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。     

细菌耐药性扩散的机制

细菌耐药性是20世纪留给医学的难题。自然界中各种细菌广泛存在，相互联系；细菌具有多种在种内或种间进行自主转移或诱动转移的遗传因子如质粒、转座子、噬菌体等；质粒、转座子上还有募集和表达外源基因的整合子；在不断变化的环境中，细菌的质粒、转座子、噬菌体等通过接合、转化及转导等方式，相互间交换所携带的一些基因，可使菌群更好地适应环境。这是细菌在长期进化过程中所获得的生存本领。耐药基因最初可能起源于少数抗生素产生菌或细菌自身基因的随机突变，在抗生素广泛应用所形成的选择压力胁迫下，没有机会获得耐药基因的细菌不得不退出竞争，而有机会通过菌间交换获得耐药基因的细菌却能自如地生存、繁衍成为耐药亚群。在抗生素选择压力的持续胁迫下，交流一选择过程不断重复，于是便发展至今天如此严峻的细菌耐药局面。     

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。     

整合子与细菌多重耐药性

细菌的多重耐药已成为临床治疗的难题,其耐药机制、耐药基因的传播与转移是近年来研究的热点。近来研究表明,细菌中存在一种能捕获和表达基因的遗传单位———整合子在细菌获得耐药机制中起了重要作用。整合子编码一个整合酶负责基因盒在重组位点attⅠ和attC上的插入及切除,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。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,对细菌多重耐药的形成起重要作用。现就整合子的结构、类型、基因盒的种类与表达及其与细菌多重耐药性的有关研究进行综述。     

细菌质粒与基因工程

质粒（Plasmid）是细菌细胞内独立于染色体外的遗传物质,能自行复制而传递许多世代。质粒常存在于细菌的细胞质内,有些质粒可插入到染色体中,能与细菌染色体整合在一起,这种质粒称为附加体（Episome）。自1946年T．lederberg与EL．Tatum发现大肠杆菌K－12可通过接合进行基因重组后不久,又发现了可以传递的遗传因于─—致育因子（fertility,factor,F因子）,1952年T.Lederberg建议称之为质粒⑴。质粒不是细菌细胞的一种必需成分,有自我复制的能力,细菌细胞得到或失去质拉对细菌生命活动没有决定性影响。但是,质料可提供细菌选…     

可移动遗传元件相关的ESBLs基因传播机制研究

超广谱β-内酰胺酶(Extended spectrum betalactamases,ESBLs)是一类能够赋予细菌对多种β-内酰胺类抗生素和单酰环类抗生素耐药的酶类,许多革兰氏阴性菌,如肠杆菌科、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌等均可以产生不同类型的ESBLs,如TEM、SHV、CTX-M等类型,还有一些较少报道的VEB、GES和PER型[1]。细菌可以通过多种途径获得这些ESBLs基因,其中转座子、整合子、接合性质粒等可移动遗传元件在捕获和转移这些     

细菌中获得并转移耐药基因——质粒概述

<正>细菌已在地球上存在了30亿年左右,变得擅于保护自己免受有毒化学物质的侵害。而抗生素在临床上使用已有70多年,目前耐药性问题成为了世界上严峻的问题之一,同时这也证明了细菌适应能力之强及传播速度之快。细菌的耐药性机制有多种方式,包括:靶点保护,靶点替代,抗生素降解以及阻断胞内抗生素积累。耐药性的获得是在多种基因转移系统协助下完成的,耐药基因转移系统(如细菌接合质粒,转座元件和整合子系统)     

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——基因量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.     

猪源多重耐药大肠杆菌通过接合水平传播传递耐药性研究

为了检测多重耐药大肠埃希菌中可移动元件质粒在耐药性传播中的作用。采用质粒接合试验,筛选接合菌,并用K-B纸片测定接合前后细菌的耐药谱,并测定MIC值和MBC值,比较接合菌在接合前后耐药性变化。其结果70株供体菌中,一共接合成功31株,成功率达44.29%。通过药敏试验以及MIC值和MBC值的测定发现,接合后93.3%细菌的耐药谱型发生变化、76.7%接合菌最小抑菌浓度发生变化,56.7%接合菌的最小杀菌浓度发生变化。表明从菌株的耐药谱及对药物的抗性变化上可以初步判定,可移动元件质粒在传播细菌耐药性方面起到重要作用。     

