RND家族外排泵及其与微生物群体感应系统的相互关系

抗生素耐药性一直是细菌病害防治的难题,药物外排泵过量表达是细菌耐药性形成的重要机制之一。在革兰氏阴性细菌中,RND(Resistance-nodulation-cell division)家族外排泵在耐药性中发挥着重要作用,近年来的研究表明,依赖于小分子信号物质进行调控的群体感应系统与RND外排泵家族之间存在紧密的相互作用关系。本文在介绍RND家族外排泵的结构、转运机理和群体感应系统的类型及调控方式的基础上,剖析了群体感应系统对RND外排泵的调控机理以及RND外排泵对群体感应系统信号分子转运的影响。深入研究RND家族外排泵与群体感应系统之间的相互依赖、相互制约关系有利于阐明RND家族外排泵的调控机理,并有可能为克服微生物耐药性问题提供新的思路。

铜绿假单胞菌主要RND外排泵表达与β-内酰胺类抗生素耐药性的相关性研究

目的探讨铜绿假单胞菌4种主要RND外排泵的表达水平与β-内酰胺类抗生素耐药性间关系。方法采用药敏实验检测临床菌株β-内酰胺类抗生素耐药性;构建转录融合报告基因mexA-lacZ、mexC-lacZ、mexE-lacZ和mexX-lacZ,通过测定β-半乳糖苷酶活力,分析和比较4种RND外排泵表达水平的差异,及其表达水平与菌株抗生素耐药性的相关性。结果共检测151株临床菌株,对羧苄西林、替卡西林、氨曲南和头孢他啶的耐药性分别为19.87%、9.93%、2.65%和26.49%。选择耐2种及以上抗生素的菌株23株和对4种抗生素全部敏感的菌株19株,测定β-半乳糖苷酶活力。耐药菌株的mexA、mexC和mexX基因的表达水平与敏感菌株之间的差异有统计学意义(P均<0.05)。多元线性回归分析发现,mexA、mexC和mexX基因的表达水平分别与羧苄西林、替卡西林和氨曲南的抑菌圈直径存在高度或中度负相关性;贝塔权重数据显示mexA基因表达水平是影响羧苄西林(-0.595)、替卡西林(-0.483)和氨曲南(-0.553)3种抗菌素耐药性的主要因素。结论外排泵MexAB-OprM、MexCD-OprJ和MexXY-OprM的表达水平与β-内酰胺类抗生素耐药性存在显著相关性,MexAB-OprM对临床菌株β-内酰胺类抗生素耐药性具有主要影响。

鲍曼不动杆菌碳青霉烯酶和RND外排泵相关耐药基因的研究

目的分析鲍曼不动杆菌的碳青霉烯酶和RND外排泵基因的携带情况,并进一步探讨外排泵过表达与菌株耐药性形成的关系。方法采用PCR技术扩增分离鲍曼不动杆菌的B类金属酶(blaNDM-1、blaVIM、blaIMP)、D类苯唑西林酶(blaOXA-23、blaOXA-24、blaOXA-51、blaOXA-58)以及RND外排泵基因(adeB、adeJ、adeG),再采用qPCR对6株多重耐药鲍曼不动杆菌(MDRAB)和4株非多重耐药鲍曼不动杆菌(NMDRAB)菌株的adeB、adeJ和adeG水平进行检测。结果71株MDRAB中blaNDM-1(26.8%,19/71)、blaIMP(88.7%,63/71)和blaOXA-23(84.5%,60/71)的检出率明显高于30株NMDRAB中blaNDM-1(0.0%,0/30)、blaIMP(0.0%,0/30)和blaOXA-23(10.0%,3/30)的检出率,差异均有统计学意义(P<0.05)。blaOXA-51的检出率为100.0%,未检测到blaVIM、blaOXA-24和blaOXA-58。71株MDRAB中adeB(98.6%,70/71)和adeG(100.0%,71/71)的检出率显著高于30株NMDRAB中adeB(20.0%,6/30)和adeG(90.0%,27/30)的检出率,差异均有统计学意义(P<0.05);adeJ的检出率为100.0%;同时MDRAB菌株的adeB和adeG基因表达量明显高于NMDRAB菌株(P<0.05)。结论碳青霉烯酶基因NDM-1、IMP和OXA-23和外排泵adeABC、adeFGH的高表达与鲍曼不动杆菌多重耐药的形成关系密切。

