bla_(CTX-M)型鸡大肠杆菌中mcr-1的分子流行病学分析

检测了不同时期从河南省分离的162株bla_(CTX-M)型鸡大肠杆菌对黏菌素的耐药性,进行了耐药基因bla_(CTX-M)和mcr-1的质粒接合试验,并比较了各亚型的水平传播规律。结果表明:随着时间的推移,bla_(CTX-M)型鸡大肠杆菌对黏菌素的耐药率由0%显著增加到42.2%;在头孢噻肟单药筛选下获得的21株接合子有5株同时携带mcr-1,在黏菌素单药筛选下获得的18株接合子有11株同时携带bla_(CTX-M),且bla_(CTX-M)和mcr-1基因的接合频率无明显差异;原菌及对应接合子的bla_(CTX-M)亚型均属于bla_(CTX-M-1)和bla_(CTX-M-9)亚群,部分原菌同时携带两种亚型,但接合子均仅携带一种亚型(bla_(CTX-M-9)亚群)。说明在单一药物(黏菌素或头孢噻肟)的选择性压力下,bla_(CTX-M)和mcr-1基因均易水平传播,且携带bla_(CTX-M)和mcr-1的质粒既可单独转移也可同时转移。     

鸡源CTX-M基因型ESBL大肠杆菌耐药基因的转移性检测分析

为探讨超广谱β-内酰胺酶鸡源性大肠杆菌blaCTX-M基因的可转移性,提醒畜禽养殖滥用抗生素的危害。该研究选取11株blaCTX-M基因型ESBL鸡大肠杆菌分离株（不携带其他基因型）与受体菌（利福平抗性的DH5α）接合转导,对双抗板（终浓度利福平200μg/mL和头孢唑林50μg/mL的胰蛋白酶大豆琼脂培养基）上筛选的接合转导子进行ESBL确认以及PCR检测耐药基因验证。结果表明,得到的11株阳性接合子均呈现ESBL表型;扩增结果显示,11株转移接合子的bla基因型均为CTX-M型,转移率为100%,用TEM和SHV引物扩增结果均为阴性。可见,blaCTX-M基因借助接合性质粒实现耐药基因的水平转移,通过菌株接合方式实现耐药基因的迁移扩散。     

江苏部分地区牛源大肠埃希菌耐药性分析与blaCTX-M流行情况调查

为了解江苏部分地区牛源大肠埃希菌对常用抗生素的耐药状况及超广谱β-内酰胺酶基因blaCTX-M的流行情况,2019年对江苏部分地区奶牛场和肉牛场分别采集159份肛拭样品、121份肛拭与粪便样品.采用麦康凯琼脂、PCR等方法对大肠埃希菌进行分离和鉴定,采用琼脂扩散法测定大肠埃希菌对15种抗菌药物的最小抑菌浓度,利用耐药基因测序检测blaCTX-M.结果 表明:280份样品中共分离到231株大肠埃希菌,分离率为82.5％,其中肉牛源94株,奶牛源137株.231株大肠埃希菌对四环素耐药率最高,为45.0％％;其次为复方新诺明(44.1％)和氨苄西林(38.5％),对头孢唑啉、链霉素、氯霉素、氟苯尼考和萘啶酸的耐药率在10％～20％之间,对头孢噻肟、庆大霉素、环丙沙星和磷霉素耐药率均小于10％,对美罗培南、多黏菌素和阿米卡星全部敏感.除头孢噻肟外,肉牛场分离的大肠埃希菌耐药率均高于奶牛源大肠埃希菌耐药率,尤其是萘啶酸和复方新诺明(P＜0.01).18株头孢噻肟耐药菌株(7.8％)携带blaCTX-M基因,主要为blaCTX-M-55(n=9)和blaCTX-M-15(n=5),此外还检测到blaCTX-M-64、blaCTX-M-14、blaCTX-M-27和blaCTX-M-65.10株大肠埃希菌可成功将blaCTX-M基因转移至大肠埃希菌C600中.综上所述,江苏部分地区牛源大肠埃希菌对多种抗生素产生不同程度的耐药,肉牛源大肠埃希菌耐药率较奶牛源严重;牛源大肠埃希菌携带blaCTX-M基因,以blaCTX-M-55为主.     

