收藏本站
《扬州大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

粘菌素耐药基因(mcr)的分子流行病学和传播特性的研究

Afrah Kamal AbdElazim Yassin  
【摘要】:近年来,随着中国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,人们对肉、蛋、奶等的需求量也在逐年增加,从而进一步促进了畜禽养殖业的蓬勃发展。然而于此同时,家禽和家畜也是致病性大肠杆菌最重要的宿主来源;尤其是随着现代牧业规模化养殖中抗生素的大量使用,包括致病性大肠杆菌在内的多种微生物在药物的不断筛选作用下,其耐药性逐渐增强并不断出现新的耐药基因。为此,很多国家或地区都建立了多种监控和调查研究系统以期最大限度地降低和减少细菌耐药性,其中就包括通过对细菌的表型水平(如流行病学调查)和基因水平(如全基因组测序)的研究进一步了解其耐药性的进化、形成以及传播机制等。粘菌素一直被认为是治疗多种细菌性感染的最后一道防线,但是近期多种粘菌素的耐药基因(mcr-1,mcr-2,mcr-3,mcr-4,mcr-5)被发现,给人类和动物的健康带来了巨大的威胁。一、大肠杆菌耐药性检测在2004-2012年间,相关人员从临床送检动物鸡、鸭、猪、牛等中共分离培养862株致病性大肠杆菌,并通过18种药敏纸片对其耐药性进行了检测。其中94%的菌株表现为至少对一种药物耐药,83%的菌株对3种以上的药物耐药。绝大部分的菌株对四环素、萘啶酸、磺胺甲恶唑、甲氧苄啶/磺胺甲恶唑、氨苄西林等药物耐药;同时这些致病性大肠杆菌随着时间的推移其对阿米卡星、氨曲南、头孢他啶、头孢噻肟、氯霉素、环丙沙星等抗生素的耐药性有逐渐增强的趋势;而对药物阿莫西林/克拉维酸(3.4%)和厄他培南(0.2%)的表现出耐药的菌株相对较少。本研究同时发现在不同种动物中多重耐药的现象较为普遍,如鸭(44/44,100%)、鸡(568/644,88.2%)、猪(93/133,82.3%)、牛(13/61,21.3%)。二、大肠杆菌分离株的基因组测序为了进一步从基因水平上了解本研究中获得的致病性大肠杆菌分离株,我们根据分离株的背景信息从中选取19株来源于鸡、猪、牛、鸭等动物的菌株进行了基因组框架图的测定,并通过相关序列分析软件对测定的基因组序列进行了耐药性、致病性等相关特性的分析。其中78.9%的分离株携带有29种对12种不同药物表现为耐药的基因;所有19株大肠杆菌分离株携带至少1种耐药基因;其中一株大肠杆菌携带有粘菌素耐药基因mcr-1。于此同时,我们从其中的15(15/19,78.9%)株细菌中共检测到13种质粒。三、中国mcr-1基因的分子流行病学为了解粘菌素耐药基因mcr-1在中国的流行现状,本研究建立了一种特异性检测mcr-1基因的荧光定量PCR方法;同时,为了定量样品中细菌的相对含量,本研究建立了一种可以同时检测所有细菌的荧光定量PCR方法。本研究在中国采集样品的25个省份或直辖市中的21个省市自治区中检测到了 mcr-1阳性样品;在不同动物来源的样品中,猪的鼻腔和肛门拭子样品阳性率最高(1,128/1,389,81.2%),其次为犬的肛门拭子样品(14/40,35.0%),家禽的咽喉和泄殖腔拭子样品(899/3,318,27.1%),女性阴道拭子样品(1/134,0.7%),本研究未在牛的粪便拭子中检测到mcr-1耐药基因(0/64)。通过两种荧光定量PCR方法对样品中mcr-1基因和总细菌进行定量后发现其比值在不同种样品中差异较大,如在犬肛门拭子中为31.6%,在家禽咽喉拭子为0.4%、泄殖腔为1.7%,在猪肛门和鼻腔中为0.1%,而在女性阴道拭子中为0.0008%。