铜绿假单胞菌RND外排泵研究进展

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，PA），是一种广泛分布于自然界的革兰阴性非发酵菌，也是临床上常见的、引起院内获得性感染的重要条件致病菌，尤其是来自 ICU 重症、气管插管等侵袭性操作、长期使用抗生素的感染患者［1］。1990年初Poole 等人在铜绿假单胞菌野生株中发现编码外排泵 MexAB-OprM的操纵子，以及其在固有耐药中发挥的作用。在2013年，美国疾病预防与控制中心［2］列出当前的耐药危机，其中包括假单胞菌属。国内已有多项大型流行病学调查显示我国 PA 感染的严重性［3］，以及外排泵机制在抗药性方面发挥了重要作用［4］。铜绿假单胞菌药物外排泵介导了具有临床重要意义的多重耐药性（包括天然耐药和获得性耐药）。本文主要对铜绿假单胞菌常见外排泵的特点、底物谱、调控机制等进行综述。

RND外排泵对多重耐药鲍曼不动杆菌AYE菌株生物被膜形成的影响

目的探讨多重耐药鲍曼不动杆菌AYE菌株RND外排泵基因影响生物被膜形成的作用机制。方法采用无标记基因敲除方法分别敲除AYE菌株的RND外排泵基因(ade B、ade FGH、ade IJK),采用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)验证菌株外排泵基因敲除情况,通过结晶紫染色法检测菌株基因敲除前后生物被膜形成情况,比较4种外排泵抑制剂(PAβN、奥美拉唑、维拉帕米、CCCP)对AYE菌株生物被膜形成的影响。结果qRT-PCR结果显示,AYE菌株RND外排泵基因(ade B、ade FGH、ade IJK基因)成功敲除,获得AYE△ade B、AYE△ade FGH、AYE△ade IJK菌株,生物被膜形成量分别为1.59±0.06、2.15±0.19、1.91±0.02,其中ade B和ade IJK基因敲除后菌株生物被膜形成量低于敲除前(AYE:2.31±0.01),差异均有统计学意义(均P<0.05)。在PAβN、奥美拉唑、维拉帕米、CCCP作用下,鲍曼不动杆菌标准菌株AYE的生物被膜形成量分别为2.14±0.03、2.24±0.02、1.93±0.05、2.09±0.04,均低于对照组(AYE:2.31±0.01),差异均有统计学意义(均P<0.05),其中PAβN形成量最少。结论外排泵基因ade B、ade FGH、ade IJK对多重耐药鲍曼不动杆菌AYE生物被膜的形成有重要作用,外排泵抑制剂PAβN、奥美拉唑、维拉帕米、CCCP对鲍曼不动杆菌AYE菌株生物被膜的形成有抑制作用。

细菌RND外排泵的结构与作用机制研究进展

细菌RND(resistance-nodulation-cell division)外排泵是一类由内膜转运蛋白、周质融合蛋白、外膜外排蛋白组成的蛋白复合体,能够将抗菌药物和多种小分子化合物如毒素、染料、洗涤剂、脂质、群感信号分子等排出细菌细胞外。通过影响RND外排泵的组装和功能,可逆转多重耐药性的发生与防止耐药性的发展。细菌具有多种外排泵,本文以RND外排泵为代表,介绍与其结构以及外排药物的转运和调控机制的最新进展。

铜绿假单胞菌MexXY外排泵调控机制研究进展

MexXY外排泵属于耐药结节分化(resistance nodulation division, RND)家族成员,是氨基糖苷类耐药决定子,在多重耐药或泛耐药铜绿假单胞菌中发挥重要作用,并与细菌的应激反应和致病性相关。阐明其表达调控机制将为抗菌药物研制及有效抑制剂筛选提供新思路。本文在简要介绍RND外排系统的基础上,重点对近年来MexXY外排泵调控机制的研究进展做一简要综述。

