整合子-基因盒系统与细菌耐药性

整合子 基因盒系统在细菌中能捕获外来耐药基因,是细菌耐药性传播的机制之一。整合子携带着重组的基因盒插入到转座子或接合质粒中,在不同的细菌间运动而传播耐药性;同时一个整合子可以捕获多个基因盒,使细菌产生多重耐药性,细菌产生多重耐药性的能力取决于它们捕获新的抗生素耐药基因的能力。整合子是一种遗传因素,编码一个位点特异重组酶(IntI)负责基因盒在 attI位点的插入,同时整合子也提供一个启动子(Pant)负责基因盒耐药基因的表达。文章对整合子 基因盒的结构、种类、耐药基因盒的表达及耐药基因的获得和传播进行综述。     

细菌整合子-基因盒系统

随着抗生素在临床上的广泛应用,细菌在抗生素的选择压力下耐药菌株不断产生,耐药性问题日益严重,其中整合子是加快临床耐药菌株产生的重要原因.它是细菌基因组中可移动的遗传物质,通过位点特异性重组捕获外源基因盒(gene cassettes) 并使之表达,同时整合子可位于质粒、染色体或自身作为转座子的一个组成部分而参与转移,使细菌的耐药性在病原菌中广泛传播.     

整合子-基因盒系统与细菌耐药

整合子是细菌基因组中可移动的遗传物质,可以通过其整合酶将携带有耐药基因的基因盒整合到自身基因组中,并使其表达,从而使细菌获得耐药性,甚至多重耐药性.作为近年来关于细菌,尤其是革兰氏阴性菌耐药机制研究的热点,整合子一基因盒系统受到人们越来越多的关注.     

健康畜禽肠道大肠杆菌耐药性及整合子-基因盒检测

采用微量肉汤稀释法检测455株大肠杆菌对24种抗菌药物的敏感性;多重PCR检测菌株Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型整合酶基因;采用PCR-RFLP和PCR-测序法对整合子-基因盒进行序列分析。结果显示,455株菌除对头孢唑啉、头孢曲松、头抱噻呋和阿米卡星耐药率低于40％外,对其余药物表现出高耐药率,99．23％菌株呈多重耐药性;455株菌Ⅰ型整合子阳性率87．69％,Ⅱ型整合子1．98％,未检出Ⅲ型整合子;随机选取的204株整合子阳性菌中174株（85．29％）扩增出了基因盒可变区。基因盒主要以编码氨基糖苷腺苷基转移酶和二氢叶酸还原酶的aadA、dfrA基因为主,耐药基因排列成Ⅰ型整合子8种基因盒,Ⅱ型整合子3种基因盒。Ⅰ型整合子以dfrA1-aadA1（32．76％）基因盒为主,其次是aadA22（24．14％）和dfrA17-aadA5（24．14％）。Ⅱ型整合子以d厂rA1-sat2-aadA1（66．67％）为主,Ⅱ型整合子阳性菌含有I型整合子-基因盒;菌株含整合子-基因盒越复杂,其多重耐药性越严重。结果表明,本次分离的健康动物肠道大肠杆菌耐药非常严重,整合子-基因盒分布广泛,已成为耐药基因储库,对耐药基因扩散起重要作用。     

猪致病性大肠杆菌耐药性与整合子-基因盒的相关性

为了解猪致病性大肠杆菌耐药性与整合子-基因盒的相关性,本研究采用腹腔注射法测定52株大肠杆菌对昆明小鼠的致病性;采用K-B法测定致病性大肠杆菌对15种抗菌药物的敏感性;对致病性大肠杆菌Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型整合子及其基因盒进行PCR检测及测序分析,并分析其整合子-基因盒与耐药性的相关性。结果显示,52株大肠杆菌对小鼠均具有较强致病性,96.15%分离株对15种抗菌药物表现为多重耐药性,61.54%分离株耐药性均在八重耐药以上。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型整合子阳性率分别为84.62%,15.38%和3.85%。Ⅰ型整合子检测到dfrA17-aadA5(18.18%)、dfrA12-orfF-aadA2(4.55%)和dfrA1-catB3-aacA4(4.55%)基因盒,Ⅱ型整合子检测到dfrA1-sat2-aadA1(50.00%)基因盒,Ⅲ型整合子未检测到基因盒,基因盒阳性率与细菌耐药性不存在相关性。     

