多重耐药肠球菌耐药基因筛选及传播机制研究

发布时间：2018-02-26 10:41

本文关键词： 肠球菌耐药庆大霉素高水平耐药万古霉素耐药肠球菌氨基糖苷类修饰酶质粒转座子　出处：《浙江大学》2007年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】： 肠球菌作为一种条件致病菌己成为医院感染的重要病原菌之一，是引起心内膜炎、菌血症和尿路感染的重要致病菌。临床上常采用细菌细胞壁活性抗菌药物和氨基糖苷类抗生素联合来治疗肠球菌感染，但当肠球菌产生氨基糖苷类修饰酶后会对高浓度氨基糖苷类产生耐药性，而在耐药菌株中庆大霉素高水平耐药(high-levelgentamicin resistance，HLGR)占了较大的比例，从而失去与细菌细胞壁活性抗菌药物的协同作用，加大了治疗的难度。特别是近年出现的万古霉素耐药肠球菌(vancomycin resistant enterococcus，VRE)给临床治疗造成困难，引起广泛重视。 HLGR的出现系氨基糖苷类修饰酶所致，修饰酶的产生可使青霉素或糖肽类与氨基糖苷类的协同作用消失，并可致多重耐药。庆大霉素耐药主要是由肠球菌中的耐药基因aac(6’)-Ie-aph(2”)-Ia编码一种修饰酶AAC(6’)-Ie-APH(2”)-Ia引起。该修饰酶可介导对除链霉素以外的几乎所有临床使用的氨基糖苷类抗生素的抗性，并可使青霉素或糖肽类与氨基糖苷类的协同作用消失。另外还有新出现由aph(2”)-Ic、aph(2”)-Id及aph(2”)-Ib基因编码的磷酸转移酶APH(2”)-Ic、APH(2”)-Id和APH(2”)-Ib。APH(2”)-Ic使肠球菌对庆大霉素呈中等水平耐药，并破坏庆大霉素的协同作用。APH(2”)-Id和APH(2”)-Ib可导致对链霉素以外氨基糖苷类的高水平耐药，但并不消除阿米卡星与细胞壁活性药物的协同作用。已有报道，肠球菌的庆大霉素高水平耐药基因aac(6’)-Ie-aph(2”)-Ia及aph(2”)-Ic基因等大多位于可接合的较大的质粒上，也有位于接合转座子上或不可转移的染色体上，有些转座子还可插入质粒中和质粒共转移或诱动质粒的转移。因此，上述耐药基因的检测有助于预测氨基糖苷类抗生素与细胞壁活性药物合用的疗效，而耐药传播机制的研究将有助于对耐药性播散的控制。肠球菌对万古霉素的耐药可分为低水平耐药(MIC 8-32μg／ml)和高水平耐药(MIC≥64μg／ml)。根据肠球菌对万古霉素和替考拉宁的不同耐药水平及耐药的诱导性，VRE分为6个表型，分别是VanA、VanB、VanC(C1、C2、C3)、VanD、VanE、VanG。其中以VanA和VanB型最为多见。万古霉素与肠球菌细胞壁上的五肽肽糖前体的羧基末端D-丙氨酸-D-丙氨酸结合形成复合体，阻止肽糖聚合所需的转糖基和转肽反应，从而抑制肠球菌的细胞壁生物合成。而在万古霉素耐药肠球菌(VRE)的细胞壁肽糖前体末端的D-丙氨酸-D-丙氨酸发生了改变，万古霉素不能与之相结合，因此不能抑制VRE的细胞壁合成。VanA耐药常常与Tn1546样元件同时存在。VanA型基因在不同的菌株间是高度保守的，但在Tn1546的整体结构上，已发现有大量变异。许多变异归因于转座子内不同插入序列(IS)元件的插入以及它们所引起的序列删除。Tn1546因存在于接合性质粒上而得到广泛播散。肠球菌是临床较常见的一类细菌。近年来抗菌药物的广泛应用以及各种侵入性医用装置的使用，使得肠球菌所致的医院感染逐渐增多。由于肠球菌对抗生素的耐药性增加，尤其是HLGR及VRE的分离率在国内迅速上升，给临床治疗造成了更大的难题。本研究分析了临床分离到的HLGR、VRE菌株的克隆相关性、耐药性、耐药基因及耐药传播机制，为HLGR、VRE感染的防治提供基础。深入了解肠球菌的耐药机制及耐药性的传递特性，对于指导临床合理使用抗菌药物和防止耐药株的流行有着重要的意义。 1．肠球菌耐药性研究收集2002年6月～2003年5月我院临床分离的肠球菌106株。其中分离自腹腔引流液的最多，占26.4％(28／106)；其次分离自胆汁，占20.8％(22／106)；尿来源的居第三位，占18.9％(20／106)；血液来源居第四位，占17.0％(18／106)。提示肠球菌所致的感染中，以腹腔感染最常见，其次为胆道感染、泌尿系统感染及菌败血症。在所分离的肠球菌中，粪肠球菌和屎肠球菌的分离率最高，分别为45.3％(48／106)和43.4％(46／106)，共占总数的88.7％。