权威白癜风医院 https://m.39.net/disease/a_p1msy52.html近年来,“超级细菌”来势汹汹,人类逐步进入到“后抗生素时代”。
在细菌耐药形势越来越严峻的情况下,碳青霉烯类抗生素是抗菌谱最广、抗菌活性最强的非典型β-内酰胺抗生素,作为治疗严重细菌感染的重量级武器,被喻为“治疗细菌耐药的最后一道防线”。而耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌(CRE),因对碳青霉烯类抗生素具有极强的耐药性而得名,已突破这“最后一道防线”,导致临床处于“无药可用”的危险境地。所以在年,CRE被世界卫生组织(WHO)列为“最急需研发新型治疗药物、最具威胁的致病菌”。
新德里金属β-内酰胺酶-1(NDM-1)是肠杆菌科中常见的一种金属β-内酰胺酶。自携带blaNDM-1基因的大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌于年首次被发现以来,NDM已在许多物种中被报道,如雷氏普罗威登斯菌、弗氏柠檬酸杆菌、产酸克雷伯氏菌、肠道沙门氏菌和阴沟肠杆菌等。产碳青霉烯酶细菌不仅对碳青霉烯类抗生素具有耐药性,对临床广泛应用的其他β-内酰胺类抗生素也具有广泛耐药性,尤其是产NDM-1及其变异株的出现,极大降低了β-内酰胺类抗生素的临床治疗效果。
CRE的出现与快速流行,导致碳青霉烯类耐药革兰阴性菌的检出率在全球范围内呈增长趋势,已成为世界范围内的公共卫生隐患。由于位于可移动遗传元件(MGEs)上,碳青霉烯酶基因易于在细菌种内甚至种间发生转移。其他类型的碳青霉烯酶还包括Ambler分类中的A类肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶(KPC)、B类金属β-内酰胺酶(MBL)和D类β-内酰胺酶(OXA-48),均可由MGEs介导传递,水平基因转移和基因重组已成为新型CRE菌株产生的主要机制。因此,需对CRE开展持续的基因组水平监测和序列特征研究,以明确其产生机制和传播特征,为临床防控提供依据。
细菌基因组中一些由许多耐药基因、插入序列(Insertionsequences,ISs)和rRNA操纵子组成的复杂区域很难通过短读长测序来解析。
多重耐药(MDR)质粒被认为是在细菌内或种间介导耐药基因传播的主要分子载体。通过获取和深入分析这类质粒的完整序列,可以为阐明细菌耐药性发生、变异和传播的特征及分子机制提供有价值的信息。然而,由于MDR质粒内部存在由连续的耐药基因、插入序列等构成的重复序列,一代和二代测序在技术上受限于读长短,在进行MDR质粒的完整测序时相对复杂、昂贵和耗时。
本医院感染的产NDM-1细菌(葡萄牙柠檬酸杆菌、弗氏柠檬酸杆菌)进行了基因组特征分析。利用齐碳纳米孔基因测序QNome平台长读长的优势对不同分子分型的分离菌株进行纳米孔基因组测序,并对均携带blaNDM-1基因的IncFIB质粒及IncN1质粒展开分子特征研究。
1.细菌分离与鉴定
通过对患者术后腹腔引流液进行培养,分离得到3株菌株Cf、Cf和Cf。按照年美国临床和实验室标准化协会(CLSI)M-Ed31执行标准,3株菌株抗菌药物敏感性结果如表1(最低抑菌浓度,MIC),其中菌株Cf广泛耐药,菌株Cf和Cf具有相同耐药性。
通过进一步的全基因组测序分析(WGS),菌株Cf被鉴定为ST型葡萄牙柠檬酸杆菌,其基因组包含大小为5,,bp的染色体和两个质粒(pCp、pNDM-Cf)。Cf含有多种耐药基因(详见表2)。其中,耐药基因blaCMY-77和qnrB6位于染色体上,而其他位于质粒pNDM-Cf上,包括sul2,catA2,aac(3)-IId,blaTEM-1,tet(D),dfrA12,aadA2,qacEdelta1,blaNDM-1,bleMBL,sul1,mph(A),fosA3和blaCTX-M-14,而质粒骨架序列则被多个插入序列如IS26、IS15和ISEc63所分离。(图1A)。
菌株Cf与Cf均属于ST98型弗氏柠檬酸杆菌,基因组组装草图显示Cf与Cf完全相同。其中Cf的完整基因组由大小为5,,bp的染色体和两个质粒(pCf、pNDM-Cf)组成,包含6个耐药基因(详见表2)。其中,抗性基因blaCMY-和qnrB38位于染色体上,dfrA14、blaNDM-1、bleMBL和qnrS1位于质粒pNDM-Cf上。
2.系统进化树分析
为了研究菌株Cf和Cf与其他携带不常见的β-内酰胺酶基因(如OXA内酰胺酶、KPC、VIM和NDM)的弗氏柠檬酸杆菌的系统发育关系,作者从NCBI数据库中下载了34个弗氏柠檬酸杆菌基因组,以构建基于全基因组序列的系统发育树(图2)。结果显示,这些多重耐药菌株属于可划分为3个不同谱系的多种STs。
Figure2Awhole-genomesequencephylogenetictreecalculatedfromCf,Cf,and34availablegenomesofC.freundiiproducingless