猪链球菌大环内酯类耐药基因mefA/msrD的传播机制与基因环境分析

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猪链球菌为重要的人畜共患病原。目前报道猪链球菌对常用大环内酯类抗生素产生耐药性比较严重,主要耐药机制为ErmB介导的靶位修饰和MefA/MsrD介导的外排泵机制。Mef/Msr在猪链球菌中的流行机制仍不清楚。本文初步探讨了mefA/msrD在猪链球菌中的传播机制,旨在为控制耐药菌的传播扩散及药物合理使用提供理论依据。本试验首先采用PCR方法检测了临床分离猪链球菌的大环内酯类耐药基因mefA/msrD,并采用CLSI推荐的微量稀释法测定了携带mefA/msrD耐药基因的菌株对大环内酯类及其它抗菌药的最小抑菌浓度(MIC);然后对携带mefA/msrD基因的菌株进行了噬菌体相关基因的检测、噬菌体诱导和纯化及电镜观察,进一步建立长距离PCR方法,扩增mefA/msrD基因上下游序列并测序,采用软件Vector NTI对获得的基因序列进行ORF分析及其上下游基因环境进行分析,初步判断猪链球菌中携带mefA/msrD耐药基因的基因元件;最后采用PFGE和MLST技术对临床分离的猪链球菌进行分子分型,分析其可能的传播途径。对2005-2007年分离的48株猪链球菌进行了mefA和msrD基因的检测,共发现4株菌中含有大环内酯类耐药基因mefA/msrD,其中有1株为2型菌(YY060816),3株为9型菌(NJ-2、NJ-3与NJ-5);3株9型猪链球菌均对14-和15-元大环内酯类抗生素表现为低度耐药,而2型菌株YY060816对所有大环内酯类抗生素表现为高度耐药;4株猪链球菌均携带溶源性噬菌体基因,但菌株YY060816不含有phage capsid与phage terminase small subunit两个基因;2型猪链球菌菌株YY060816与9型菌株NJ-5不能被丝裂霉素C诱导;而9型菌株NJ-2与NJ-3可被丝裂霉素C诱导,诱导的噬菌体分离纯化后通过透射电镜观察病毒粒子形态,可见诱导的噬菌体为正六面体,且有尾部;表明可能存在噬菌体介导mefA和msrD的传播,插入到猪链球菌后以前噬菌体形式存在。通过长距离PCR方法扩增到约23kb的片段,含有24个ORF,其中5和6ORF分别为mefA和msrD基因,其插入位点在猪链球菌基因组的23S rRNA的尿嘧啶甲基转移酶基因处,与Φm46.1、ΦSSUD基本一致,其它ORFs均为前噬菌体相关基因。临床分离的猪链球菌均可被Sma I作用,酶切片段分子量在10-913kb,每株菌可切出5-13个条带,以90%的相似度划分克隆亚型,4株菌出现了3个PFGE谱型;根据等位基因序列号与UPGMA系统进化树图谱,4株菌分属3个ST型;菌株NJ-2与NJ-3同源性高于90%,并同属于ST240,极有可能来源于同一克隆,为相同的流行病原;菌株YY060816属ST7型,与已发表的四川疫情株有很高的同源性,为我国主要流行菌株,该菌株与NJ-2和NJ-3同源性仅有30%左右;菌株NJ-5属于ST222型,其与NJ-2和NJ-3同源性接近50%,显示为不同的克隆株。综上所述,猪链球菌存在着双重外排泵MefA和MsrD介导猪链球菌对14和15元大环内酯类抗生素的耐药,噬菌体可将mefA和msrD整合到猪链球菌基因组中,并以前噬菌体形式存在,PFGE和MLST结果佐证了mefA/msrD在不同菌株中既存在水平传播的现象,同时也存在克隆传播。
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