细菌中整合性接合元件的研究进展

整合性接合元件是近年来在细菌中发现的一种可移动的基因元件,它位于染色体上,可通过接合转移的方式介导细菌间基因的水平转移。这种基因的水平转移有助于细菌适应特定的环境条件,但许多整合性接合元件包含耐药基因,这些遗传元件的水平转移极大地加速了耐药基因在同种及不同种属之间的传播,造成细菌的耐药以至多重耐药问题日益严重,耐药机制日趋复杂;同时整合性接合元件与基因岛有着密切的联系,因此对其特征及转移机制进行研究很有必要。     

水平基因转移介导抗菌素耐药性传播机制的研究进展

近几十年来,病原菌耐药性的出现和蔓延已上升为严峻的公共卫生问题。越来越多研究表明,抗菌素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)不仅仅见于临床所分离的病原体,而是包括所有的致病菌、共生菌以及环境中的细菌,它们都能在可移动遗传元件和噬菌体的作用下,通过水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)途径获得耐药性,进而形成抗菌素耐药基因簇(耐药基因组)。HGT可导致抗菌素的耐药性在环境共生菌和病原菌之间传播扩散,这可通过临床上一些重要的抗菌素耐药基因的传播证实。传统观念认为HGT的三种机制中,接合对ARGs的传播影响最大,最近研究表明转化和转导对ARGs播散起到不可忽视的作用。通过深入了解耐药基因组的传播及其在动员病原菌耐药中发挥的作用,对于控制这些基因的播散是至关重要的。将讨论耐药基因组的概念,提供临床相关的抗菌素抗性基因水平基因转移的例子,对当前已研究的促使抗菌素耐药性传播的各种HGT机制进行回顾。     

质粒介导的黏菌素耐药基因mcr-1研究进展

mcr-1基因是迄今为止国际上首次发现的质粒介导的黏菌素耐药基因,可介导肠杆菌科细菌对多粘菌素类药物产生耐药并可通过质粒进行水平转移。最新研究表明该基因已通过IncI2、IncX4和IncHI2等流行性质粒以及可移动元件,在全球35个不同国家和地区的人、动物和环境源多种肠杆菌中广泛传播。这些研究对于深入了解mcr-1基因介导的黏菌素耐药和传播机制、全球流行分布特征奠定了基础,丰富了耐药性形成理论。文章主要介绍了不同来源肠杆菌科细菌中mcr-1的分布流行情况、耐药和传播机制、基因环境等方面的研究进展,探讨了其临床风险性以及后续应对措施,以期为相关科研人员和临床工作者提供参考,共同应对抗生素耐药日益严峻的局面。     

多重耐药菌在人类、动物和环境的耐药和传播机制

抗生素等抗菌药物的滥用在全球范围内造成了多重耐药菌的传播。多重耐药菌(Multidrug resistant organisms,MDRO)以及耐药基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)可在人类、动物和环境之间进行传播,尤其是ARGs可以通过水平转移的方式在同种属或者不同种属的菌群之间进行传播,使得细菌耐药问题日益严重,耐药机制趋于复杂,疾病治疗更加困难,对人类公众健康造成严重的威胁。因此抗生素等抗菌药物的使用应加以规范。     

抗生素耐药基因在畜禽粪便-土壤系统中的分布、扩散及检测方法

抗生素耐药基因作为一种新型的环境污染物已引起研究者的高度关注。畜禽养殖业长期将抗生素添加到饲料中,在促进动物生长、预防和治疗动物疾病等方面起了重要作用。这些抗生素大多数不能被动物完全吸收,在动物肠道中诱导出耐抗生素细菌和抗生素耐药基因,并随着粪便排出体外。畜禽粪便作为重要的抗生素、耐抗生素细菌和抗生素耐药基因储存库,通过堆粪、施肥等农业活动进入土壤环境中,可刺激土壤中耐抗生素细菌和抗生素耐药基因的富集。耐药基因借助于基因水平转移等方式在土壤介质中进一步传播扩散,甚至进入植物中随食物链传播,对生态环境和人类健康造成极大的威胁。为了正确评估抗生素耐药基因的生态风险,本文结合国内外相关研究,系统阐述了畜禽粪便-土壤系统中抗生素耐药基因的来源、分布及扩散机制,同时探讨了细菌耐药性的主要研究方法,指出堆肥化处理仍是目前去除抗生素耐药基因的主要手段,并对今后的研究方向进行展望。     

