整合子-基因盒系统与细菌耐药

细菌多重耐药性的转移与基因盒-整合子系统y杜艳综述;陈端审校(昆明医学院第一附属医院检验科,昆明650032)摘要:细菌的多重耐药已成为临床治疗的难题,近年来耐药基因转移的新机制与基因盒-整合子系统密切相关。

本文就该系统的发展历史、整合子的结构与分类、基因盒的种类与表达、基因盒-整合子的检测方法及其多重耐药性传递的相关性作一全面阐述。

关键词:多重耐药;转移;基因盒-整合子分类号:R379文献标识码:A文章编号:1005-5673(2004)02-0068-04多重耐药(Multidrug resistance,MDR)可由染色体上多重耐药决定簇或基因突变介导;也可由识别耐药基因或水平转移的一组耐药基因而发展形成。

这种耐药基因的扩散已引起临床抗生素耐药菌株的快速出现。

传统认为耐药基因通过质粒、转座子传递;近年来有关抗生素耐药机制还涉及整台子(Inte-gron)基因结构的存在112。

耐药基因能通过位点特异性重组插入质粒和转座子,即传递的另一种机制为基因盒-整合子系统。

本文就该系统的发展历史、整合子的结构与分类、基因盒的种类与表达、基因盒-整合子的检测方法及与多重耐药性传递的相关性进行详述。

1历史20世纪60年代抗生素的广泛使用,人和动物源的病原菌逐渐对许多抗生素产生耐药。

80年代初,发现不同抗菌耐药基因位于独立而不相关的质粒或转座子的同一位置。

后来认为这些基因可能整合于某一结构的同一位点。

1991年Hall对转座子Tn7上不同耐药基因的分析,提出了基因盒-整合子系统的概念122。

整合子在革兰阴性菌多重耐药的传播中发挥重要作用,最近在革兰阳性菌中也见报道132。

2整合子的结构与分类整合子是保守、可移动的转座子样DNA元件,能捕获和整合耐药基因,形成巨大的多基因座(loci)。

整合子包括两端的高度保守片段(Conserved segment,CS)和中间的可变区(Variable region)。

整合子由DNA整合酶基因(int)和2个重组位点attI和attC组成。

2014年第二季度细菌耐药监测结果预警与应对策略由于抗菌药物的广泛不合理应用。

细菌耐药现象日益严峻，临床出现大量多耐药和泛耐药菌株，给医院感染预防控制带来挑战。

细菌耐药有一定的区域性和时间性，及时了解和掌握本院常见多耐药菌的流行现状及耐药特征，有利于临床医师合理选择抗菌药物，提高治疗效果，以达到减少为耐药菌的产生。

现对2014年第二季度病原菌分布情况和耐药率进行公布，并向临床科室提供细菌耐药应对措施。

菌药物，提示“慎用抗菌药物”；耐药率超过50%的抗菌药物，提示“参照药敏试验结果用药”；耐药率超过75%的抗菌药物，提示“暂停该类抗菌药物的临床应用”。

2细菌产生耐药性机制2.1铜绿假单胞菌耐药机制铜绿假单胞菌对生存环境和营养条件要求很低，在自然界分布广泛，甚至在医院内环境经常可见，其具有多药耐药性及耐药机制：（1）该菌能够产生破坏抗菌药物活性的多种灭活酶、钝化酶和修饰酶。

（2）基因突变，作用靶位变异。

（3）细胞膜通透性降低。

（4）主动泵出机制将进入的药物排到体外。

（5）产生生物膜，阻隔白细胞、多种抗体及抗菌药物进入细菌细胞内吞噬细菌。

由于铜绿假单胞菌复杂的耐药机制导致其感染具有难治性和迁延性。

2.2大肠埃希氏菌耐药机制大肠埃希菌是G－杆菌中分离率较高的机会致病菌，可引起人体所有部位的感染并且呈多重耐药性。

（1）β-内酰胺酶的产生①大肠埃希菌对β-内酰胺类抗菌药物耐药主要是由超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）引起的，对头霉素类及碳青霉烯类药物敏感。

ESBLs可分为五大类：TEM型、SHV型、CTX-M型、OXA型和其他型，大肠埃希菌ESBLs酶以TEM型最常见。

TEM型ESBLs 呈酸性，可水解头孢他啶、头孢噻肟。

SHV型ESBLs呈碱性，有水解头孢噻吩的巯基。

CTX-M型ESBLs呈碱性，对头孢噻肟水解能力强于头孢他啶。

OXA型ESBLs 呈弱酸性或弱碱性，主要水解底物是苯唑西林，OXA型酶主要见于铜绿假单胞菌中，在大肠埃希菌中的分离率较低。

浅论整合子与大肠埃希菌耐药基因水平转移关系的研究进展【关键词】整合子;大肠埃希菌;水平转移整合子可特异性捕获或切除基因盒导致基因盒的移动，也可在接合性质粒、转座子、整合型噬菌体或细菌染色体间移动并且通过这些可移动元件在同种和不同种菌属间传播成为了目前大肠埃希菌广泛耐药的重要原因。