太原地区鸡源性大肠杆菌的分离鉴定及耐药性分析

为调查太原市周边地区鸡源大肠杆菌(E.coli)的流行情况,本研究从规模化养鸡场采集患腹泻病鸡的粪便样品进行E.coli分离、血清型鉴定及耐药性检测,通过接合试验检测质粒在抗生素抗性水平转移中的作用.结果表明:分离到81株E.coli属于15种不同血清型,其中28株属于5种优势血清型,即O1、O8、O78、O84和O143;所有分离菌株对13种抗菌药物均有不同程度的耐药性,其中qnrA、tetM、tetA、sul2、strA、aadA、floR为检测到的主要耐药基因;分离菌株质粒携带的7种耐药基因可通过接合作用转移.该研究结果证明E.coli对常用抗生素的耐药已普遍存在,其携带的耐药基因可通过接合作用在细菌之间传递.     

大肠杆菌的耐药机制及中药对大肠杆菌R质粒消除作用的研究

抗生素的发展和广泛应用使许多细菌引起的疾病得到了一定的控制，但是其发病率和病死率仍居高不下。究其原因，与细菌耐药性（特别是多重耐药现象）的产生有一定的相关性。产生耐药的机制十分复杂，耐药性主要由染色体或耐药质粒（R质粒）介质，R质粒可通过接合、转化、转导等方式在不同菌株之间传递，使敏感菌成为耐药菌，造成了R质粒的流行。R质粒的传递使得耐药性在细菌间广泛播散，又使一部分体内正常菌群成为耐药基因库，大大增加了治疗和预防的困难。     

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.     

质粒特性和载体质粒

分子生物学研究证明,染色体是基因的载体,基因的核苷酸序列按一定顺序和结构排列在染色体上。这些基因和核外遗传因子,又称细胞质遗传基因组,能控制生物的一切遗传。核外遗传因子包括线粒体,中心粒、动粒和质粒。而研究较多的则是细菌质粒,它是基因工程操作中,携带外源基因,转化受体细胞的运载工具之一,故称载体(Vector)。细菌质粒是微小而裸露的核外遗传因子,呈共价闭合的环状DNA分子。细菌是质粒的宿主,质粒在细胞质中只有染色体的0.2％—3％,分子量约为0.34～170×     

养殖场中动物源大肠杆菌blaCTX-M-27基因的传播特征探究

从2014年和2016年保存的来自河南、广东、山东和湖北4个省1 100株食品动物肠道大肠杆菌中筛选出58株blaCTX-M-27阳性菌株,采用药敏试验测定产blaCTX-M-27的大肠杆菌对20种抗生素的敏感性,并用PCR的方法检测其所携带的其他耐药基因;通过脉冲场凝胶电泳分析各菌株之间的亲缘关系,通过接合或转化试验、复制子分型和Southern blot对携带blaCTX-M-27的质粒特征进行分析。结果显示,58株blaCTX-M-27阳性大肠杆菌对除了β-内酰胺类外的其他抗生素,尤其氟喹诺酮类呈现高水平耐药;大多数菌株还同时携带2~3种编码其他抗生素的耐药基因。PFGE分型结果表明,来源于同一采样地及不同省的菌株存在克隆现象,但不同省或来自于同一省份的不同采样地之间的菌株亲缘关系较远;菌株携带的blaCTX-M-27基因全部定位在质粒上,其中38株位于可接合的IncFIB质粒,另外20株位于不可分型的质粒。     

临床16S rRNA甲基化酶的研究新进展

16SrRNA甲基化酶是近年来出现于临床的一种新耐药决定因子,介导细菌对多种氨基糖苷类高水平耐药,最初发现于肠杆菌科中,目前在革兰阴性菌中已发现至少由12种等位基因编码的10种16SrRNA甲基化酶。由于大多编码16SrRNA甲基化酶的基因常位于可动遗传因子如接合型质粒、整合子、转座子、插入序列共同区上,易引起耐药性和耐药基因的传播,导致临床抗感染治疗的失败。本文综述了临床16SrRNA甲基化酶的新发现,其介导的耐药性、作用机制、临床流行特点、传播特点及分子遗传背景、来源及进化,为临床合理应用氨基糖苷类抗生素、开发16SrRNA甲基化酶抑制剂奠定基础。     