转座因子在肺炎链球菌耐药进化中的作用

要肺炎链球菌的耐药决定子由染色体上的转座因子携带,与耐药相关的转座因子和转移的主要方式有：①接合转座子：携带erm(B)、tet(M)和aphA-3等的Tn916-Tn1545家族,通过接合转移;②缺陷转座子：携带mef基因及ABC外排系统的Tn1207．1和mega插入元件,可转化到敏感菌株引起耐药;③复合转座子：由mega插入元件与Tn916整合产生的Tn2009,以转化方式转移。肺炎链球菌通过转座因子获得并传播耐药基因,在其耐药进化中起重要作用。     

中国侯鸟环志的研究

环志是研究鸟类迁徙最简单有效的科学方法。中国从１９８２年开始建立全国鸟类环志中心以来,在林业部的领导下至１９９０年先后建立了候鸟环志站、点６０处,共计环志了候鸟１８６种６２７５５只,同期回收到国内外环志鸟４１３只。回收环志鸟提供了东亚地区候鸟迁徙的宝贵信息,证实了：１．候鸟迁徙可自喜马拉雅山脉飞越;２．中国候鸟迁徙路线和推论是正确的;３．中国东北繁殖的白枕鹤飞往日本九洲南部越冬,丹顶鹤等迁往东部沿海、长江中下游几处湿地越冬,与来自俄罗斯西伯利亚的部分鹤在相同地区越冬;４．某些鸟种迁徙路线在与日本同种候鸟迁徙路线比较后,表明在西太平洋地区,通过中国和日本存在着两条平行的自南向北迁徙的路线。其他信息也指出了更多的情况,同时也表明中国环志研究在西太平洋迁徙候鸟研究中处于关键性的地位。     

细菌中基因组岛的转移与调控机制研究进展

基因水平转移可导致细菌不同种属间个体DNA的交换,从而使细菌对环境的适应性增强,是细菌进化的重要途径之一。基因组岛是基因水平转移的重要载体,可移动的基因组岛能够整合到宿主的染色体上,并在特定的条件下切除,进而通过转化、接合或转导等方式转移到新的宿主中。基因组岛具有多种生物学功能,如抗生素抗性、致病性、异源物质降解、重金属抗性等。基因组岛的转移造成可变基因在不同种属细菌间的广泛传播,例如毒力和耐药基因的传播导致了多重耐药细菌的产生,威胁人类健康。基因组岛由整合酶介导转移,同时在转移的过程受到多种不同转录因子的调控。本文对细菌中基因组岛的结构特点、转移和调控机制以及预测等方面进行了综述,并最终阐明基因组岛的转移及其调控机制是遏制基因组岛传播的重要策略。     

达里湖，美丽与忧患同在——无数候鸟命之所依

达里湖位于亚洲东部主要候鸟类迁徙路线的中间位置,而且周边数十万平方公里普遍干旱,如此广阔的湿地对于众多候鸟来说,有着重要的价值。[编者按]     

食源性沙门氏菌耐药性检测及相关质粒

[目的]测定390株沙门氏菌的抗生素药敏性,研究部分多重耐药株中质粒与其宿主耐药表型之间的关系及其在接合过程中对耐药性水平转移的影响.[方法]使用选择性培养基分离到沙门氏菌并通过PCR确认后,按照琼脂稀释法测定分离株对供试抗生素的药敏性,试剂盒提取代表性多重耐药株中的质粒,HindⅢ酶切,DPS软件分析电泳后质粒图谱.通过接合试验研究质粒在抗生素抗性水平转移中的作用.[结果]沙门氏菌分离株对四环素耐药最为普遍(58.2%),其次为链霉素(42.8%)、卡那霉素(39%)和氨苄青霉素(38.2%),对头孢西丁、氯霉素、庆大霉素、头孢曲松、阿莫西林甲氧苄啶、头孢替呋钠和萘啶酮酸的耐药率分别为27.2%、26.9%、21%、19%、18.2%、17.9%、14.6%和12.3%.抗性质粒编码的相同或相似沙门氏菌耐药表型与其中所含的耐药质粒并不呈现出严格的对应关系.质粒携带的抗性基因可通过接合作用转移,接合效率在2.4×10-4到5.6×10-1之间.[结论]食源性沙门氏菌对常用抗生素的多重耐药已经成为普遍现象,抗性质粒的同源性与其宿主耐药表型无直接相关性,其携带的耐药基因可通过接合作用在不同细菌种属之间高频传递.     