mcr-1基因在猪的鼻腔和肛门拭子中、家禽的咽喉和泄殖腔拭子中的流行率未表现出显著性差异,从而表明携带mcr-1基因的细菌可能存在于多种微生物环境中。同时,通过对样品中mcr-1基因和总细菌的比值分析后发现,在相关的环境中细菌携带mcr-1基因的比例较高。四、家蝇和绿头苍蝇在mcr基因传播中的作用本研究通过对粘菌素耐药基因mcr-1、mcr-2、mcr-3序列进行比对后,选取其中保守区间设计引物并建立了分别特异性检测mcr-1、mcr-2、mcr-3基因的荧光定量PCR方法,且这些qPCR方法具有高度的特异性和灵敏性,其最低可以在单个反应孔中检测到单个拷贝的核酸分子。通过这些荧光定量PCR方法对采集的297份苍蝇样品(252份家蝇Muscadomestica、45份绿头苍蝇Protophormia terraenovae)及从中分离的189株细菌样品中粘菌素耐药基因的流行现状进行了调查。结果显示:34.1%的家蝇(46/252)和51.1%的绿头苍蝇(23/45)表现为mcr-1阳性,1.2%的家蝇(3/252)和2.2%的绿头苍蝇(1/45)表现为mcr-2阳性,5.2%的家蝇(13/252)和44.4%的绿头苍蝇(20/45)表现为mcr-3阳性;同时,有9(9/189,4.8%)株细菌样品表现为mcr-1阳性,包括Escherichia coli:8.3%,4/48;Enterobacter cloacae:12.5%,1/8;Providencia alcalifaciens:11.8%,2/17;Providencia stuartii,4.9%,2/41。但是,本研究未从细菌分离株中检测到mcr-2和mcr-3的核酸。通过对mcr-1阳性的细菌分离株进行粘菌素MIC检测后发现,其中的4株细菌(2株P.stuartii,2株P.alcalifaciens)MIC浓度大于4mg/ml的药物浓度。截止目前,这是第一次在Provideniaa细菌中检测到mcr-1耐药基因,同时也是mcr-2和mcr-3在其分别在比利时和中国发现后的证实性报道。五、致病性大肠杆菌中mcr基因的检测和传播特性的研究本研究进一步通过建立的多种荧光定量PCR对收集于2004-2012年间的624株致病性大肠杆菌分离株进行了检测;同时,通过将mcr,-1阳性菌株和阴性菌株在有无粘菌素的条件下进行传代共培养从而探究耐药基因的转移、丢失等问题。在所有分离株中有17株(17/624,2.7%)大肠杆菌为mcr-1阳性,但mcr-2和mcr-3均为阴性;同时,mcr-1基因在不同宿主来源的大肠杆菌中的阳性率未表现出显著性差异,如鸡(14/404,3.2%)、猪(1/113,0.9%)、鸭(3/44,6.8%)等。通过对mcr-1阳性菌株和阴性菌株共培养并传代6次(等同于60代)后仍然可以从中检测到mcr-1核酸,而且在有无添加粘菌素的情况下都是同样的结果。本研究一方面进一步证实了 mcr-1粘菌素在中国食用性动物来源致病性大肠杆菌中存在的事实,同时也证明其具有在粘菌素停止使用之后任然存在和转移的特性。综上所述,本研究证实:临床上从家禽和家畜中分离获得的致病性大肠杆菌表现为多重耐药且同时携带有多种耐药基因;同时,粘菌素耐药基因mcr-1在中国多种动物中广泛分布,如鸡、鸭、鹅、猪等。同时,生活中常见的苍蝇这样一种昆虫在mcr耐药基因的储存和传播中可能扮演着重要角色,如将耐药基因在不同的宿主环境间进行传播。于此同时,本研究在食源性动物来源的致病性大肠杆菌中检测到了 mcr-1耐药基因,并证实其具有在去除粘菌素后仍然可以继续存在和转移的可能性,这就为我们的食品安全和公共卫生安全带来了巨大威胁。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S852.61

