肺炎克雷伯菌质粒p1512-KPC的测序及比较基因组学分析

【目的】对多重耐药的肺炎克雷伯菌1512中的质粒p1512-KPC进行测序及比较基因组学的分析。【方法】利用16S rRNA基因测序进行菌种鉴定,根据7对管家基因(gapA、infB、mdh、pgi、phoE、rpoB和tonB)对菌株进行多位点序列分型(Multilocus sequence typing,MLST)。利用PCR进行耐药基因的筛查,通过接合转移实验及电转化实验将质粒转入受体菌大肠杆菌EC600。采用改良Carba NP法检测细菌碳青霉烯酶的活性以及类型,使用VITEK2Compact全自动细菌鉴定及药敏分析仪检测菌株最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)。最后通过高通量测序技术结合生物信息分析手段明确菌株1512及质粒p1512-KPC的耐药基因谱,并通过比较基因组方法对质粒p1512-KPC的基本结构、耐药基因遗传环境及移动元件等结构基因组学特征进行分析。【结果】菌株1512为产A类碳青霉烯酶的多重耐药肺炎克雷伯菌,MLST分型结果显示该菌为ST11型。经PCR筛查,菌株1512包含bla_(KPC-2)、dfrA1和sul1耐药基因,其中bla_(KPC-2)基因位于不可结合转移但电转成功的质粒p1512-KPC上。测序结果显示,质粒p1512-KPC长度为117.69 kb,同时包含IncFII型复制子和属于Rep_3家族但类型未知的复制子repB,并携带耐药基因bla_(KPC-2)、bla_(CTX-M-65)、bla_(TEM-1)及rmtB。其中bla_(KPC-2)、bla_(CTX-M-65)及bla_(TEM-1)分别存在于截短的Tn6296、Tn6367及截短的Tn2的基因环境中。【结论】携带bla_(KPC-2)、bla_(CTX-M-65)、bla_(TEM-1)及rmtB基因的质粒p1512-KPC介导了肺炎克雷伯菌1512对青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类、单环β-内酰胺类及氨基糖苷类抗生素耐药,并能引起相应耐药基因的水平传播。此外,本研究还对IncFII型复制子和Rep_3家族复制子repB共存的质粒进行了比较基因组分析,为该类型质粒的多样性和进化提供了更深入的理解。