Characterization of Class 1 Integron Gene Cassettes among Clinical Bacteria Isolated from One Large Hospital in Northern China

The class 1 integron and complex gene cassettes among different species of clinical isolates in northern China were characterized in this study. 383 clinical isolates were obtained from northern China, and class 1 integrons containing gene cassettes widely distributed among gram negative clinical isolates was observed. We find that the class 1 integron showed positive correlation with multidrug resistance phenotype of gram negative bacteria. In addition, we find that isolates belonged to one species harbored different types of gene cassette arrays, while same types of gene cassette arrays were observed in different species of isolates. The diversity of gene cassette arrays among the isolates indicated the complexity of multidrug resistance in clinical isolates in northern China.

基因捕获元件int1和ISCR1在临床菌株中的分布及与细菌耐药性的关系研究

目的研究临床多种细菌中的Ⅰ型整合酶编码基因int1和ISCR1的分布情况,探究其与细菌多药耐药表型的关系。方法收集2011-2012年河北省某医院临床菌株,应用VITEK2COMPACT全自动微生物生化鉴定系统和16SrDNA序列分析进行种属鉴定,利用PCR方法进行int1基因和ISCR1筛查;两种可移动元件的携带情况和菌株的多药耐药表型之间的关系采用卡方检验进行统计计算。结果共收集临床菌株372株,包括325株革兰氏阴性菌和47株革兰氏阳性菌;int1基因和ISCR1在22种(属)175株和18种(属)90株革兰氏阴性细菌中检出,同时在17种(属)71株革兰氏阴性细菌中检出,革兰氏阳性细菌int1基因和ISCR1检测均为阴性;通过对数据分层对比,统计分析发现,在int1基因不存在时,ISCR1的存在与否与菌株是否为多药耐药的关系明显,差异有统计学意义(P<0.01),其存在亦能介导更广泛种类药物耐受,差异亦有统计学意义(P<0.01)。在int1基因存在时,ISCR1的存在能介导更广泛种类药物耐受,差异有统计学意义(P=0.02);在ISCR1不存在时,int1基因的存在与否与菌株是否多药耐药的关系明显,差异有统计学意义(P<0.01),其存在亦能介导更广泛种类药物耐受,差异亦具有统计学意义(P<0.01)。而在ISCR1存在的情况下,上述两种关系不明显。结论基因捕获元件int1基因及ISCR1在革兰氏阴性临床菌株中分布广泛,并与细菌的多重耐药、泛耐药明显相关,特别是ISCR1;应加强可移动元件int1基因或ISCR1流行状况的监测,为其在耐药基因捕获中的作用机制研究和控制多药耐药细菌在临床散播提供可靠的基础数据。

铜绿假单胞菌群体感应系统分子受体基因lasR与Ⅰ类整合酶intI1基因表达的相关性分析

目的通过研究铜绿假单胞菌Ⅰ类整合子阳性株群体感应系统基因lasR与Ⅰ类整合子整合酶基因intI1表达水平的相关性,初步探讨群体感应系统对Ⅰ类整合子的调控机制。方法通过荧光定量RT-PCR方法检测铜绿假单胞菌群体QS信号分子受体基因lasR和Ⅰ类整合子整合酶基因intI1在液相菌与生物被膜菌中mRNA的表达水平,分析两基因表达的相关性。结果铜绿假单胞菌在生物被膜中群体感应系统lasR基因及Ⅰ类整合子intI1基因的mRNA表达水平高于液相菌,两者表达水平呈现正相关性(r=0.695,P<0.05)。结论铜绿假单胞菌群lasR和intI1基因表达呈正相关,提示intI1基因表达可能与群体感应系统的调控作用有关。

Ⅰ类整合子与铜绿假单胞菌多重耐药相关性研究

目的了解Ⅰ类整合子在临床分离的铜绿假单胞菌多重耐药株及敏感株中分布的差异,初步阐明Ⅰ类整合子是否与铜绿假单胞菌多重耐药性形成相关。方法应用聚合酶链反应(PCR)法分别检测临床分离的67株多重耐药铜绿假单胞菌和62株敏感株中Ⅰ类整合子的阳性率,并进一步用PCR证实Ⅰ类整合子阳性菌中整合子相关基因盒的存在。结果铜绿假单胞菌多重耐药株中,32株(47.76%)为Ⅰ类整合子阳性;敏感株中仅1株(1.61%)为Ⅰ类整合子阳性,多重耐药株的Ⅰ类整合子分布显著高于敏感株(χ2=36.02,P<0.05)。PCR进一步证实多重耐药铜绿假单胞菌携带Ⅰ类整合子基因盒,而敏感株携带空整合子。结论多重耐药铜绿假单胞菌具有较高的Ⅰ类整合子阳性率,Ⅰ类整合子可能与铜绿假单胞菌的多重耐药性相关。