健康畜禽肠道大肠杆菌耐药性及整合子-基因盒检测

采用微量肉汤稀释法检测455株大肠杆菌对24种抗菌药物的敏感性;多重PCR检测菌株Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型整合酶基因;采用PCR-RFLP和PCR-测序法对整合子-基因盒进行序列分析。结果显示,455株菌除对头孢唑啉、头孢曲松、头孢噻呋和阿米卡星耐药率低于40%外,对其余药物表现出高耐药率,99.23%菌株呈多重耐药性;455株菌Ⅰ型整合子阳性率87.69%,Ⅱ型整合子1.98%,未检出Ⅲ型整合子;随机选取的204株整合子阳性菌中174株(85.29%)扩增出了基因盒可变区。基因盒主要以编码氨基糖苷腺苷基转移酶和二氢叶酸还原酶的aadA、dfrA基因为主,耐药基因排列成Ⅰ型整合子8种基因盒,Ⅱ型整合子3种基因盒。Ⅰ型整合子以dfrA1-aadA1(32.76%)基因盒为主,其次是aadA22(24.14%)和dfrA17-aadA5(24.14%)。Ⅱ型整合子以dfrA1-sat2-aadA1(66.67%)为主,Ⅱ型整合子阳性菌含有Ⅰ型整合子-基因盒;菌株含整合子-基因盒越复杂,其多重耐药性越严重。结果表明,本次分离的健康动物肠道大肠杆菌耐药非常严重,整合子-基因盒分布广泛,已成为耐药基因储库,对耐药基因扩散起重要作用。     

整合子-基因盒系统与金黄色葡萄球菌耐药相关性的研究现状

金黄色葡萄球菌在临床革兰阳性菌感染中的检出率居首位,金黄色葡萄球菌分离株的耐药率呈逐年升高趋势,并且多重耐药菌株也在不断增加。分析和阐明金黄色葡萄球菌耐药机制对控制细菌耐药性的产生与传播至关重要。整合子-基因盒系统能够识别外源性基因盒,通过位点特异性重组捕获或切除耐药性基因盒使捕获的耐药性基因盒表达,在细菌间耐药基因的扩散和多重耐药性的产生中起到重要作用。文章主要综述了整合子-基因盒系统与金黄色葡萄球菌获得性耐药之间的关系。     

基因盒-整合子系统介导的细菌多重耐药性

细菌多重耐药性的传播和扩散变得越来越严重，给临床治疗带来诸多困难，使得抗菌药物在兽医临床上的应用引起很大的争议。细菌可通过多种方式逃避抗菌药物的治疗，最主要的是从外源获得耐药基因，基因盒-整合子系统是近年来的研究热点，细菌通过整合子系统捕获外来的耐药基因，并在位于整合子上游的启动子的作用下得到表达，使细菌具有耐药及多重耐药性。本文主要对基因盒-整合子系统的耐药机制进行探讨。     

整合子——基因盒系统与细菌多重耐药

整合子是近年来在细菌中发现的一种可移动性基因元件。细菌通过整合子——基因盒系统能捕获外来耐药基因,在整合子中形成多种耐药基因的组合、排列,是细菌耐药性播散的机制之一,是导致耐药基因在细菌间水平播散的重要原因。就整合子的发现与分类,基因盒结构与种类,整合子对基因盒的捕获与表达,整合子与细菌耐多重耐药的关系等进行综述。     

整合子-基因盒介导细菌耐药基因水平传播的研究进展

整合子是一种存在于细菌质粒或染色体上的遗传元件系统,其经整合酶捕获耐药基因盒,并随转座子或接合性质粒传播扩散,这一系统因能解释耐药基因的快速传播而备受研究者们的关注。文章简单介绍了整合子及基因盒的结构、类型及整合子-基因盒体系介导的耐药基因传播与扩散机制,旨在为细菌耐药基因传播机制的研究提供理论依据。     

细菌基因盒-整合子系统研究进展

基因盒是小的可移动的脱氧核糖核酸DNA分子,通常整合到整合子中转录;整合子是保守、可移动的转座子样DNA元件,可以整合耐药基因在细菌之间水平传播,对于细菌间耐药基因的扩散和多重耐药性的产生起重要作用。从基因盒-整合子系统的概念提出以来,新型整合子不断被检出,研究也越来越深入,目前公认的有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类整合子,其中以Ⅰ类整合子检出最多,研究也最为细致。此文对基因盒-整合子系统的起源、结构、分类、表达、生物学检测及其与细菌耐药性之间的关系等方面研究进展进行了综述。     