市售畜禽肉产CTX-M酶大肠杆菌的流行病学调查

[目的]调查市售畜禽肉类中大肠杆菌的耐药状况和blaCTX-M基因的流行病学特征.[方法]采集广州市不同区域零售市场和超市畜禽肉类样品进行大肠杆菌的分离,通过基因phoA扩增和测序进行大肠杆菌鉴定,采用琼脂扩散法和微量肉汤稀释法测定药物敏感性,通过PCR扩增检测blaCTX-M基因,对blaCTX-M阳性大肠杆菌进行全...     

24株鸡源丁酸梭菌的分离鉴定及耐药基因与毒力基因携带情况

[目的]旨在对鸡源丁酸梭菌进行分离鉴定与安全性评估.[方法]利用厌氧培养方法对源自汶上芦花鸡与SPF鸡粪便样品进行丁酸梭菌的分离与纯化,挑选可疑菌落进行微生物质谱鉴定,进一步通过16S rRNA基因测序进行鉴定,16S rRNA测序结果与NCBI核苷酸数据库中丁酸梭菌的16S rRNA序列进行同源性分析;同时,进行所有...     

克雷伯氏菌属(Klebsiella)细菌比较基因组学分析揭示多复制子抗性质粒介导广泛的抗性基因传播

[目的] 研究克雷伯氏菌与多复制子抗性质粒间的关系,分析细菌携带多复制子质粒对抗生素环境的响应机制。[方法] 以2018-2020年分离的56株不同来源克雷伯氏菌（Klebsiella sp.）分离株为研究对象,利用微量肉汤稀释法评估其多重耐药表型,对分离菌株进行全基因组测序（WGS）,通过细菌全基因组关联分析（BGWAS）技术和比较基因组学方法深入解析多复制子抗性质粒形成的机制。[结果] 耐药表型分析发现野生动物来源的菌株具有更广的耐药谱系,总体Klebsiella sp.对氨苄西林表现出很高的耐药率（80.36%）,尤其是马来穿山甲来源菌株对头孢类抗生素高度耐受,同时对氯霉素、左氧氟沙星和复方新诺明等药物耐受,基因组分析发现这些菌株携带了抗性质粒和更多的抗生素抗性基因。进一步对69个质粒序列分析,发现有28个质粒为多复制子质粒,主要携带bla_CTX-M-15、bla_CTX-M-14、bla_CTX-M-55、bla_OXA-1和bla_TEM-1等β-内酰胺酶基因。细菌携带质粒类型分析认为Klebsiella pneumoniae可能是多复制子质粒的重要宿主,质粒骨架与结构分析发现多复制子质粒多由2个或2个以上单个质粒融合而成,携带此类质粒的菌株不仅获得了更广的耐药表型,而且在全球传播扩散分布逐年增加,因此产生对抗生素环境更强的适应性。[结论] 多重耐药性细菌呈现的表型与携带的多复制子质粒有关,相比较下多复制子质粒比非多复制子质粒有更强的抗性基因携带能力,或许是细菌在强大的抗生素压力下产生的重要响应机制。本研究对于未来探索细菌抗性基因的传播扩散机制具有重要意义。     

利用蛋白质组学研究新德里金属b-内酰胺酶1对鲍曼不动杆菌的影响

【目的】比较临床分离的亲缘关系近的多药耐药鲍曼不动杆菌MDR-ZJ06(blaNDM-1–)和ABC3229(blaNDM-1+)的差异蛋白质组,以期发现新德里金属?-内酰胺酶1(New Delhimetallo-β-lactamase-1,NDM-1)对鲍曼不动杆菌生长代谢的影响。【方法】利用2-DE联合MALDI-TOF MS/MS技术鉴定差异表达蛋白,并在GO注析的基础上,对差异蛋白进行通路分析、功能分类和富集分析,并作出蛋白与蛋白相互作用网络。【结果】发现ABC3299相对于MDR-ZJ06有51个差异表达蛋白,其中11个蛋白表达上调,40个蛋白表达下调,并且这些差异蛋白主要涉及降低碳代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢和细胞壁合成,增加铁离子转运系统形成。【结论】这个结果揭示了NDM-1可能是通过减缓细菌自身的代谢,增加自身铁的摄取使细菌机体系统地抵抗抗生素从而达到耐药。     