60株鲍曼不动杆菌耐药基因携带情况分析

目的研究临床分离的60株鲍曼不动杆菌耐药谱及Ⅰ型整合子和β-内酰胺酶等基因携带情况。方法用微量肉汤稀释法测定16种临床常用抗菌药物的最小抑菌浓度;PCR检测β-内酰胺酶、Ⅰ型整合子和外排泵基因,对阳性基因进行序列分析。结果60株菌中,多重耐药株53株,占88.3%;6株携带OXA-23基因,均对包括碳青霉烯在内的5类以上抗菌药耐药,并具有高耐药特性;38株携带PER-1基因,对头孢菌素类耐药率显著高于PER-1基因阴性菌株(P<0.01);45株检出Ⅰ型整合子结构基因,多重耐药率明显高于Ⅰ型整合子阴性菌株(P<0.01);Ⅰ型整合子和PER-1基因同时阳性25株,与7株两者同为阴性菌株相比,多重耐药率增高(P<0.01),但耐药程度无显著差别。结论Ⅰ型整合子基因及β-内酰胺酶类基因的作用是导致鲍曼不动杆菌多重耐药的重要原因;OXA-23基因阳性菌株多为泛耐药和高耐药株,有必要采取有效措施控制其传播。

大肠埃希菌中Ⅰ类整合子耐药基因的分析

目的对临床分离大肠埃希菌株携带的Ι类整合子及相关耐药基因进行筛选和分析,探讨Ι类整合子在大肠埃希菌耐药中的作用。方法对43株大肠埃希菌临床分离株做药敏试验;采用PCR扩增、DNA测序、DNA序列比对的方法对其携带的Ι类整合子相关耐药基因进行分析。结果43株大肠埃希菌分离株对10种抗菌药物的耐药率依次为亚胺培南4.7%、阿米卡星18.6%、头孢他啶、27.9%、头孢吡肟37.2%、头孢呋辛55.8%、复方磺胺甲噁唑58.1%、妥布霉素74.4%、庆大霉素79.1%、头孢噻肟81.4%和哌拉西林83.7%。在43株大肠埃希菌分离株中有25株含有Ι类整合子,其中18株携带整合子相关耐药基因,如介导对磺胺类和氨基糖苷类药物的耐药基因等;某些菌株携带的整合子相关耐药基因相同。结论Ι类整合子在大肠埃希菌中广泛存在,整合子相关耐药基因在该菌耐药性的形成和播散中发挥作用。

广州地区临床分离多重耐药肠杆菌科细菌的耐药基因检测

目的检测临床分离的低产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌的耐药基因，探讨其存在特点。方法肠杆菌科细菌的鉴定和药敏采用法国生物梅里埃公司的VITEK－2系统进行药物的最低抑菌浓度（MIC）检测；EDTA双纸片增效法检测金属p_内酰胺酶（MBL）；采用聚合酶链反应（PCR）方法检测碳青霉烯酶基因、qacE△1-sull消毒剂耐药基因、qnr喹诺酮类耐药基因及Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ类整合酶基因等相关耐药基因。结果115株肠杆菌科细菌94．8％（109／115）Ⅰ类整合酶基因阳性，未检出携带Ⅰ，Ⅲ类整合酶基因的细菌；93．0％（107／115）消毒剂基因（qacEAl-sull）阳性；qnrA基因阳性率53．9％（62／115），qnrS基因阳性率12．2％（14／115）．qnrB基因阳性率5．2％（6／115）．有9株菌EDTA增效试验阳性，检出金属p内酰胺酶基因型，且同时携带qnrA，qnrS，intll和qacEAl-sull基因，金属β-内酰胺酶基因型别确定为IMP-4（blalMP-4）和IMP-1（blaIMP-1）型。结论多重耐药肠杆菌科细菌的多重耐药与整合子相关，且携带多种耐药基因，尤其产金属β-内酰胺酶的细菌多种抗菌药物呈现高度的多重耐药。