鸡源大肠杆菌整合子及基因盒分子流行病学研究

对河南省鸡源大肠杆菌Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类整合子及其携带的耐药基因盒进行了分子流行病学研究。结果表明：51株鸡源大肠杆菌中86．3％（44／51）检出Ⅰ类整合子,3．9％（2／51）检出Ⅱ类整合子,未检出Ⅲ类整合子。Ⅰ类整合子共检出5种类型的基因盒,分剐是sat基因盒（100％）,dfrAl＋aadAl基因盒（45．4％,20／44）,dfrAl7＋aadA5基因盒（22．5％,9／44）,dfrAl＋sat＋aadA2基因盒（6．8％,3／44）和4800bp未知基因盒（27．3％,12／44）,其中4800bp未知基因盒的下游携带有ESBLCTX-M基因,Ⅱ类整合子的基因盒携带dfrAl＋sat＋aadAl3种基因。     

牛源大肠杆菌耐药表型与Ⅰ型整合子-基因盒的关系

为了了解宁夏地区牛源大肠杆菌中Ⅰ型整合子-基因盒携带情况及其对细菌耐药性的影响。在获得245株大肠杆菌对16种抗菌药耐药情况的基础上,采用PCR技术对菌株的Ⅰ型整合子-基因盒进行扩增,PCR产物进行测序分析。结果显示Ⅰ型整合子检出率为14.29%;35株Ⅰ型整合子阳性菌株中32株菌扩增出7种类型的基因盒插入区片段,以介导甲氧苄啶和氨基糖苷类耐药的dfrA和aadA为主,基因盒排列dfrA17-aadA5和dfrA7较为流行,并且dfrA7为国内首次从牛源性大肠杆菌中发现。分析表明宁夏地区牛源大肠杆菌中Ⅰ型整合子目前还不是很流行,菌株的多重耐药表型与Ⅰ型整合子高度正相关。     

猪场大肠杆菌Ⅰ型整合子及其基因盒的分子流行病学研究

对某猪场大肠杆菌Ⅰ型整合子及其基因盒的分子流行病学进行了研究。结果表明:猪场大肠杆菌Ⅰ型整合子流行普遍,192株分离菌中105株携带Ⅰ型整合子,检出率达54.7%。共检出6种Ⅰ型整合子,它们以8种组合形式在猪场大肠杆菌中流行。猪群、饲养员及饲养环境分离菌株Ⅰ型整合子检出种类、检出率相近,但同耐药谱菌株Ⅰ型整合子携带无一致性。各种Ⅰ型整合子整合不同种类、不同数目的耐药基因盒,其中100%整合有氨基糖腺苷转移酶基因(aadA),77%整合有二氢叶酸还原酶基因(dhfr),仅少数整合有链丝菌素乙酰转移酶基因(sat)、β-内酰胺酶基因(bla)及红霉素酯酶基因(ereA)。Ⅰ型整合子携带菌株均表现多重耐药,其中100%耐受复方新诺明,90%耐受链霉素,75%耐受大观霉素。该猪场长期使用磺胺类、氨基糖苷类抗菌药物,尤其是将它们用作抗菌促长剂,造成了携带dhfr及aadA两种基因盒的Ⅰ型整合子在猪场大肠杆菌中广泛流行。     

猪场大肠杆菌I型整合子及其基因盒的分子流行病学研究

对某猪场大肠杆菌I型整合子及其基因盒的分子流行病学进行了研究。结果表明：猪场大肠杆菌I型整合子流行普遍，192株分离菌中105株携带I型整合子，检出率达54．7％。共检出6种I型整合子，它们以8种组合形式在猪场大肠杆菌中流行。猪群、饲养员及饲养环境分离菌株I型整合子检出种类、检出率相近，但同耐药谱菌株I型整合子携带无一致性。各种I型整合子整合不同种类、不同数目的耐药基因盒，其中100％整合有氨基糖腺苷转移酶基因（aadA），77％整合有二氢叶酸还原酶基因（dhfr），仅少数整合有链丝菌素乙酰转移酶基因（sat）、p内酰胺酶基因（bla）及红霉素酯酶基因（ereA）。I型整合子携带菌株均表现多重耐药，其中100％耐受复方新诺明，90％耐受链霉素，75％耐受大观霉素。该猪场长期使用磺胺类、氨基糖苷类抗菌药物，尤其是将它们用作抗菌促长剂，造成了携带dhfr及aadA两种基因盒的I型整合子在猪场大肠杆菌中广泛流行。     