临床16S rRNA甲基化酶的研究新进展

16SrRNA甲基化酶是近年来出现于临床的一种新耐药决定因子,介导细菌对多种氨基糖苷类高水平耐药,最初发现于肠杆菌科中,目前在革兰阴性菌中已发现至少由12种等位基因编码的10种16SrRNA甲基化酶。由于大多编码16SrRNA甲基化酶的基因常位于可动遗传因子如接合型质粒、整合子、转座子、插入序列共同区上,易引起耐药性和耐药基因的传播,导致临床抗感染治疗的失败。本文综述了临床16SrRNA甲基化酶的新发现,其介导的耐药性、作用机制、临床流行特点、传播特点及分子遗传背景、来源及进化,为临床合理应用氨基糖苷类抗生素、开发16SrRNA甲基化酶抑制剂奠定基础。     

rmtB阳性猪大肠杆菌及其接合子中Ⅰ类整合子研究

为分析48株猪源16SrRNA甲基化酶基因rmtB阳性大肠杆菌及其接合子中Ⅰ类整合子的流行情况和分子特性,作者采用PCR和DNA序列测定方法对48株猪源rmtB阳性大肠杆菌及其接合子携带的Ⅰ类整合子进行分析,用微量稀释法测定rmtB阳性大肠杆菌及其接合子对20种抗菌药物的敏感性,并分析比较基因盒阳性菌和阴性菌的耐药率。结果:48株猪源rmtB阳性大肠杆菌中,5′-保守端的检出率为100%,3′-保守端检出率为77.1%,基因盒的检出率为58.3%;45株接合子中,5′-保守端的检出率为84.4%,3′-保守端检出率为62.2%,基因盒检出率为42.2%。与原菌株比较,接合子携带的耐药基因盒发生了丢失、获得以及置换等变化。比较基因盒阳性和阴性大肠杆菌对20种抗菌药物的耐药率,除对大观霉素、安普霉素差异显著外,对其他抗菌药物的耐药性无显著差异。研究结果表明,Ⅰ类整合子/基因盒系统在rmtB阳性大肠杆菌及其接合子中广泛存在,其5′-保守端、3′-保守端以及耐药基因盒的检出率存在差异,在质粒接合传递过程中,Ⅰ类整合子出现了基因盒的捕获或重组,基因盒携带率与rmtB阳性大肠杆菌及其接合子的多重耐药性无关。     

1株产NDM-9和MCR-1的鸡源大肠杆菌的分子及生物学特征

为探究质粒介导耐药性的传播特征，本试验以1株分离自山东某肉鸡养殖场的产新德里金属β-内酰胺酶NDM-9和磷酸乙醇胺转移酶MCR-1的大肠杆菌(25R)为研究对象，通过全基因组序列分析、质粒接合转移试验、抗菌药物敏感性试验、大蜡螟毒性感染试验、质粒稳定性试验和生长动力学方法研究其质粒分子和生物学特征。结果显示，携带bla_NDM-9和mcr-1的质粒可各自亦可共同转移至其他菌株，并且携带上述耐药基因的质粒对宿主菌造成的适应性代价和毒性较低，更有利于耐药基因的传播。本试验为更深入了解质粒介导的细菌耐药性传播机制提供理论依据。     

鸡源多重耐药大肠杆菌可移动遗传元件分析

为了解鸡源多重耐药大肠杆菌中可移动遗传元件的存在情况,采用KB法对57株鸡源大肠杆菌进行了12种药物的敏感性试验,采用PCR方法检测了这些菌株的接合性质粒、转座子和整合子共10种可移动遗传元件的存在情况。结果显示,57株鸡源大肠杆菌均为多重耐药大肠杆菌,共检出traA、trbC、ISEcp1、IS26、tnpA、tnp513、intⅠ和intⅡ8种可移动遗传元件,每株多重耐药大肠杆菌均可检出可移动遗传元件,且大肠杆菌耐药种类越多,可移动遗传元件的检出也越多,同时携带相同可移动元件的多重耐药大肠杆菌也会表现出不同程度的多重耐药。