目前细菌抗生素耐药和多重耐药已成为全球关注的问题。

大肠埃希菌(Escherichia coli,)，是存在于人和动物肠道中的正常菌群，也是引起临床感染最常见和最重要的革兰氏阴性杆菌之一，从上个世纪70年代报道其出现抗药性至今，大肠埃希菌的耐药状况日益严峻。

人们在对于耐药机制的研究中发现，整合子是一种与耐药基因水平转移密切相关的克隆表达载体，是耐药基因储存和转移的重要结构。

1991年Hall等人正式提出了基因盒整合子(Genecassette)系统的概念。

基因盒整合子系统是一种具有位点特异性重组功能的可移动元件，由两个保守区及其间的基因盒构成，在事例酶的催化下可捕获和表达外源基因，并通过接合性质粒、转座子、整合型噬菌体或细菌染色体在同种和不同种菌属间传播，使细菌耐药性广泛播散，是细菌多重耐药快速发展的重要原因。

1 基因盒整合子系统基因盒整合子系统由保守末端、保守末端和中间的可变区组成，系水平基因传递系统(horizontal gene transfer,HGT)。

包括1个整合酶基因(int I)、1个附着位点attI和启动子结构因整合子的类型不同而异;可变区可有数量和功能不同的基因盒。

基因盒是较小的可移动基因元件，常以环状形式独立存在，也可被整合到整合子中的DNA单元。

基因盒的基本结构是由一个单基因和一个位于其下游的短的回文序列attC组成。

多个基因盒可插入到同一个整合子上，为细菌产生多重耐药性提供了可能。

整合子介导的基因水平转移基因盒整合子系统能够使细菌从环境中获取适应环境变化所需基因的同时去除掉那些会造成自身代谢冗余的基因，进而达到基因组的最优化配置，细菌对抗生素产生抗性也是适应环境的一种表现。

文章编号：1001-8689(2020)11-1148-05奇异变形菌中整合子分布及耐药性分析陈科达1,2李情操1,2,*吴巧萍2屠艳烨2高丽2(1 宁波大学医学院，宁波 315211；2 宁波市医疗中心李惠利医院，宁波 315040)摘要：目的了解院内奇异变形菌中各类整合子的携带分布情况、阳性菌株可变区基因盒类型以及其与宿主菌耐药表型的相关性，从而为临床治疗和院内感染控制提供参考。

方法采用PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳等方法，将本院2016年1月—2018年12月份从临床标本中分离得到的150株奇异变形菌进行第1、2和3类整合子的筛选，并对整合子阳性菌株可变区进行测序分析以及宿主菌的耐药性进行相关性分析。

结果150株奇异变形菌中携带整合子的菌株共有91株，阳性率为60.7%，其中第1类整合子阳性菌株有30株，占20.0%；第2类整合子阳性菌株22株，占14.7%；同时携带第1和2类菌株39株，占26.0%；未筛出第3类整合子；在91株整合子阳性菌株中，86株可变区出现扩增产物条带，其余5株可变区未见扩增产物；第1类整合子阳性菌株可变区携带的耐药基因盒主要为AadA2、DfrA32，第2类整合子阳性菌株可变区携带耐药基因盒主要为DfrA1；可变区携带AadA2的菌株对庆大霉素和妥布霉素的耐药率显著高于整合子阴性菌株(P<0.01)，可变区携带DfrA1或DfrA32的菌株对复方磺胺甲噁唑(即甲氧苄啶/磺胺甲噁唑)的耐药率也明显高于整合子阴性菌株(P<0.01)；91株整合子阳性菌株对氨苄西林/舒巴坦、复方磺胺甲噁唑、环丙沙星、庆大霉素、头孢曲松、妥布霉素和左氧氟沙星的耐药率均显著高于整合子阴性菌株(P<0.01)。

结论临床分离的奇异变形菌携带整合子的比例较高，其可变区所携带的耐药基因主要为编码氨基糖苷类和甲氧苄氨嘧啶类抗菌药物的基因，整合子的携带与宿主菌产生的耐药性呈高度相关。

