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大肠埃希菌产超广谱β-内酰胺酶中产CTX-M-1型变异菌株的基因分析

更新时间:2009-03-28

近年来,细菌耐药率随广谱抗生素的广泛应用在不断增长,细菌耐药性问题已成为全球公共医疗卫生难题,特别是产超广谱β-内酰胺酶(extended-spectrum β-lactamase,ESBLs)的肠杆菌科细菌因其耐药谱广、所携带的耐药基因易于传播而备受关注[1-4]。细菌产β内酰胺酶主要有AmpC酶、ESBLs、耐酶抑制剂的β内酰胺酶和碳青霉烯酶等,其中ESBLs是细菌产生耐药的重要机制和环节,ESBLs基因可通过质粒、转座子、插入序列等在菌株间水平传播。目前亚洲地区及中国流行的产ESBLs E.coli菌株仍以携带CTX-M型、TEM型、SHV型耐药基因为主,这三型中以CTX-M型占主导,并且有多个亚型发现,本研究针对CTX-M-1变异亚型进行基因序列分析,了解本市该基因型的特点。

1 资料与方法

1.1 菌株来源 74株大肠埃希菌分离自贵阳市多家医院2015年06月1日至2015年12月31日住院患者痰标本,分离得到菌株接种于NC50复合板中拟行ESBLs表型筛选。质控菌株:大肠埃希菌ATCC25922,大肠埃希菌ATCC35218。

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1.2 提取细菌质粒DNA为模板 经确证的47株非重复产ESBLs大肠埃希菌,菌株保存于-20 ℃冰箱。质粒提取参考质粒小提试剂盒碱裂解法进行(详见说明书),-20 ℃保存质粒。

1.3 PCR反应条件 基因扩增的循环参数为94 ℃预变性5 min,94 ℃ 50 s、55 ℃ 45 s、72 ℃ 50 s,循环35次,最后72 ℃延伸6 min。PCR的引物序列和产物长度详见表1。

 

表1 PCR的引物序列和产物长度

  

基因型引物序列(5’-3’)产物产度/bpCTX-M-1P1:AAAAATCACTGCGTCAGTTCACP2:ACAAACCGTTGGTGACGATT867

2.2 PCR扩增产物测序结果 从标本中随机选取CTX-M-1型耐药菌株;送大连宝生物有限公司纯化后进行DNA测序并将测序结果与BLASTN比对。结果显示:CTX-M-1组基因菌株的亚型为CTX-M-15(见图2 )。

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2.1 产ESBLs大肠埃希菌耐药基因PCR检测分型结果 47株产ESBLs E.coli检出45株ESBLs基因阳性菌株(95.74%),17株携带CTX-M-1组基因(见图1)。

2 结 果

1.5 测序 随机选取部分PCR产物送大连宝生物有限公司纯化后进行DNA双向测序,测序结果用NCBI上的BLAST进行比对分析。

1.4 质量控制 琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物时设CTX-M-1标准产酶株为阳性对照,大肠埃希菌ATCC25922为阴性对照。

 

图1 CTX-M-1 型基因PCR 扩增产物 图2 CTX-M-1组基因PCR产物测序峰图

3 讨 论

ESBLs存在于细菌中,由细菌丝氨酸蛋白酶衍生而来,可以水解抗菌药物如广谱头孢菌素、大部分青霉素及单环类抗生素β内酰胺环使抗菌药物失效,也可以通过质粒、转座子、插入序列等在菌株间水平传播造成耐药菌株不断增长,从而导致ESBLs在医院的广泛流行。

各个国家、地区、医院的环境因素及临床抗生素的使用不同致使ESBLs检出率、耐药性及基因型存在地区异性。据国外报道CTX-M型占主导地位(70.9%~88.57%)。国内相关文献报道,CTX-M型基因在中国大陆地区所占比率为35.5%~93.6%,CTX-M型ESBLs检出率高于SHV和TEM,其中CTX-M-1和CTX-M-9基因型占绝对优势。CTX-M-9型菌株在上海、浙江和西南地区等省市报道频率高[5-6],而CTX-M-1菌株在广东等地比较流行[7]。据L.Poirel等[8]研究证明CTX-M 基因流行的主要原因是其带有可移动性基因元件插入序列ISECP1及ISR1。近年来国内相关文献报道CTX-M-14、3、15占主导地位,也有其他基因型如CTX-M-13、12、24、1、22等散发报道[9-12]。本研究显示,本市感染产ESBLs大肠埃希菌中产CTX-M-1型耐药基因存在亚型为CTX-M-15的基因型。进一步说明了基因的变异性。

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研究中经肉汤稀释法确证47株产ESBLs大肠埃希菌,但PCR扩增仅检出45株基因阳性菌株,PCR扩增未发现阳性条带的产ESBLs大肠埃希菌有2株,考虑与碱裂解法提取质粒DNA存在假阴性可能,也可能存在本课题未研究的其他ESBLs基因型或引物序列相互配对区域发生基因突变致使出现表型确证阳性而PCR扩增阴性的结果。

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(本文图1~图2见封三)

参考文献

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[2] 张亚兰,胡佳杰.肠杆菌科中产超广谱β内酰胺酶菌株的基因型分析[D].湖北中医药大学,2012.

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[11] Liu W,Chen L,Li H,et al.Novel CTX-M beta-lactamases genotype distribution and spread into multiple species of Enterobacteriaceaein changsha,Sounthern China[J].J Antimicrob Chemother,2009,63(5):895-900.

[12] 卓超,李洪玉,苏丹虹,等.广州地区CTX-M-15型超广谱β内酰胺酶的分布和基因环境研究[J].中华检验医学杂志,2009,32(10):1114-1119.

 
陈云芬,董亚琼,陈芳,宋伟章,闵祥,蒲方华
《贵州医药》 2018年第04期
《贵州医药》2018年第04期文献

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