阿奇霉素对铜绿假单胞菌I类整合酶基因表达的影响

目的通过研究阿奇霉素对铜绿假单胞菌I类整合子整合酶基因int I1表达的影响,初步探讨阿奇霉素对I类整合子的抑制机制。方法采用荧光定量RT-PCR方法检测铜绿假单胞菌I类整合酶基因int I1在不同阿奇霉素浓度中m RNA的表达水平,分析阿奇霉素对int I1表达的影响。结果阿奇霉素对铜绿假单胞菌I类整合酶基因int I1的表达抑制作用明显,I类整合酶基因int I1m RNA随着阿奇霉素浓度的增高表达水平呈明显下降趋势。结论阿奇霉素对I类整合酶基因int I1表达具有明显抑制作用,提示可能与阿奇霉素对铜绿假单胞菌群体感应系统抑制机制间接相关。

鲍曼不动杆菌Ⅰ类整合子系统与其耐药性关系的研究

目的了解Ⅰ类整合子系统在鲍曼不动杆菌中的分布状况,探讨其与该菌耐药性之间的关系。方法用琼脂稀释法测定鲍曼不动杆菌对14种抗生素的敏感性。用PCR法检测Ⅰ类整合子系统。结果29.2%(21/72)的菌株检测出Ⅰ类整合子系统。含与不含Ⅰ类整合子系统的菌株在耐药性上存在显著性差异(P<0.05)。不同类型Ⅰ类整合子的耐药表型存在一定的差异。结论Ⅰ类整合子系统与鲍曼不动杆菌多重耐药性以及耐药表型之间有密切的关系。

临床分离肺炎克雷伯菌Ⅰ类整合子的结构与功能

为了探索细菌多重耐药性的产生和播散的分子机制,文章对2002～2007年间179株临床分离的肺炎克雷伯菌进行耐药性、I 类整合子可变区基因盒结构以及基因盒携带的耐药性基因进行分段克隆和耐药性功能测定。结果显示：65.9%（118/179）的肺炎克雷伯菌表现出对至少两种以上的抗生素（主要为β-内酰胺类、氨基糖苷类和喹诺酮类抗菌药物）的耐药性；36.3%（65/179）的菌株检出单条或者双条I类整合子基因盒条带；对整合子阳性组与阴性组的耐药率进行比较发现,除氨基糖苷类、喹诺酮类和复方新诺明等药物的耐药性存在显著性差异（P〈0.01）外,其余药物的差异不显著；共发现15种耐药基因构成形式的整合子基因盒,其中以dfrA17-aadA5最为多见,实验证明整合子可由接合转移耐药性质粒携带；对整合子基因盒（dhfr17-orfF-aadA2）分段克隆的耐药性功能研究发现,3个克隆重组子（pET28a-dhfr17、pET28a-dhfr17-orfF和 pET28a-dhfr17-orfF-aadA2）对复方新诺明的抗性（MIC值）均为256μg/mL,重组子pET28a-dhfr17-orfF与重组子pET28a-dhfr17对链霉素的抗性无明显区别,和受体菌一样MIC值均为8μg/mL,而pET28a-dhfr17-orfF-aadA2对链霉素的抗性则明显提高, MIC值为256μg/mL。结果表明, I类整合子在肺炎克雷伯菌中较常见,携带氨基糖苷类和甲氧苄啶类的耐药基因盒在数量上占优势,且整合子携带的耐药基因具有耐药性功能,位于可水平转移耐药性质粒的耐药性基因相关的整合子对病原菌耐药性播散具有重要意义。

动物源沙门菌耐药性调查及Ⅰ类整合子的检测

采用肉汤微量稀释法,选用22种常用抗菌药物,对98株动物源沙门菌进行药敏试验,结果显示:菌株对磺胺类、四环素类药物及萘啶酸普遍耐药,对氨基糖苷类药物耐药率较低,对氟喹诺酮类药物高度敏感;菌株多重耐药率为67.35%(66/98)。采用PCR方法检测菌株Ⅰ类整合子的流行情况,并分析其携带的耐药基因盒。结果98株沙门菌中Ⅰ类整合子的检出率为50.0%(49/98),并且均携带耐药基因盒,基因盒以dfrA17-aadA5的组合形式最为常见;Ⅰ类整合子阳性菌株的多重耐药率为95.92%(47/49),阴性菌株的多重耐药率为38.78%(19/49)。上述结果表明Ⅰ类整合子普遍存在于兽医临床耐药沙门菌中,其流行与菌株多重耐药性具有一定的相关性。

