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本文拟调查16S rRNA甲基化酶基因在我国兽医临床细菌中的流行情况,并对16S rRNA甲基化酶介导的耐药机制及相关的传播机制进行初步的探讨,以期为养殖业合理应用氨基糖苷类抗生素、新药研发和阻断耐药基因在细菌间传播提供依据。
1.16S rRNA甲基化酶耐药基因的检测从广州和重庆两猪场采集样品160份(151份猪肛门拭子,9份环境样品)分离革兰氏阴性杆菌,通过PCR扩增、酶切鉴定、克隆转化和序列分析检测rmtA、rmtB、rmtC和armA四种甲基化酶耐药基因,采用微量稀释法进行药物敏感性分析。结果,从分离的152株猪源革兰氏阴性杆菌中共检测到49株rmtB阳性菌,其中48株大肠杆菌,1株阴沟肠杆菌,检出率达32.3%(49/152),未检出其它16S rRNA甲基化酶编码基因。广州猪场检出率32.5%(23/71),重庆猪场检出率32.1%(26/81)。rmtB基因序列测定结果已经提交GenBank(登陆号为DQ355981和EF017943)。9份环境样品未检测到16S rRNA甲基化酶基因。rmtB阳性菌株至少对12种抗菌药物耐药,对卡那霉素、阿米卡星、妥布霉素、西梭米星、萘替米星、庆大霉素6种氨基糖苷类抗生素的MIC大于1024μg/mL。从另外172株动物源细菌中,检测到25株rmtB阳性菌,检出率15%(25/172),未检测到其他16S rRNA甲基化酶耐药基因。研究结果初步表明我国兽医临床16S rRNA甲基化酶基因的流行比较普遍,且以rmtB基因型为主。
2.rmtB基因的传播机制研究采用脉冲场凝胶电泳(PFGE)、膜接合试验和Southern杂交等研究方法分别从水平传播和垂直克隆传播初步研究rmtB基因的转移机制。PFGE分型结果表明:48株rmtB阳性大肠杆菌有46株能进行PFGE分型,46株菌可分为27种不同的PFGE基因分型。以E.coli C600和E.coli 488 Rif为受体菌进行接合试验,结果49株fmtB阳性菌有46株获得了接合子,接合频率从10<-6>到10<-14>不等。提取rmtB阳性菌株及其接合子的质粒,用地高辛标记rmtB探针进行Southern杂交,结果证实rmtB基因位于分子量大于54kb的接合性大质粒上,rmtB基因在广州和重庆两猪场大肠杆菌中以水平传播为主。
3.rmtB基因环境的初步分析用针对人源rmtB基因及其上下游序列的特异性引物进行PCR扩增,对扩增的目的片段进行序列测定和比较分析,确定rmtB的基因环境序列。结果显示rmtB基因的上游是 Tn3 转座子3’端的部分序列,下游是肠炎沙门氏菌基因岛SGI1 上融合蛋白GroEL/IntI1的编码基因groEL/intI1的部分序列。表明动物源rmtB基因与人源rmtB基因的传播环境相似,都与可动遗传基元转座子有关。
4.rmtB阳性菌及其接合子的Ⅰ类整合子研究采用PCR、限制性片段长度多态性分析(RFLP)和测序方法检测rmtB阳性菌及接合子携带的Ⅰ类整合子。结果:49株rmtB阳性菌均检测到Ⅰ类整合酶基因,59%的菌株携带基因盒;46株接合子中有38株(82.5%)检测到Ⅰ类整合酶基因,22株(43%)携带基因盒;整合子以整合甲氧苄啶、大观霉素、链霉素的耐药基因盒为主。研究结果表明Ⅰ类整合子在rmtB阳性菌中比较流行,而且能随着rmtB基因进行水平传播。
5.rmtB阳性菌及其接合子氨基糖苷钝化酶基因的研究采用PCR、RFLP和测序分析等方法检测rmtB阳性菌及接合子携带的氨基糖苷类钝化酶基因。结果:49株rmtB阳性菌中检测到7种氨基糖苷类钝化酶基因,检出率从高到低依次是aac(3)-Ⅱ(93.5%)、aph(3′)-Ⅶ(77.6%)、aph(3′)-Ⅱ(75.5%)、aadA1(34.5%)、aac(6′)-Ⅰb(14.3%)、aac(3)-Ⅳ(10.2%)和aph(3′)-Ⅳ(8.2%);46株接合子中检测到四种氨基糖苷类钝化酶基因,即aac(3)-Ⅱ、aph(3′)-Ⅶ、aph(3′)-Ⅱ以和aadA1,检出率分别是80.43%、76.1%、76.1%和4.3%;钝化酶基因多联合分布于rmtB阳性菌中,最常见的是aac(3)-Ⅱ、aph(3′)-Ⅱ和aph(3′)-Ⅶ三种基因的联合,占总分布的36.7%。研究结果表明,氨基糖苷类钝化酶基因广泛存在于rmtB阳性菌中,并能与rmtB基因一起进行接合传播,共同介导细菌对氨基糖苷类的耐药性。