【摘 要】
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在抗菌药物的压力下,耐药因子的突变是导致耐药菌产生的一种重要机制。研究发现,长期暴露含有消毒副产物的环境中,细菌会通过耐药因子的突变对抗菌药物产生抗性。该现象提示具有致突变能力的物质可能会导致细菌对抗菌药物产生抗性。黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)是常见的毒素之一,具有致突变能力。AFB1是否能导致细菌耐药性的产生还不明确,有待研究。以大肠杆菌E4为研究对象,我们首先确定了AF
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在抗菌药物的压力下,耐药因子的突变是导致耐药菌产生的一种重要机制。研究发现,长期暴露含有消毒副产物的环境中,细菌会通过耐药因子的突变对抗菌药物产生抗性。该现象提示具有致突变能力的物质可能会导致细菌对抗菌药物产生抗性。黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)是常见的毒素之一,具有致突变能力。AFB1是否能导致细菌耐药性的产生还不明确,有待研究。以大肠杆菌E4为研究对象,我们首先确定了AFB1的诱导浓度0.1μg/m L,用该浓度连续诱导大肠杆菌E4,药敏结果显示诱导菌株对氨曲南(aztreonam,AT)、头孢他啶(ceftazidime,TZ)、头孢噻呋(ceftiofur,CEF)和头孢吡肟(cefepime,PM)等十种抗菌药物的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)均有4倍以上的增加,证明诱导菌株对AT、TZ、CEF和PM等十一种抗菌药物产生抗性。紧接着我们将诱导菌株在空白平板上连续传代,确定诱导菌株的耐药表型可以稳定遗传。进一步对诱导菌株的耐药机制进行研究,我们发现外膜通道蛋白Tol C的232位氨基酸由A突变为T,提示我们232位点的氨基酸突变可能影响Tol C的功能,导致诱导菌株耐药表型的改变。Acr AB-Tol C是导致耐药菌株产生的重要耐药因子,该外排泵可以将底物排出菌体外。我们测定诱导菌株中Acr AB-Tol C的m RNA水平,与E4相比诱导菌株的acr A和tol C都显著下降,acr B有显著的增加。我们在E4中敲除tol C,并在该敲除菌株中分别回复诱导前和诱导后的tol C,结果显示回复AFB1处理前tol C的菌株和AFB1处理后tol C的菌株对抗菌药物的MIC值并没有改变,证明232位点的突变不影响Tol C的功能,不影响诱导菌株耐药性。分析诱导菌株的遗传背景时我们发现64.77%的突变基因与代谢有关,提示诱导菌株可能有生物膜的产生。生物膜是导致耐药菌株产生的重要原因,我们用刚果红平板法和微量滴定板测定法对诱导菌株产生生物膜的能力进行测定,发现与E4原代相比诱导菌株产生生物膜的能力增强,证明在AFB1的压力下E4产生生物膜的能力增强,诱导菌株的生物膜可能是导致菌株多重耐药的原因之一。其次我们发现膜孔蛋白Omp F(Outer membrane protein F)和Omp C(Outer membrane protein C)有氨基酸的突变,其中,Omp F在第82位氨基酸处提前终止,Omp C有29个氨基酸突变、1个氨基酸插入和4个氨基酸的缺失。Omp F和Omp C是β-内酰胺类药物进入菌体的通道,我们在E4菌株中分别敲除omp F和omp C后发现敲除菌株对β-内酰胺类药的MIC值有4倍以上的增加。在上述敲除株中分别回复正常的和突变的omp F和omp C,结果显示回复正常的omp F和omp C的菌株对β-内酰胺类药的MIC都有4倍以上的下降,而回复突变的omp F和omp C的菌株对β-内酰胺类药的MIC值并没有变化,表明突变的omp F和omp C可以诱导菌株对β-内酰胺类药物产生抗性。本研究从外排泵、生物膜、膜孔蛋白角度对诱导菌株的耐药性进行探究,针对诱导菌株对抗菌药物产生抗性的机制进行比较系统的研究,弥补了非抗菌药物导致细菌耐药机制研究的不足。本研究为今后研究AFB1与细菌耐药性的关系奠定基础,同时也为研究细菌耐药的机制提供新的角度。
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