东北地区猪大肠杆菌mcr-1与多重耐药表型的相关性

2017年,本实验室从东北三省分离收集猪大肠杆菌239株,检测受试菌株对13种抗菌药物的多重耐药表型及耐黏菌素菌株的mcr-1携带率,并分析两者之间的相关性。结果发现有112株菌检出mcr-1,检出率为46.9%(112/239),有9株对黏菌素耐药的菌株未检出mcr-1。mcr-1阳性菌株对头孢噻呋、头孢喹肟、庆大霉素、阿米卡星、多西环素、氟苯尼考、黏菌素、恩诺沙星和乙酰甲喹的耐药率均极显著高于mcr-1阴性菌。结论:mcr-1耐药基因与猪大肠杆菌的多重耐药表型特征具有明显的相关性。     

EDTA对黏菌素体外抗菌活性的影响

采用微量肉汤稀释法研究了膜通透性促进剂EDTA对黏菌素体外抗菌活性的影响。结果表明:经PCR扩增,在受试的85株沙门菌和大肠杆菌菌株中,有23株检测到mcr-1基因,但未检出mcr-2～mcr-10阳性菌株; EDTA可增强除天然耐药的奇异变形杆菌和摩氏摩根菌以外的所有菌株(mcr-1阳性菌株、mcr-1阴性菌株和标准株)对黏菌素的敏感性,且增强黏菌素抗菌活性的作用随EDTA浓度的加大而增强;与60、30 mg/L的EDTA联用后,黏菌素对分离菌株的最小抑菌浓度(MICs)均显著降低,且沙门菌和大肠杆菌对黏菌素的耐药率均显著下降。因此,EDTA在≥30 mg/L的浓度下,可有效增强黏菌素对mcr-1阳性和mcr-1阴性菌株的抗菌活性。     

mcr-1阳性类噬菌体质粒与F33:A-:B-质粒共整合形成的融合质粒的生物学特性分析

为了分析猪源大肠杆菌中mcr-1阳性不可接合类噬菌体质粒pD72-mcr-1与blaCTX-M-55阳性可接合的F33:A-:B-质粒pD72-F33融合形成的共整合质粒pD72C的生物学特性,评估该融合质粒对mcr-1传播的潜在作用,本实验采用生长曲线测定、质粒稳定性实验、竞争性实验和接合实验,测定了融合质粒pD72C和亲本质粒pD72-F33对宿主菌的适应性、融合能力和扩散能力.结果表明:融合质粒pD72C在无抗生素的环境中能稳定传代9 d,对宿主菌有适应性优势,且比亲本质粒pD72-F33具有更好的竞争优势;该融合质粒表现出较高的融合频率和接合频率,说明该融合质粒能够扩展菌株的耐药谱并促进粘菌素耐药基因mcr-1的传播.     

健康鸡源肺炎克雷伯菌检测到质粒介导喹诺酮耐药qnrA基因

通过PCR技术检测195株健康动物肠杆菌中qnrA基因的流行情况;琼脂稀释法对qnrA阳性菌株进行8种抗菌药物的药物敏感性试验;质粒接合转移试验研究qnrA的可转移性;Southern杂交对qnrA基因进行定位;PCR检测qnrA阳性菌中Ⅰ类整合酶intI基因的携带情况.结果表明,195株肠杆菌中检出1株qnrA阳性的肺炎克雷伯菌Klebsiella pneumoniae GDKA1,经Blast鉴定为qnrA1.药物敏感性试验表明GDKA1对磺胺甲恶唑、氨苄西林、大观霉素、氯霉素、四环素耐药,对环丙沙星(MIC=0.019 mg·L-1),头孢噻肟(MIC=0.047 mg·L-1)表现敏感,对萘啶酸(MIC=12 mg·L-1)表现为部分敏感.接合试验表明qnrA1位于可转移的质粒上,且可以通过接合试验水平传播.接合子TGDKA1对喹诺酮类药物的敏感性比大肠埃希菌Escherichia coli J53 AzR稍高,但远低于GDKA1·South-ern杂交进一步证实了qnrA1基因位于质粒上.TGDKA1的质粒扩增出intI1,表明qnrA1阳性菌株携带I类整合子.可见,qnrA1基因已在健康鸡源肺炎克雷伯菌中出现且同时携带I类整合子位于质粒上,整合子灵活多样的存在方式和传播方式为qnrA基因的传播提供了便利条件,整合子可能携带qnrA基因通过食物链传播给人,因此健康动物共生菌携带qnrA1基因值得注意.     