野生鸟类分离的多重耐药肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)耐药基因分子进化特征研究

【目的】调查野生鸟类携带菌的耐药状况,探索其在细菌耐药性传播过程中的作用。【方法】从野生鸟类石鸡、绯胸鹦鹉、太阳锥尾鹦鹉和黑领椋鸟的新鲜粪便分离4株Klebsiella pneumoniae,采用微量肉汤稀释法评估其多重耐药表型,并利用全基因组测序技术和细菌全因组关联分析、比较基因组学方法对分离株进行分子溯源,系统解析其携带的多重耐药质粒或基因与其宿主、同源质粒间的关联。【结果】4株肺炎克雷伯菌的耐药谱各不相同,来自石鸡样本的分离株S90-2对9种药物耐受,绯胸鹦鹉样本分离株S141对3种药物耐受,太阳锥尾鹦鹉分离株M911-1仅耐受氨苄西林,黑领椋鸟的样本分离株S130-1对所使用的14种药物完全敏感。S90-2属于ST629型,携带bla_CTX-M-14、fosA6、aac(3)-Iid和bla_SHV-11为主的30个耐药基因和携带1个耐药性质粒pS90-2.3 (IncR型)。S141属于ST1662型,携带fosA5、bla_SHV-217等27个耐药基因,1个质粒pS141.1 [IncFIB(K)(pCAV1099-114)/repB型]仅携带耐药基因adeF。M911-1为新ST类型,携带bla_SHV-1、fosA6等共计27个耐药基因,其质粒pM911-1.1携带了3个耐药基因。S130-1属于ST3753型,携带bla_SHV-11、fosA6等27个耐药基因,pS130-1 [IncFIB(K)型]则仅携带一个耐药基因tet(A)。质粒比对表明,质粒pS90-2.3携带的耐药基因片段源自不同的肠杆菌科菌株染色体或质粒。pS90-2.3的同源质粒主要来自人类宿主菌,且主要在中国分布,这些质粒主要细菌宿主为K. pneumoniae和Escherichia coli,且ST11型K. pneumoniae分离株为重要宿主菌。【结论】本研究中来自野生鸟类的多重耐药K. pneumoniae,其耐药基因主要来自质粒,质粒耐药基因主要由转座子、插入序列、整合子和前噬菌体等可移动元件介导,这些多重耐药质粒与人类的宿主菌密切相关。     

鹌鹑源鼠伤寒沙门氏菌的分离鉴定与耐药性分析

【背景】在鹌鹑养殖过程中,抗菌药物和消毒剂的不规范使用加剧了耐药菌株在动物、场所和食品之间的相互传播,因此,掌握致病菌株在养殖动物中的耐药状况至关重要。【目的】检测北京周边地区鹌鹑蛋源致病菌株的耐药特征和耐药基因的流行情况。【方法】在天津市武清区部分鹌鹑养殖场采集鹌鹑泄殖腔粪便、鹌鹑蛋表、养殖环境和鹌鹑饮水的样品,通过细菌分离培养、菌落形态观察、染色镜检、生化鉴定、血清分型、沙门氏菌inv A基因序列测定等方法对分离菌株进行鉴定。同时进行小鼠攻毒试验,测定小鼠半数致死量(median lethal dose, LD50)。再通过药敏试验和PCR方法对分离菌的耐药表型、耐药基因及毒力基因进行检测。【结果】分离菌株菌落颜色、镜检形态和生化试验结果符合沙门氏菌特性,沙门氏菌inv A基因序列测定与鼠伤寒沙门氏菌参考株相似度为99.44%,鉴定为鼠伤寒沙门氏菌,血清型为1,4,[5],[12]:i:l,2。该菌株对小鼠有致病作用,小鼠LD50为2.10×107 CFU/mL;药敏试验结果显示该菌株对氨苄西林、阿莫西林/克拉维酸、头孢噻呋、链霉素、磺胺甲啞唑、磺胺异啞唑、诺氟沙星、环丙沙星表现耐...     

污水厂产超广谱β内酰胺酶大肠杆菌通过接合水平传递耐药性

【目的】研究废水中产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌中可移动质粒在耐药基因水平传播机制中的作用。【方法】对污水厂分离所得的50株产ESBLs大肠杆菌进行接合试验,并对所得的接合子采用纸片扩散法测定其对15种常见药物的耐药表型,针对质粒介导的产ESBLs菌株的耐药基因设计7对特异性引物对接合子进行PCR扩增。【结果】研究结果显示,80份水样分离得50株产ESBLs大肠杆菌,共接合成功35株细菌,接合成功率高达70%。接合子与供体菌相比,均发生耐药谱型的改变,且存在丢失一种或几种药物耐药性且产生另一种或几种药物耐药性的现象。PCR扩增结果显示,接合子与供体菌相比,耐药基因型有所减少或不变,bla_(TEM)、bla_(CTX-M)基因全部接合成功,bla_(SHV)基因仅1株未接合成功,耐氟喹诺酮类基因未发生转移。【结论】本研究表明,不同的耐药基因可能位于不同的可移动质粒上,可移动质粒在大肠杆菌耐药性水平传播的过程中起到了十分重要的作用。     