铜绿假单胞菌群体感应QS系统对Ⅰ类整合子intI1基因调控作用的初步研究

目的研究铜绿假单胞菌Ⅰ类整合子阳性株群体感应系统基因lasR与Ⅰ类整合子整合酶基因intI1表达水平的相关性,初步探讨群体感应系统对Ⅰ类整合子的调控机制。方法通过荧光定量RT-PCR方法检测铜绿假单胞菌群体QS信号分子受体基因lasR和Ⅰ类整合子整合酶基因intI1在生物被膜中与阿奇霉素菌液中mRNA的表达水平,分析两基因表达的相关性。结果铜绿假单胞菌群体感应系统lasR基因及Ⅰ类整合子intI1基因表达水平在生物被膜中均较在阿奇霉素菌液中升高(P<0.05),且两者表达水平呈正相关性(r=0.565,P<0.05)。结论铜绿假单胞菌群lasR和intI1基因表达呈正相关,且阿奇霉素对Ⅰ类整合子intI1基因表达抑制作用明显,提示intI1基因表达可能与群体感应系统的调控作用有关。

零价铁对污泥高温厌氧消化过程中四环素抗性基因及第一类整合子的消减影响

为研究污泥高温厌氧消化过程中零价铁(Fe0)对抗生素抗性基因的消减影响,采用荧光定量PCR方法定量检测了7种四环素抗性基因(TC-ARGs,包括tetA、tetC、tetG、tetM、tetO、tetW和tetX)及第一类整合子int I1基因在厌氧消化过程中的丰度变化,同时检测分析了挥发性脂肪酸(VFAs)的质量浓度变化,并探讨了目标基因与VFAs之间的相关关系.结果表明,适量Fe0(如0.10 g·g^(-1),以Fe0/VSS计)不仅可以强化污泥厌氧消化进程,显著提高总VFAs和乙酸的产生量,而且能够增强TCARGs和int I1基因的消减效果.尽管如此,过量Fe0(如1.17 g·g^(-1),以Fe0/VSS计)对污泥高温厌氧消化过程中TC-ARGs和int I1基因消减的增强效果并不显著,推测可能是由于基因水平转移的发生所导致的.通过相关性分析可知,TC-ARGs(除tetO基因外)和int I1基因与乙酸之间存在显著负相关性,表明乙酸可能对TC-ARGs和int I1基因的消减具有促进作用.

耐亚胺培南铜绿假单胞菌β-内酰胺酶相关基因及Ⅰ类整合子的检测

目的研究耐亚胺培南铜绿假单胞菌(PA)β-内酰胺酶相关基因及Ⅰ类整合子的携带情况。方法采用K-B法对临床分离的PA进行药敏试验,选出26株耐亚胺培南PA,用PCR法检测其β-内酰胺酶相关基因和Ⅰ类整合子(intⅠ1和qacE△1-sul1基因)。结果26株耐亚胺培南PA体外对15种抗菌药物的药敏结果显示对多黏菌素B的敏感率为100%,对头孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林、哌拉西林/他唑巴坦、头孢他啶、阿米卡星的敏感率分别为61.54%、61.54%、65.39%、30.77%、50.00%。对复方新诺明的耐药率为100%。16种基因检出率由高到低依次为qacE△1-sul1(92.31%),OprD2缺失(46.15%),TEM(42.31%),OXA-10(26.92%),VIM(11.76%),SPM(7.69%),VEB(7.69%),SHV(7.69%),未检出IMP、GIM、PER、GES、CARB、DHA、CTX-M、intⅠ1基因。结论耐亚胺培南PA的耐药主要与Ⅰ类整合子、OprD2缺失有关。