铜绿假单胞菌RND型外排系统研究进展

主动外排是铜绿假单胞菌耐药的重要机制,在众多的主动外排系统中,以RND型最为常见。通过总结近年来发表的文献,现对铜绿假单胞菌RND型外排系统的结构、底物、流行病学、抑制主动外排等方面进行综述。

铜绿假单胞菌多重药物耐药性外排泵十年研究回顾(英文)

细菌抗生素耐药性严重地威胁着感染性疾病的治疗,如常见于ESKAPE病原菌(即肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠道杆菌属)。铜绿假单胞菌的多重药物耐药性主要在于该菌具有多重药物外排泵如MexAB-OprM和MexXY,后者属于耐药结节细胞分化(RND)家族转运体。自20年前发现RND外排泵后,现已对这些外排泵的临床意义、结构与组装、外排机制、表达调控与抑制等有了深入的认识。药物外排泵不仅介导了具有临床重要意义的多重耐药性,而且参与了其他细胞功能如恶劣环境下(包括存在抗菌药物时)的应激反应和致病性等。研究开发不受外排泵明显作用的抗菌药物或外排泵抑制剂以便与作为外排泵底物的抗铜绿假单胞菌抗生素联合应用仍然是新药研发所面临的一大挑战。本文旨在回顾讨论作者于2003年在本刊所发表的相关综述后上述多个方面过去10年的研究进展。这些研究再次清楚显示全面合理控制各类抗生素使用的重要性和紧迫性以避免后抗生素时代的来临。

主动外排系统RND家族最新研究进展

我国是面临细菌耐药性威胁最为严重的国家之一。在所有耐药病原体中,粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属细菌(ESKAPE)占医院感染的大多数,且耐药率持续增长[1]。根据2017年CHINET中国细菌耐药监测数据表明革兰阴性菌检出率约占70%[2],其耐药性日趋严重。

大肠杆菌耐药机制中激活外排泵和减少摄入量的研究进展

概述了大肠杆菌中激活外排泵和减少摄入量这两个重要的耐药机制和克服它们的新策略,主要包括近年来在理解外排泵系统的物理结构、功能和调控子中的进步和有利于开发以外排泵为靶位的药物研究进展。

不动杆菌属RND主动外排系统研究进展

不动杆菌属(Acinetobacter spp.)在临床的检出率日益增高,特别是鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii),耐药性日趋严重,出现了多重耐药(multiple-drug resistance,MDR),广泛耐药(extensively drug resistance,XDR)以及泛耐药(pan-drug resistance,PDR)的菌株。不动杆菌耐药性复杂,由多种耐药机制参与,而药物主动外排系统的过度表达是主要耐药机制之一,其中耐药结节细胞分化(resistance-nodulation-cell-division,RND)家族,具有广泛的底物外排性,与不动杆菌多重耐药性密切相关,因此研究RND外排泵耐药及其表达调控机制对防治临床不动杆菌感染有一定的理论和现实意义。本文就对不动杆菌RND外排泵的结构特点、耐药性等方面进行详细综述。

嗜麦芽寡养单胞菌外排泵SmeDEF的相关研究

目的了解临床分离嗜麦芽寡养单胞菌对临床常用抗菌药物的耐药情况,并探讨氟喹诺酮类耐药与外排泵基因之间存在的关系。方法收集2012年1月—12月宁夏医科大学总院及其附属心脑血管病医院住院患者标本中分离得到的嗜麦芽寡养单胞菌114株,采用琼脂平皿二倍稀释法测定7种抗菌药物对实验菌株的最低抑菌浓度(MIC),同批测定选择诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星3种抗菌药物加入外排泵抑制剂(利血平)后抗菌药物的MIC值。应用荧光定量PCR法检测外排泵耐药基因表达水平。结果 114株嗜麦芽寡养单胞菌有37株对诺氟沙星耐药,25株对环丙沙星耐药,15株对氧氟沙星耐药。加入泵抑制剂后筛选得到19株外排泵阳性株。2株泵阳性的耐药株均有sme D和sme F的高表达。结论用外排泵抑制剂可不同程度逆转嗜麦芽寡养单胞菌的耐药性。嗜麦芽寡养单胞菌临床菌株Sme DEF外排泵的表达强弱与其耐药性有关。

