目的分析一株多重耐藥沙門菌SM846的遺傳背景,研究其對(duì)喹諾酮耐藥的機(jī)制。方法測定SM846對(duì)14種藥物的最小抑菌濃度（minimal inhibitoryconcentration,MIC）。用三代測序技術(shù)對(duì)菌株進(jìn)行全基因組測序,根據(jù)耐藥數(shù)據(jù)庫注釋SM846序列中的耐藥基因。使用NCBI的BLAST工具搜索與耐藥質(zhì)粒相似的序列,并進(jìn)行生物信息學(xué)分析。結(jié)果 SM846對(duì)14種測試抗生素中的12種表現(xiàn)出耐藥,包括喹諾酮類抗生素萘啶酸和環(huán)丙沙星。SM846包含1條染色體和1條質(zhì)粒。染色體序列不含可導(dǎo)致耐藥的基因和突變,質(zhì)粒攜帶13個(gè)耐藥基因,包括喹諾酮類耐藥基因qepA1和qnrS1。qepA1和qnrS1位于質(zhì)粒內(nèi)部的可移動(dòng)原件I類整合子上。13條相似質(zhì)粒的分析表明中國分離的此型別的質(zhì)粒耐藥性強(qiáng)于美國和加拿大分離的。結(jié)論 QnrS1和qepA1基因通過IS6和可移動(dòng)元件整合到質(zhì)粒的I類整合子上,說明SM846可能迫于抗生素壓力通過獲得耐藥基因來快速適應(yīng)環(huán)境。中國分離菌株的耐藥性強(qiáng),地區(qū)間的耐藥情況差異,尤其是與不發(fā)達(dá)國家之間的差異提示我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)監(jiān)測各地區(qū)的耐藥表現(xiàn)型,以制定本地的耐藥控... 

【文章來源】：中國人獸共患病學(xué)報(bào). 2020,36(10)北大核心

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【部分圖文】：

p846與相似質(zhì)粒的進(jìn)化分析

為了更深入研究p846的遺傳情況,將p846與上面的質(zhì)粒進(jìn)行序列對(duì)比分析。從對(duì)比的圈圖,可以看出p846含有2個(gè)較為特殊的區(qū)域,P1和P2。pCFSAN007427.01也含有P1區(qū)域,它是一條分離自2009年的美國的沙門菌的質(zhì)粒(見圖2)。在NCBI搜索P1序列,發(fā)現(xiàn)很多宿主細(xì)菌的質(zhì)粒中都含有這段序列,如沙門菌、志賀菌、肺炎鏈球菌等。與P1序列的廣泛存在不同,P2序列特異性較強(qiáng),它與NCBI中的序列沒有很好的匹配。QepA1和qnrS1基因位于P2序列中,它們正是質(zhì)粒中與喹諾酮耐藥相關(guān)的2個(gè)基因。QnrS1在沙門菌質(zhì)粒中分布較為普遍[21],而qepA1未在耐喹諾酮的沙門菌中發(fā)現(xiàn)過。P2序列全長32 048 bp,GC含量57%。共編碼42個(gè)基因,其中13個(gè)是和基因移動(dòng)相關(guān)的,如解離酶、轉(zhuǎn)化酶、內(nèi)含子等。攜帶6個(gè)耐藥基因——qnrS1、qepA1、dfrA12、sul1、aadA12和mph(a),分別編碼對(duì)喹諾酮類、氨基糖苷類、甲氧嘧啶類、磺胺類和大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的耐藥(見圖3)。P2主要由I類整合子構(gòu)成,包括它的5′端的intI整合酶及3′端的sul1和溴乙錠的耐藥基因以及兩者之間的可變區(qū)。研究發(fā)現(xiàn),I類整合子的可變區(qū)包含的幾乎都是與耐藥相關(guān)的基因[22]。在P2的I類整合子序列里,可變區(qū)包含耐藥基因qepA1、dfrA12和aadA2。P2序列的兩端均有IS6和反向重復(fù)序列,提示3′端的qnrS1、5′端的mph(a)基因可能與此相關(guān)。這些插入或整合到I類整合子的耐藥基因的存在,使細(xì)菌獲得在抗生素壓力下的生存優(yōu)勢。

根據(jù)Resfinder的注釋,parC基因含有3個(gè)未知突變p.T57S、p.T255S、p.V657I。經(jīng)過分析,認(rèn)為它們對(duì)于蛋白結(jié)構(gòu)的變化影響不大,與喹諾酮耐藥無關(guān)。有以下原因:首先從氨基酸化學(xué)性質(zhì)分析,T和S、V和I都是化學(xué)性質(zhì)相似的氨基酸,不會(huì)引起蛋白質(zhì)局部電荷以及疏水性質(zhì)的變化;其次,在Uniport網(wǎng)站搜索到蛋白ParC,已經(jīng)報(bào)導(dǎo)的影響功能的氨基酸突變都有標(biāo)注,可以參考,而它不含以上3個(gè)突變;第三是從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上,雖然沙門氏菌的parC結(jié)構(gòu)未被解析,但和它高度同源的大腸桿菌ParC結(jié)構(gòu)已經(jīng)解析,這些殘基并不位于關(guān)鍵的結(jié)合界面,不會(huì)影響蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu);最后,這幾個(gè)突變位點(diǎn)與同期測序的實(shí)驗(yàn)室其它對(duì)喹諾酮敏感菌株的突變位點(diǎn)相同(數(shù)據(jù)未列出),可以說明這些突變對(duì)于喹諾酮耐藥是不起作用的,并且p.T57S位點(diǎn)的突變在文獻(xiàn)中已經(jīng)有多次報(bào)道,證實(shí)其對(duì)喹諾酮耐藥是無效的[23]。綜合染色體和質(zhì)粒序列耐藥基因的注釋結(jié)果,可以確定SM846基因組中和喹諾酮耐藥有關(guān)基因有acrAB-TolC、sdiA、marR,、marA、qnrS1、qepA1。SdiA位于染色體上,它的作用是無效的[24]。MarR、marA都是編碼acrAB的調(diào)控蛋白[25]。QepA1曾在敏感的臨床鼠傷寒沙門菌中檢測出,說明qepA1單獨(dú)存在不能介導(dǎo)對(duì)喹諾酮耐藥,這與大腸中qepA的研究結(jié)果一致[21-23]。SM846的喹諾酮耐藥可能是由acrAB外排泵,QnrS1靶位結(jié)合蛋白和qepA1外排泵共同作用來實(shí)現(xiàn)。QnrS1或者qepA1或者acrAB單獨(dú)存在于沙門菌中,均沒有對(duì)喹諾酮藥物產(chǎn)生耐藥性的能力。它們組合在一起的具體作用方式,是否與Sato[11]報(bào)道的大腸桿菌HUE1的耐藥機(jī)制類似,還需要更多的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]深圳市腹瀉患者沙門菌感染狀況和耐藥性分析[J]. 陳建,張金金,楊虹,吳延杰,羅泳儀,申紅衛(wèi).  中國人獸共患病學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]沙門氏菌gyrA基因的變異對(duì)氟喹諾酮類藥物敏感性的影響[J]. 王曉泉,陳祥,吳雙,巢國祥,焦新安,劉秀梵.  中國人獸共患病學(xué)報(bào). 2007(09)



本文編號(hào)：2974928