肠杆菌属细菌一类整合子及其基因盒特征

整合子是捕获、整合和表达外源基因的重要元件,可以加速抗生素抗性基因的传播。本研究分析了已完成全基因组测序肠杆菌属细菌一类整合子及其基因盒的存在情况与特征。实验表明,目前62个肠杆菌属细菌,包括40个阴沟肠杆菌、11个霍氏肠杆菌和11个其它肠杆菌都完成了全基因组测序,其中40.32%(25/62)肠杆菌属细菌含有一类整合子。在25个含一类整合子的肠杆菌中,72%(18/25)携带一个整合子,28%(7/25)含有多个整合子。25个肠杆菌共存在36个整合子,其中88.89%(32/36)位于质粒上,其余11.11%(4/36)位于染色体上。肠杆菌属细菌一类整合子整合酶基因(1014 bp)高度保守,其中一个整合子整合酶基因发生了3碱基突变(3/1014),7个发生2碱基突变(2/1014),13个发生1碱基突变(1/1014 bp),其余没有突变。25个含一类整合子肠杆菌共存在18种基因盒,其中dfrA1基因盒频率最高16.13%(10/62),其次是aadA1(8.06%,5/62),接着是aacA27-ereA-IS1247-aac3-arr2-ereA基因盒(4.84%,3/62),其他基因盒频率低于4.0%。本研究有助于了解一类整合子在肠杆菌属细菌产生抗生素抗药性中的重要作用。

零价铁对污泥厌氧消化过程中四环素抗性基因水平转移的作用影响

细菌抗药性问题已成为全球生态环境安全和人体健康领域的一个关注焦点.污水处理剩余污泥是抗生素抗性基因(ARGs)的一个重要储存库和排放源,采用荧光定量PCR方法检测分析了四环素抗性基因(TC-ARGs,包括tet A、tet C、tet G、tet M、tet O、tet W和tet X)及第一类整合子int I1基因丰度在污泥厌氧消化过程中的变化特征,考察了不同投加量零价铁(Fe0)对目标基因的消长影响,初步分析了质粒DNA接合作用对TC-ARGs水平转移的作用影响,并探讨了TC-ARGs与int I1基因之间的相关关系.结果表明,污泥厌氧消化过程对TC-ARGs和int I1基因丰度具有不同程度的削减作用,其中tet X基因丰度降幅可达2.4个数量级.Fe0的加入对TC-ARGs和int I1基因丰度削减不显著,并且随着Fe0投加量的增加,TC-ARGs和int I1基因丰度相比对照组出现逐渐升高的趋势.通过对质粒组DNA所携带的TC-ARGs基因丰度进行检测分析发现,质粒DNA接合作用对TC-ARGs的水平转移具有促进作用.相关性分析结果显示,tet G与int I1基因之间具有显著正相关关系,表明int I1基因在污泥厌氧消化过程中可能对tet G基因的演变过程具有重要影响.

环境中抗生素抗性基因与Ⅰ型整合子的研究进展

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)作为一种新型污染物在不同环境中广泛分布、来源复杂,对生态环境和人类健康造成了很大的潜在风险。同时,Ⅰ型整合子(Int Ⅰ)介导的ARGs水平转移是环境中微生物产生耐药性的重要途径,Ⅰ型整合子整合酶基因(intI1)与ARGs丰度在环境中表现出了较高的正相关性,Int Ⅰ可以作为标记物在一定程度上反映ARGs在环境中的迁移转化规律和人类活动影响程度。本文介绍ARGs与Int Ⅰ在环境中的来源与分布,总结Int Ⅰ介导的ARGs迁移转化机制以及相关研究方法,并展望未来的研究发展趋势。

鲍氏不动杆菌新型整合子、Ⅰ类整合子遗传标记研究

目的了解医院ICU临床分离鲍氏不动杆菌(ABA)的新型整合子、Ⅰ类整合子遗传标记存在状况,探讨ABA多药耐药机制。方法收集20株分离自2007年10月-2008年7月ICU患者临床标本的ABA,采用纸片扩散法测定32种抗菌药物的敏感性;采用PCR法检测新型整合子遗传标记(tnpU基因)、Ⅰ类整合子遗传标记(qacE△1-sul1基因);PCR阳性产物为PCR直接全自动荧光法测序。结果tnpU基因检测到11株,阳性率55.0%;qacE△1-sul1基因检测到15株,阳性率75.0%。结论ABA存在严重的对β-内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类、四环素和复方新诺明等抗菌药物多药耐药状况,与细菌转座子和整合子携带率高有关;氯己定预防术后医院感染需要重新评估。