食品动物源大肠杆菌多重耐药菌株整合子-基因盒的分子特征

为研究分离自四川省食品动物源大肠杆菌多重耐药菌株整合子-基因盒分布及分子特征,采用多重PCR方法检测327株多重耐药菌株中I、Ⅱ、Ⅲ型整合酶基因,用PCR-测序法对整合子阳性菌进行基因盒序列分析.结果表明327株Escherichia coli中294株(89.91%)检出有I型整合子,未检出Ⅱ、Ⅲ型整合子.在随机选取的81株l型整合子阳性菌中,67株(82.72%)能扩增出800～3000 bp的耐药基因盒插入区.基因盒以编码对甲氧磺胺嘧啶类和氨基糖苷类药物耐药的dfrA、dhfrI和aadA基因家族为主,尤其以dfrA17+aadA5为优势基因盒.分别在2株菌中检出aacA4+catB3+dfrA1和aadA22基因盒.aadA22是四川分离菌株中首次报道,介导氨基糖苷类耐药.结果表明I型整合子普遍存在于大肠杆菌临床菌株中.尽管菌株携带的整合子-基因盒与其多重耐药谱间不存在对应关系,但不同来源菌株中检测出相同的耐药基因盒片段,说明了通过整合机制耐药基因可在不同菌株问水平传递.     

胶东地区耐药猪源大肠杆菌Ⅰ型整合子-基因盒流行状况分析

在胶东地区119株多重耐药大肠杆菌中,共92株菌有I型整合子整合酶基因,检出率达77.31%。92株I型整合子携带大肠杆菌共扩增出7类不同大小的基因盒插入区片段,大小分别为1008bp、1318bp、1586bp、1663bp、1913bp、1945bp、3149bp,其中以大小为1008bp的插入区片段的检出率最高,为31.67%。而检出率最低的为长度为1318bp的基因盒插入区。将基因盒插入区扩增片段的测序结果与Genebank中的相关序列进行比对,得出Ⅰ型整合子携带的耐药基因盒种类分别为aadA1、aadA2、aadA5、aadA22、aadB、dfrA1、dfrA12、dfrA17、dfrA27、lnuF、cmLA6、aar-3、orfF分别编码对相应药物的耐药性。     

胶东地区耐药猪源大肠杆菌I型整合子-基因盒流行状况分析

在胶东地区119株多重耐药大肠杆菌中,共92株菌有I型整合子整合酶基因,检出率达77．31％。92株I型整合子携带大肠杆菌共扩增出7类不同大小的基因盒插入区片段,大小分别为1008bp、1318bp、1586bp、1663bp、1913bp、1945bp、3149bp,其中以大小为1008bp的插入区片段的检出率最高,为31．67％。而检出率最低的为长度为1318bp的基因盒插入区。将基因盒插入区扩增片段的测序结果与Genebank中的相关序列进行比对,得出I型整合子携带的耐药基因盒种类分别为aadA1、aadA2、aadA5、aadA22、aadB、dfrA1、dfrA12、dfrA17、dfrA27、1nuF、cmLA6、aar-3、orff分别编码对相应药物的耐药性。     

动物源大肠杆菌整合子携带氨基糖苷类耐药基因盒的研究

收集540株不同动物源大肠杆菌,采用微量肉汤稀释法检测其对22种药物的耐药性;利用多重PCR方法检测菌株携带3型整合子的情况;采用χ2检验分析1型整合子阳性菌及阴性菌的耐药性;采用PCR—DNA测序法对整合子阳性菌株携带的氨基糖苷类耐药基因盒进行分析。结果显示,540株菌对链霉素等20种药物耐药率超过37％,全部菌株均呈多重耐药;1型整合子检出率为86．48％,未检出2及3型整合子;整合子阳性菌株对头孢唑啉等13种药物耐药率显著高于整合子阴性菌;随机选择的67株1型整合子阳性菌株中,有92．54％菌株携带有编码氨基糖苷核苷转移酶和乙酰转移酶基因（aadA2、aadA5、aadA22、aacA4）,共有5种类型基因盒,其中以介导对甲氧苄啶、链霉素和大观霉素耐药的dfrA17＋aadA5组合最为常见;在2株茵中分别发现介导对阿米卡星、氯霉素及甲氧嘧啶耐药的aacA4＋catB3＋dfrA1组合,和介导链霉素、大观霉素耐药的aadA22基因盒,是在四川分离菌中首次发现这2种基因盒。结果表明,1型整合子广泛存在于大肠杆菌临床菌株中,大肠杆菌耐药性与整合子相关,菌株中广泛携带氨基糖苷类及甲氧苄胺嘧啶耐药基因盒。