变形杆菌对氟苯尼考的耐药机制和传播方式研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangshucai123
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目的:  研究动物标本来源的变形杆菌对氟苯尼考的耐药性及氟苯尼考耐药性基因的分布;探讨氟苯尼考耐药性基因floR和cfr在变形杆菌g11上的定位、相关可移动遗传元件的结构及其水平传播的分子机制;为变形杆菌的多重耐药性的研究提供实验依据,并对动物感染性疾病的预防和治疗提供帮助。  方法:  1、2015-2016年间,收集浙江、山西、山东、四川、河南五个省不同养殖场中的猪、牛、鸡、鸭、鹅、兔的新鲜粪便样本,将样本离心后直接分别涂布在加氟苯尼考和不加氟苯尼考的LB固体琼脂平板上。挑取形态各不相同的单个菌落进行分离纯化,记录信息后,25%甘油保存。  2、根据鉴定流程对分离纯化后的细菌进行生化鉴定,提取细菌基因组后进行16S rRNA PCR鉴定,确定细菌的种属。  3、利用琼脂稀释法对所有的变形杆菌进行氟苯尼考、氯霉素、四环素、恩诺沙星、头孢噻呋钠的药物敏感性试验,分析各株变形杆菌的耐药情况。  4、分别设计氟苯尼考6个耐药基因floR、cfr、fexA、fexB、optrA、pexA的引物,通过PCR对所有变形杆菌进行氟苯尼考耐药基因的筛选。PCR产物通过测序并与NCBI GenBank数据库进行BLAST比对,确定产物的正确性,并分析变形杆菌中耐药基因的分布情况。  5、对所有变形杆菌菌株进行脉冲场凝胶电泳试验,探讨不同菌株之间的同源性,观察菌株之间有无克隆传播的发生。  6、将变形杆菌g11提取DNA后进行全基因组测序,测序完成后利用生物信息软件进行序列拼接和ORFs注释从而确定floR和cfr基因的定位情况,并分析基因周围可移动遗传元件的结构和耐药性基因的水平转移机制。  7、以g11菌株基因组为模板,选用合适载体后,对floR、cfr、cumA基因进行克隆。并对克隆基因进行测序,与原始菌株相应基因序列进行比对验证。利用琼脂稀释法对克隆菌株进行氟苯尼考和氯霉素等药物的MIC测定,并与原始菌株比较,确认ORF是否具有耐药性功能。  8、以EC600为受体菌,g11为供体菌,用肉汤法进行接合转移试验,并提取接合子质粒进行验证。利用琼脂平板稀释法对接合子进行氟苯尼考和氯霉素等药物的MIC值测定,确定接合转移的质粒编码基因的耐药情况。  9、对接合子进行S1核酸酶脉冲场凝胶电泳试验,以确定接合转移质粒的大小和耐药基因floR定位的正确性。  结果:  1、本文从各类动物的粪便中总共分离到645株细菌。经过生化和16S rRNA鉴定,总共分离到8株变形杆菌,其中鹅来源6株,分别命名为g8、g11、g12、g17、g19、g21,鸡来源2株,分别命名为FH2和H21。  2、8株变形杆菌药敏测定结果显示对5种药物全部高耐药,且对氟苯尼考的MIC值均≥128μg/mL。  3、对氟苯尼考6个耐药基因检测结果显示8株变形杆菌均有floR基因,其中3株细菌g11、g19、g21同时存在cfr基因。  4、对8株变形杆菌进行脉冲场凝胶电泳,PFGE结果显示8株细菌酶切条带均介于30-1135kb之间,且大多数条带集中在310-1135kb之间,条带数目为10-20条左右。其中有3株条带基本一致。  5、g11全基因组测序完成后拼接出一个成环染色体和三个成环质粒,大小分别为3.8M、152kb、51kb、2.7kb。其中floR基因分别存在于染色体和质粒p152上,且两个floR基因序列完全一致,cfr基因存在于p51上。除氟苯尼考抗性基因floR和cfr外,细菌染色体和质粒还编码了众多其他耐药性基因。cfr和floR基因周围均存在插入序列。  6、成功克隆floR、cfr、cumA基因,经过药敏测试,与对照菌株DH5α相比,这3 个克隆基因对相应药物均有一定的耐药性。  7、对g11菌株进行接合转移试验,成功获得一株接合子。药敏测试结果表明接合质粒对原始菌株g11氟苯尼考和氯霉素的耐药性起着重要作用。  8、对原始菌和接合子进行质粒电泳和S1核酸酶脉冲场凝胶电泳,确定了接合转移质粒只有一个,大小约150kb,PCR验证其携带floR基因。  结论:  1、本文从鹅和鸡的粪便标本中分离出携带cfr和floR等氟苯尼考耐药性基因的变形杆菌,说明这两个基因在变形杆菌中的流行。  2、脉冲场凝胶电泳结果显示变形杆菌之间存在高度一致的基因型,因此我们推测相关动物之间存在着细菌克隆传播,对耐药基因的扩散有着重要意义。  3、接合转移试验的成功表明该质粒能进行水平转移,且质粒上携带的氟苯尼考耐药性基因对细菌耐药性的播散发挥重要作用。  4、通过分析floR基因的基因环境,我们发现染色体和质粒上的floR基因均与转座子相关,且两个转座子结构完全一致,且该可移动元件区域已在大量不同种属的细菌中被发现,因此推测这个可移动遗传元件可通过基因水平转移在不同种属细菌中播散。  5、通过分析cfr基因的基因环境,我们发现cfr基因同样与可移动遗传元件相关,且与细菌PV01染色体上的相应cfr相关的可移动遗传元件基本一致,因此我们推测该片段也是可由基因水平转移在不同种属细菌中播散。
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