关键词：奇异变形菌；整合子；可变区；耐药性中图分类号：R978.1 文献标志码：AAnalysis of integron distribution and drug resistance in Proteus mirabilisChen Ke-da1,2, Li Qing-cao1,2, Wu Qiao-ping2, Tu Yan-ye2 and Gao Li2(1 Medical School of Ningbo University, Ningbo 315211; 2 Ningbo Medical Center Lihuili Hospital, Ningbo 315040)Abstract Objective To understand the distribution of integrons in Proteus mirabilis, the types of variable region gene cassettes of positive strains, and their correlation with drug resistance phenotypes of host bacteria, so as to provide references for clinical treatment and nosocomial infection control. Methods Using PCR amplification and agarose gel electrophoresis, 150 strains of Proteus mirabilis isolated from clinical specimens from January 2016 to December 2018 were screened for the class 1,2 and 3 integrons. Sequencing analysis of variable regions of integron-positive strains and correlation analysis of drug resistance of host strains were carried out. Results There were 91 strains carrying 150 integrons in Proteus mirabilis. The positive rate was 60.7%, among which 30 strains were the first type of integron positive strains, accounting for 20%, 22 strains of the second type of integron positive strains, accounting for 14.7%, 39 strains carrying the first and the second type at the same time, accounting for 26%. No type 3 integrons were screened out. Among the 91 integron-positive strains, 86 mutant regions showed amplification product bands, and the other five strain regions showed no amplification products. The resistance gene cassettes carried by the variable region of the first type of integron positive strains were mainly AadA2 and DfrA32, and the variable region carrying the resistance class of the second type of integron positive strain was mainly DfrA1. The strain carrying收稿日期：2019-11-11基金项目：宁波市科技计划项目(No. 2018A610402)作者简介：陈科达，男，生于1988年，在读硕士研究生，主要从事耐药机制研究，E-mail:***************通讯作者，E-mail:****************表2 PCR 反应体系Tab. 2 PCR reaction system整合子筛查体系(20μL)整合子可变区基因扩增体(50μL)试剂体积试剂体积/μL (1)去离子水8.2μL(1)去离子水30.5(2)整合子上下游筛查引物各0.4μL (2)10×LA PCR 反应缓冲液5(3)Premix Taq TMDNA 聚合酶10μL (3)整合子可变区上下游扩增引物各2(4)上述制备的模板1μL(4)dNTP Mix 液 8(5)LA Taq DNA 聚合酶0.5(6)上述制备的模板2the AadA2 in the variable region was celebrated. The resistance rate against gentamicin and tobramycin was significantly higher than that of the integron-negative strain (P <0.01), and the resistance rate of the strains with DfrA1 or DfrA32 to the compound sulfamethoxazole was also significantly higher than that of the strains without integrons (P <0.01). The resistance rates of 91 integron-positive strains to ampicillin/sulbactam, compound sulfamethoxazole, ciprofloxacin, gentamicin, ceftriaxone, tobramycin, and levofloxacin were significantly higher than those without integrons (P <0.01). Conclusion The clinically isolated Proteus mirabilis had a higher proportion of carrying integrons, and the drug resistance genes carried in the variable region were mainly genes encoding aminoglycosides and trimethoprim antibacterial drugs. The host bacteria of the integrons and the resulting resistance was highly correlated.Key words Proteus mirabilis ; Integron; Variable region; Drug resistance 变形菌属主要分布于水、土壤以及被粪便污染的环境中，是寄居在人肠道内的正常菌群，也是院感常见的条件致病菌。

・９８４・整合子与鲍曼不动杆菌多重耐药机制研究进展唐吉斌ｈ（综述），宋有良２（审校）（安徽省铜陵市人民医院‘检验科，２感染科．安徽铜陵２４４００９）中田分类号：Ｒ９６．１文献标识码：Ａ文章编号：１００６－２０８４（２００９）０７－０９８４－０４摘要：鲍曼不动杆菌是一种不发酵葡萄糖的革兰阴性球杆菌，是重要的条件致病菌，常引起医院内感染。

随着临床上广谱抗茵药物的大量应用，出现了多重耐药菌株，该菌引起的院内感染并有逐年上升趋势，给临床抗感染化疗提出了严峻的挑战。

整合子．基因盒系统能捕获外来耐药基因，在整合子中形成多种酎药基因的组合和排列，是细菌耐药性播散的机制之一，对细菌基因组的进化具有重要意义。

现就整合子－基因金的结构、表达以及与鲍曼不动抗菌多重耐药的关系进行简要综述。

关键词：整合子；基因盒；鲍曼不动抗菌；耐药性Ａｄｖ柚ｃｅｉｎＭｅｄｍｍｌｓｍｓｏｆＡｎｔｉｍｌｃｒｏｂｌａｌＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｏｒＡｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒＢａｕｍａｎｎｉｉａｎｄＩｎｔｅｇｒｏｍ烈＾ｒＧ＾一６删。

ＳＯＮＧＹｏｕ－ｆ函，矿．（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＬａｂｏｒａｔｏｒｙＭｅｄｉｃｉｎｅ，２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｎｆｅｃｔｉｏｎ，Ｔｏｎ＃ｉｎｇＰｅｏｐｌｅ’５Ｈｏ印ｉｍｌ。

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