鲍曼不动杆菌耐药结节化细胞分化家族外排泵基因对耐药性的影响

目的探讨敲除鲍曼不动杆菌耐药结节化细胞分化家族(RND)外排泵基因adeB、adeB-like、adeFGH、adeIJK对耐药性的影响。方法 采用自杀性载体pMo130-Telr同源重组法敲除鲍曼不动杆菌AYE的RND外排泵相关基因。琼脂50%稀释法或微量肉汤稀释法对敲除前后菌株进行17种抗菌药物的最低抑菌浓度(MIC)检测。结果 成功获得AYE△adeB、AYE△adeB-like、AYE△adeFGH、AYE△adeIJK菌株。1)AYE△adeB菌株MIC值降低到原MIC的1/4或更低的抗菌药物有:亚胺培南、舒巴坦、氨苄西林舒巴坦、头孢西丁、阿米卡星、卡那霉素、环丙沙星、米诺环素、替加环素;MIC值降低到原MIC的1/2的抗菌药物有:美罗培南、氨苄西林、头孢哌酮、头孢哌酮舒巴坦、头孢他啶、左氧氟沙星、多粘菌素E。2)AYE△adeB-like菌株MIC值降低到原MIC的1/2的抗菌药物有:美罗培南、氨苄西林、头孢西丁、环丙沙星、左氧氟沙星、米诺环素、替加环素、多粘菌素E。3)AYE△adeIJK菌株MIC值降低到原MIC的1/2的抗菌药物有:美罗培南、氨苄西林、左氧氟沙星。4)AYE△adeFGH菌株MIC值降低到原MIC的1/2的抗菌药物只有多粘菌素E。结论 RND外排泵基因对鲍曼不动杆菌耐药性具有不同程度影响,其中adeB对鲍曼不动杆菌AYE的耐药性影响最明显。

铜绿假单胞菌中RND外排泵的研究进展

细菌耐药性及其导致的抗生素疗效降低,是目前治疗细菌性感染所面临的最大难题.研究细菌内在和获得性耐药机制,寻找能够有效降低或消除细菌耐药性的化合物,对创建不产生抗性的新抗生素、提高现有抗生素的治疗效率、降低细菌感染的发病率和死亡率是十分重要且非常迫切的。

铜绿假单胞菌RND型药物外排泵研究进展

铜绿假单胞菌是重要的医院感染及免疫缺陷者感染的致病菌。近年来由于各种抗菌药物的广泛应用甚至滥用,导致铜绿假单胞菌耐药性日渐严重,其耐药性与多种机制相关,本文就主动外排这一耐药机制作一综述。详细介绍生物结构,底物,调节机制,与其他耐药机制间的相互关系,广谱外排泵抑制剂等。

华癸根瘤菌7653R中一个RND型药物外排泵的功能表型及调控鉴定

【目的】研究华癸根瘤菌7653R中MCHK_0866和MCHK_0867编码的RND家族外排泵的功能表型。【方法】对外排泵编码基因及候选调控基因在基因组上的结构进行分析。采用测定OD_(600)观察菌株生长曲线的变化。通过测定最低抑菌浓度检测菌株的药物敏感性,RT-PCR检测目的基因经特定物质处理后表达量的变化。通过细菌单杂交系统初步检测外排泵的转录调控。【结果】MCHK_0866和MCHK_0867所编码蛋白共同组成一个RND家族射流泵。缺失该外排泵后,细菌生长曲线在稳定期OD_(600)数值降低,对萘啶酸、四环素和SDS的敏感性发生变化,萘啶酸处理细菌后2个基因的表达量增加。同时,下游属于Tet R转录因子家族的基因MCHK_0869表达产物作用于MCHK_0867的启动子区域。【结论】该外排泵与萘啶酸的运输有关,缺失后自身生长受到影响,表达受到下游转录因子的调控。

