携带率为4.1%(1qnrB6,5qnrS1,1qnrD),qepA携带率为2.9%,aac(6)-Ib-cr携带率为0.6%,其中有1株菌同时携带oqxAB、qnrB6和aac(6)-Ib-cr。7株qnr阳性菌株均为oqxAB阳性,5株qepA阳性菌株也均为rmtB阳性。
60株仅携带oqxAB的大肠杆菌靶位基因突变分析表明,有25株(41.7%)为野生型,环丙沙星的MIC值为O.008~0.5μg/mL;有26株(43.3%)的GyrA亚基发生83和87位密码子的取代,其对环丙沙星的MIC值均大于等于16μg/mL。说明oqxAB阳性大肠杆菌对喹诺酮类药物敏感性的不同主要是因为靶位基因突变位点的不同,靶位基因的突变是喹诺酮类高水平耐药的主导因素。携带qepA基因的5株菌中,GyrA和ParC亚基均有3个氨基酸替代,其对环丙沙星的MIC值均大于等于32μg/mL。6株大肠杆菌同时携带oqxAB和qnr,但没有靶位基因的突变,对环丙沙星的MIC值为1~2μg/mL,说明几种PMQR基因出现在同一菌株也可介导对环丙沙星中介水平的耐药。
综上所述,多重耐药基因oqxAB在我国养殖场的流行已非常普遍,其在大肠杆菌中的传播机制主要以耐药质粒和可移动元件介导的水平传播为主。在一定条件下,FQs耐药性的高低与QRDR突变位点的多少及PMQR基因的携带种类成正比。我国动物养殖场中oqxAB基因的普遍流行性可能是由于过多使用了喹噁啉类药物,这提示我国养殖场应该谨慎使用此类药物。