采用K-B法及琼脂稀释法测定106株肠球菌对13种抗菌药物的耐药性，发现对利奈唑胺、万古霉素、替考拉宁没有耐药株；屎肠球菌对β—内酰胺类抗生素、喹诺酮类药物的耐药率明显高于粪肠球菌；奎奴普丁／达福普汀对粪肠球菌的作用差，而对屎肠球菌有较强作用。所有肠球菌经头孢硝噻吩纸片法检测，未发现β—内酰胺酶阳性株，推测本院肠球菌对β—内酰胺类抗生素耐药主要是由于低亲和力的青霉素结合蛋白(PBP)的过量产生。采用琼脂筛选法筛选出氨基糖苷类高水平耐药的肠球菌(HLAR)78株，占73.6％，其中HLGR占64.2％(68／106)，HLSR占45.3％(48／106)。 2．庆大霉素高水平耐药肠球菌耐药基因及同源性研究 PCR检测出68株HLGR中63株aac(6’)-Ie-aph(2”)-Ia基因阳性，占92.6％；3株存在与aph(2”)-Id高同源性的基因。50株住院病人分离的HLGR中，屎肠球菌的PFGE图谱有8型(A—H)，以A型为主；粪肠球菌的PFGE图谱有4型(A—D)，呈多克隆散发。提示HLGR已成为医院感染的重要耐药菌，主要通过aac(6’)-Ie-aph(2”)-Ia基因编码的修饰酶造成对庆大霉素高度耐药。 3．新氨基糖苷类抗生素耐药基因及传播机制研究铅黄肠球菌HZ95为琼脂稀释法筛选所得的庆大霉素高水平耐药菌株(HLGR)，于2002年7月由我院一位ICU住院病人腹腔引流液中分离得到的。本研究通过原始耐药菌HZ95质粒抽提并酶切克隆测序及Southern杂交发现了与aph(2”)-Id基因高度同源(核苷酸同源性为96.1％，氨基酸同源性为93.7％)的庆大霉素高水平耐药新编码基因aph(2”)-Ie基因(GenBank登录号AY 677166)位于一约16kb大小的质粒上。在aph(2”)-Ie基因的下游发现存在另一耐药基因链霉素腺苷转移酶str基因，属于aad基因家族。该基因导致对链霉素及大观霉素的耐药，与肠球菌中3’-链霉素腺苷转移酶(aadE)基因同源性较高，，在乳酸乳球菌、金黄色葡萄球菌等中有报道，但在肠球菌中却未见报道。质粒复制起始蛋白repD存在于两个耐药基因之间。耐药基因可以通过整合子、转座子、插入序列及某些未知的转移机制在质粒间、质粒与染色体间转移或集聚重排。本研究发现在aph(2”)-Ie基因读码框的上游存在与IsEcp1高度相似的插入序列，含有转座酶TnpA。该酶能够特异识别和接合转座子与靶点序列，可和质粒共转移或诱动质粒的转移。提示HLGR也可由一种新的质粒介导的APH(2”)-Ie氨基糖苷类修饰酶所引起。aph(2”)-Ie通过转座酶与其他耐药基因一起由质粒传播。 4．万古霉素耐药肠球菌耐药基因及传播机制研究 2006年5月～2007年4月在杭州市四家医院收集到临床分离的万古霉素耐药肠球菌16株耐药表型均符合VanA型，基因型证实均为VanA型。多对引物对转座子的不同区域的PCR扩增并进行序列拼接、比对，发现VRE ZY21237的VanA基因位于转座子Tn1546上，其它15株VRE菌株的VanA基因周围序列与Tn1546相似，是一种未报道的Tn1546类似转座子结构。其中新的编码转座酶的插入序列(IS1485)可增强转座子的转座功能。临床分离的16株VRE菌株vanA基因均可通过滤膜接合进行转移。VRE菌株均由VanA基因所引起，可通过转座子Tn1546与Tn1546类似转座子在不同菌株或菌种之间进行传播。杭州市四家医院分离的16株VRE菌株属于7个不同型，并非单克隆播散，其中14株属于适应医院环境的克隆复合体(Clonal Complex17，CC17)。以上研究表明： 1．HLGR已成为医院感染的重要耐药菌，主要通过aac(6’)-Ie-aph(2”)-Ia基因编码的修饰酶造成对庆大霉素高度耐药。 2．住院病人分离的HLGR脉冲凝胶电泳分析，屎肠球菌HLGR主要为单克隆播散；粪肠球菌HLGR则呈多克隆散发。 3．新的庆大霉素高水平耐药编码基因aph(2”)-Ie基因(GenBank登录号AY677166)与aph(2”)-Id基因高度同源(核苷酸同源性为96.1％，氨基酸同源性为93.7％)，可通过转座酶与其他耐药基因一起由质粒传播。 4．16株临床分离的VRE菌株基因型及表型均为VanA型，通过转座子Tn1546与Tn1546类似转座子在不同菌株或菌种之间进行传播。其中14株属于适应医院环境的克隆复合体CC17。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：R378

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