云南地区鸭源沙门菌的分离鉴定及耐药性和毒力基因分析

【背景】沙门菌是一种重要的食源性人兽共患病原菌,可引起多种食源性疾病。【目的】了解云南地区鸭源沙门菌病的流行现状、耐药现象及毒力基因携带等基本情况。【方法】无菌采集云南各地区病死鸭肝脏样品169份进行沙门菌分离,对分离株进行血清分型鉴定、药敏及相关耐药基因、毒力基因筛查。【结果】分离到鸭源沙门菌48株,分离率为28.40%,鉴定出3种血清型,其中肠炎沙门菌为优势血清型。分离株对青霉素G、林可霉素、克林霉素和利福平的耐药率达100%,每株菌至少对3类6种及以上的抗生素耐药,单株最高可耐14种,产生了22种耐药谱型。共检出耐药基因5种,bla_TEM和tetB检出率分别为27.08%和22.92%,tetA、sul2和EBC的检出率较低。毒力基因共检出10种,其中,SPI-1(avrA)、SPI-3(mgtC)、SPI-4(siiD)、SPI-5(sopB)和bcfC检出率均高达100%,SPI-2(ssaQ)、spvB、spvC、pefA和stn的检出率均达60%以上,cdtB未检出。【结论】云南地区鸭源沙门菌主要流行血清型为肠炎沙门菌,耐药性及多重耐药情况严重,耐药机制复杂,耐药基因与耐药表型符合率低,毒力基因检出率较高。研究结果可为云南地区鸭群沙门菌病的防控和净化提供参考。     

通辽地区犊牛腹泻大肠杆菌耐药性检测及一株多重耐药菌全基因组测序分析

【背景】大肠杆菌(Escherichia coli)是引起犊牛腹泻的最主要病原菌,其耐药性菌株的不断出现引起广泛关注。【目的】了解内蒙古自治区通辽市犊牛腹泻大肠杆菌耐药性及耐药基因流行情况。【方法】从通辽市多个旗县采集犊牛腹泻样品40份,经细菌分离纯化及16S rRNA基因测序,最终鉴定出20株大肠杆菌。采用药敏试验和PCR方法对分离菌进行耐药性及耐药基因检测分析,并对其中1株多重耐药菌株进行全基因组测序。【结果】20株分离菌均具有多重耐药性,对链霉素、环丙沙星、恩诺沙星和复方新诺明的耐药率达80%以上。所检耐药基因中,aphA1、strB、TEM-1和qnrS检出率达100%。通过对代表性菌株TL-13全基因组测序发现,其基因组大小为4897185bp,GC含量为50.68%,同时携带2个质粒,大小分别为108288bp(pTL13-1)和64018bp(pTL13-2)。质粒中共携带18个可移动耐药基因。【结论】通辽地区犊牛腹泻大肠杆菌多重耐药性普遍存在,4种常见耐药基因普遍流行。     

分离自母婴肠道的假小链双歧杆菌的耐药性分析

【背景】由于滥用抗生素导致细菌耐药性日益严重。对于双歧杆菌,人们往往注重其益生功能的挖掘而忽视了对其耐药性的研究,存在一定的安全隐患。【目的】检测母婴肠道中假小链双歧杆菌的耐药性,探究婴儿肠道中假小链双歧杆菌耐药性的来源。【方法】利用微量肉汤稀释法测定48株分离自母婴肠道的假小链双歧杆菌对14种抗生素的耐药性,比较分离自不同家庭母婴肠道中假小链双歧杆菌的耐药性。【结果】48株母婴肠道分离株对四环素、氯霉素、新霉素、环丙沙星100%耐药,对其余10种抗生素耐药率依次为：卡那霉素98%、利福平80%、克林霉素78%、甲氧苄啶63%、红霉素59%、庆大霉素43%、链霉素16%、万古霉素14%、氨苄西林6%、利奈唑胺2%。母婴肠道分离株的耐药性无显著差异,分离自同一家庭母婴肠道的菌株具有相似的耐药表型。【结论】分离自母婴肠道的假小链双歧杆菌对多种抗生素具有耐药性,婴儿肠道中假小链双歧杆菌的耐药性可能是由母亲肠道垂直传递而来。