西瓜食酸菌RND蛋白家族外排转运体cusB基因抗铜功能研究

【目的】研究RND外排泵中cus B基因突变对西瓜食酸菌抗铜性的影响。【方法】采用Tn5转座子随机插入基因组制备筛选得到突变体,通过双亲杂交的方法构建功能互补菌株,并从西瓜食酸菌抗铜性、胞外纤维素酶和胞外蛋白酶分泌、胞外多糖产生、生物膜形成、致病性及过敏性反应等方面阐明RND外排泵中MFP蛋白亚基对西瓜食酸菌的影响。【结果】突变体Δcus B在含有1.25 mmol/L或2.5 mmol/L Cu SO4的KMB平板上不能生长,cus B基因的突变导致西瓜食酸菌的胞外多糖分泌和生物膜形成与野生型有差异,但不影响胞外纤维素酶、胞外蛋白酶、致病性及过敏性反应。【结论】RND外排泵相关基因cus B的突变会影响西瓜食酸菌的某些生物学特性,并导致病菌对铜十分敏感。研究以RND外排泵转运重金属为导向初步解析了西瓜食酸菌的抗铜机制。

铜绿假单胞菌重金属离子耐受性调查及相关机制的研究

旨在调查铜绿假单胞菌临床菌株对多种重金属离子的耐受性,并对相关机制进行初步研究。测定临床菌株在含有重金属离子培养基中的生长状况;构建转录融合报告基因,分析铜绿假单胞菌中RND外排泵CzcCBA的表达水平;PCR方法结合DNA测序分析调节基因czcR和czcS的序列差异。结果显示,158株铜绿假单胞菌临床菌株中,大多数耐受0.002 mol/L Co2+,1株不能在0.001 mol/L Co2+条件下生长,对照菌株ATCC27853在0.003 mol/L Co2+条件下能够生长。分析其中2株临床菌株和对照菌株ATCC27853对其它重金属离子的耐受性,结果显示其耐受趋势与Co2+一致。进一步分析了转录融合报告基因czcC-lacZ在临床菌株中的表达水平发现,β-半乳糖苷酶活力与重金属离子耐受性一致,重金属离子能够诱导β-半乳糖苷酶活力的提高。对操纵子czcCBA的调节基因czcR和czcS序列分析显示,3株菌株中调节蛋白CzcR的氨基酸序列相同,而蛋白CzcS的氨基酸序列则存在多处差异。得出结论,铜绿假单胞菌临床菌株对重金属离子存在耐受性,耐受程度与外排泵CzcCBA的表达水平相关,调节蛋白CzcS某些氨基酸的突变,可能改变了操纵子czcCBA的表达水平。

耐碳青霉烯类大肠埃希菌对替加环素异质性耐药的机制

目的研究耐碳青霉烯类大肠埃希菌(CREC)对替加环素异质性耐药的分子机制,为临床治疗和合理应用抗生素提供依据。方法收集2017年1月至2019年3月间多中心分离的CREC,用改良E-test法和菌群谱型分析微量滴定法(MPAP)初筛,群体谱分析法(PAP)确认CREC对替加环素的异质性耐药情况,并用荧光定量RT-qPCR分析外排泵相关基因、外排泵调节基因和膜孔蛋白基因的表达。结果改良E-test法和MPAP法筛查CREC对替加环素异质性耐药(CREC-TGC-HR)的阳性率分别为25.0%(14/56)和39.3%(22/56)。经PAP法确认,有37.5%(21/56)为阳性。改良E-test法的CREC-TGC-HR检出率低于PAP法,差异有统计学意义(P<0.05)。3家医院CREC-TGC-HR的检出率分别是43.8%(7/16)、43.5%(10/23)和23.5%(4/17),两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)。与CREC-TGC-HR原始菌株相比,耐药亚群外排泵基因acrA、acrB表达分别上调1.79倍、5.01倍;其相关调控基因marA、marB表达分别上调5.38和2.18倍;膜孔蛋白基因ompC表达下调2.35倍,差异均有统计学意义(P<0.05)。膜孔蛋白基因ompF和ompX的表达比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论首次报道CREC对替加环素异质性耐药,且异质性耐药率较高,需要采用有效的方法检测CREC-TGC-HR,为临床治疗和合理应用抗生素提供依据。