杆菌肽诱导鸡金黄色葡萄球菌耐药特征及其耐药相关基因的表达分析

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fanfan19860303
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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,SA)简称金葡菌,是鸡葡萄球菌病的主要致病菌。该病有多种类型可给养鸡业造成较大损失,临床表现为急性败血症状、关节炎、雏鸡脐炎和骨膜炎等。杆菌肽(Bacitracin,BAC)属于多肽类抗生素,是地衣芽孢杆菌产生的次级代谢产物。其第二代杆菌肽产品亚甲基水杨酸杆菌肽(Bacitracin methylene disalicylate,BMD)可以用来治疗鸡的金黄色葡萄球菌感染和坏死性肠炎等疾病。目前杆菌肽在治疗金葡菌感染过程中诱导细菌耐药的规律及耐药机制尚不清楚。因此,本研究从体内、外两个方面探究杆菌肽对金葡菌的耐药选择作用并分析不同耐药金葡菌中杆菌肽耐药基因表达水平,为进一步揭示金葡菌对杆菌肽的耐药机制奠定基础。本研究首先通过药敏试验及动物致病性试验筛选出一株对杆菌肽敏感并具有致病性的金黄色葡萄球菌FS127,其中对169株临床分离金葡菌的药敏试验结果显示金葡菌对杆菌肽呈现高耐药现象,耐药率为98.82%。在实验室条件下,采用1/2MIC杆菌肽对试验菌株FS127进行体外耐药诱导,计算在不同浓度含药(杆菌肽)平板上金葡菌的耐药率并分析耐药诱导特征;测定诱导前后不同耐药水平金葡菌的生长曲线和对庆大霉素、环丙沙星、四环素、多西环素、青霉素、氯霉素等6种抗生素的敏感性。在临床条件下,首先建立金葡菌FS127感染鸡的模型并采用临床推荐200 mg/L(水)的药物剂量作为中剂量给药组,同时设置低剂量给药组(50 mg/L)、高剂量给药组(500 mg/L)以及模型组。试验共分为两个周期,每个周期给鸡灌服亚甲基水杨酸杆菌肽7 d后停药7 d。在试验第0、2、6、10、13、17、20、24、27、31d时采集泄殖腔拭子,通过含0×MIC、2×MIC、8×MIC杆菌肽的科玛嘉显色琼脂平板对泄殖腔拭子进行金葡菌的初步筛选并计算金葡菌的定殖及耐药水平;通过微量肉汤稀释法检测鸡肠道分离金葡菌对杆菌肽及其他6种抗生素的敏感性。通过RTPCR检测体内外诱导获得的不同耐药水平金葡菌中耐药相关基因Vra D、Bra D、Bra R、Bac A在加药和不加药刺激下的表达量。体外诱导试验结果显示:金葡菌经1/2 MIC杆菌肽培养1 d、4 d、5 d后,出现MIC值为4μg/m L、16μg/m L和32μg/m L的耐药菌株;继续培养至25 d,MIC值仍为32μg/m L;将诱导后不同耐药水平的菌株无抗传代10 d,MIC值未发生变化,说明其耐药性稳定存在;诱导前后不同耐药水平菌株的生长曲线及对其他6种抗生素的敏感性均无明显差异。在临床条件下,亚甲基水杨酸杆菌肽对金葡菌的治疗试验结果显示:相比于模型组,在第一个治疗期内,3个不同给药剂量均对金葡菌具有一定的抑制作用且其抑制效果与给药剂量呈正相关;在第二个治疗期内,由于耐药菌出现且比例上升,治疗后期药物的抑制作用明显减弱,停药后细菌定殖水平有所恢复,尤其是高剂量给药组中金葡菌的定殖水平最终高于其他三组。肠道耐药金葡菌计数结果显示:金葡菌的耐药比例与亚甲基水杨酸杆菌肽给药剂量及给药时间呈正相关,低剂量组耐药菌比例为2%-35.7%,中剂量组耐药菌比例为2.3%-50.3%,高剂量组耐药菌比例为2.3%-64.5%,不同剂量给药组耐药菌最早出现时间均在治疗后3 d且其最大MIC值均为32μg/m L,这说明亚甲基水杨酸杆菌肽在治疗过程中极易诱导金葡菌耐药。体内诱导的耐药菌除对氯霉素的敏感性增加外对其他抗生素的敏感性无明显差异。根据试验结果本研究推荐中剂量组杆菌肽与氯霉素联合用药的临床给药方案。定量RT-PCR检测结果显示:杆菌肽刺激下,不同MIC值菌株中TCS/ABC转运蛋白基因Vra D、Bra D及Bra R的表达量变化趋势呈现一致性上调,其上调倍数顺序为:Vra D>Bra D>Bra R;但在无药物刺激下,三者的表达量在不同耐药水平菌株中均无明显差异;无论是否存在药物刺激,Bac A在不同耐药水平菌株中的表达量与其耐药水平呈正相关;对同一菌株而言,在药物刺激下Bac A的转录水平更高,但其上调倍数低于Vra D和Bra D。不同菌株之间的耐药水平差异可能是由Bac A差异表达引起,也可能由Bac A和TCS/ABC转运蛋白基因协同发挥作用,这有待进一步探究。综上所述,杆菌肽在体内外均可诱导金葡菌耐药。在鸡体内,亚甲基水杨酸杆菌肽促进了耐药菌的产生且耐药率与给药剂量及给药时间呈正相关;Bac A在金葡菌对杆菌肽的耐药差异中发挥重要作用。因此,临床上应加强对杆菌肽耐药金葡菌的监测,以便在生产中更科学合理地使用杆菌肽类产品。
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