黏菌素促进mcr-1阳性IncI2质粒在大肠杆菌间的接合转移

【背景】黏菌素是人医临床治疗多重耐药革兰阴性菌感染的“最后一道防线”药物,其同时作为饲料添加剂及治疗用药长期用于畜禽养殖业。2015年,我国研究人员首次报道了质粒介导的黏菌素耐药基因mcr-1,预示该道防线面临被攻破的风险。然而,杀菌浓度及亚抑菌浓度的黏菌素对mcr-1阳性质粒传播的影响仍未知。【目的】以流行最广的mcr-1阳性IncI2型质粒为研究对象,探究不同浓度黏菌素对该质粒接合转移频率的影响,为黏菌素的科学使用提供理论依据。【方法】使用肉汤法进行了不同浓度黏菌素（0.02-4 μg·mL^-1）作用下携带mcr-1的IncI2型质粒的接合转移试验。通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）及构建的公式计算不同时间点（1-24 h）的接合转移频率,并分析不同浓度黏菌素对IncI2质粒接合转移频率的影响。使用PI染料、活性氧（ROS）检测试剂盒测定不同浓度黏菌素下供体菌和受体菌的细胞膜透过性和ROS产生量。选取了对照组与低中高浓度3个处理组（0.02、1、4 μg·mL^-1）进行了转录组测序,使用Deseq2软件进行基因差异表达分析。采用Prism v8.2.0软件对不同组间接合转移频率、细胞膜透过性及ROS产生量的差异进行统计学分析。【结果】结合本研究建立的接合转移频率计算公式表明黏菌素浓度为4 μg·mL^-1时可在不同时间点提高mcr-1阳性IncI2质粒3-10倍的接合转移频率,而其他浓度则无显著差异。转录组结果显示,与对照组相比,低中高浓度黏菌素均可显著提高IncI2质粒上IV型分泌系统相关基因的表达,其中包括virB1、virB2、virB5以及traC。此外,黏菌素增加了I型菌毛合成基因fim的转录水平。PI染色结果显示当黏菌素浓度为2和4 μg·mL^-1时,可增强供体菌和受体菌的细胞膜透过性,且转录组结果也显示膜相关基因（ompAX、bamDE、lolB、yiaD、csgEF）的转录水平均出现显著上调。但是黏菌素作用后ROS产生量及相关基因的转录水平无显著提高。【结论】揭示了黏菌素可通过增加细菌IV型分泌系统活性、细胞膜透过性和菌毛的生成从而提高mcr-1阳性IncI2质粒在大肠杆菌间的接合转移频率。研究结果提示,杀菌浓度无法完全杀死mcr-1阳性大肠杆菌的同时,还能增加质粒传播速度。因此,畜禽养殖业中黏菌素的治疗使用可能维持mcr-1阳性质粒的存在及传播,此外鉴于黏菌素已批准用于人医临床,该现象有可能引起临床黏菌素治疗mcr-1阳性病原菌的失败。     

103个mcr质粒的结构与特征

黏菌素是治疗碳青霉烯类耐药菌感染的最后一线药物。然而,近年来在许多致病菌中发现质粒介导的黏菌素耐药基因mcr传播,降低了黏菌素的有效性,对公众健康构成了威胁。为探讨可能影响黏菌素耐药性传播的质粒特征,基于mcr质粒的完成图,共分析了2015—2018年GenBank收录的103个携带mcr的完整质粒序列。结果表明:质粒主要来源于中国,大肠埃希菌为主要携带者;IncI2和IncX4是最主要的复制子类型,IncHI2是携带有多个耐药基因质粒的优势复制子类型;sul3、aadA1与mcr基因在质粒中共存的概率最高。另外还发现,95.14%的质粒含有抗消毒剂或重金属抗性基因。除ISApl1外,IS26插入序列出现频率最高。18.45%的质粒具有接合转移元件,包括oriT、松弛酶(relaxase)、T4CP和T4SS。本文重点指出了耐药基因交叉抗性和重金属的共选择作用,为更好地控制黏菌素耐药性提供了思路。     

mcr-1阳性类噬菌体质粒与F33:A-:B-质粒共整合形成的融合质粒的生物学特性分析

为了分析猪源大肠杆菌中mcr-1阳性不可接合类噬菌体质粒pD72-mcr-1与bla_(CTX-M-55)阳性可接合的F33∶A-∶B-质粒pD72-F33融合形成的共整合质粒pD72C的生物学特性,评估该融合质粒对mcr-1传播的潜在作用,本实验采用生长曲线测定、质粒稳定性实验、竞争性实验和接合实验,测定了融合质粒pD72C和亲本质粒pD72-F33对宿主菌的适应性、融合能力和扩散能力。结果表明:融合质粒pD72C在无抗生素的环境中能稳定传代9 d,对宿主菌有适应性优势,且比亲本质粒pD72-F33具有更好的竞争优势;该融合质粒表现出较高的融合频率和接合频率,说明该融合质粒能够扩展菌株的耐药谱并促进粘菌素耐药基因mcr-1的传播。