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘军军;张玮;王元兰;王星晨;魏建忠;孙裴;李郁;;沙门菌耐药基因多重PCR检测方法的建立[J];中国抗生素杂志;2013年11期
2 严世方,包幼迪;庆大霉素耐药基因的分子克隆[J];中国抗生素杂志;1990年05期
3 严世方;包幼迪;;庆大霉素耐药基因蔓延规律的研究进展[J];国外医学(流行病学传染病学分册);1989年05期
4 路浩;王兴龙;李晓艳;雷连成;鲁景艳;冯新;万家余;李忠义;杨冬;;基因芯片检测细菌耐药基因[J];中国兽医学报;2008年02期
5 明德松;苏智军;张志珊;谢尊金;;全耐药菌10种耐药基因的研究[J];中华医院感染学杂志;2013年09期
6 李洪敏,吴雪琼,梁建琴,肖漓,张树新,韩慧新;结核分枝杆菌临床株4种耐药基因的检测与分析[J];微生物学通报;2002年02期
7 郭玲娇;狄云香;李秀丽;;耐万古霉素屎肠球菌耐药基因的研究[J];中华医院感染学杂志;2011年09期
8 黄支密;单浩;郭满盈;陈榆;仵蕾;糜祖煌;诸葛青云;秦玲;;多重耐药铜绿假单胞菌耐药基因及亲缘性分析[J];中华医院感染学杂志;2007年04期
9 孙各琴;张炽伦;王前;张秀明;兰海丽;郑磊;卢兰芬;吴秀娟;;淋菌耐药表型与耐药基因的分析[J];中华医院感染学杂志;2011年02期
10 梁思思;李珺峤;石磊;吴希阳;;多重PCR法检测与分析鱼塘生态系统大肠杆菌的耐药基因与整合子[J];食品工业科技;2012年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孔繁德;陆承平;彭海滨;徐淑菲;陈琼;;多重PCR技术检测沙门菌两种四环素耐药基因[A];第二届全国人畜共患病学术研讨会论文集[C];2008年
2 石燕华;李昌崇;;肺炎链球菌对β-内酰胺类及大环内酯类抗生素耐药基因的研究进展[A];第六届江浙沪儿科学术会议暨儿科学基础与临床研究进展学术班论文汇编[C];2009年
3 金先庆;李映良;向丽;李长春;罗庆;梁绍燕;宿玉玺;郑改焕;;五种耐药基因在15种332例儿童恶性肿瘤组织中表达的特点及临床应用[A];中国抗癌协会第七届全国小儿肿瘤学术会议论文汇编[C];2007年
4 莫非;;耐甲氧西林金黄色葡萄球菌耐药基因及消毒剂耐药相关基因的检测[A];第五次全国中青年检验医学学术会议论文汇编[C];2006年
5 王晶;韩丽霞;;耐亚胺培南铜绿假单胞菌的耐药基因研究[A];中华医学会第七次全国检验医学学术会议资料汇编[C];2008年
6 王凤玲;冯秀河;刘静;张竟宇;;耐甲氧西林金黄色葡萄球菌耐药基因及致病毒素基因的研究[A];第五届全国中医药免疫学术研讨会——暨环境·免疫与肿瘤防治综合交叉会议论文汇编[C];2009年
7 吕火祥;麇祖煌;胡庆丰;沈蓓琼;;泛耐药产酸克雷伯菌的耐药基因研究[A];2007年浙江省医学检验学学术年会论文汇编[C];2007年
8 雷永良;王晓光;陈秀英;;丽水市结核分枝杆菌分离株5种耐药基因突变特点分析[A];2011年浙江省医学会医学病毒学分会、医学微生物与免疫学分会学术年会论文汇编[C];2011年
9 李晨;;耐甲氧西林金黄色葡萄球菌耐药性及耐药基因研究[A];中国医院协会第十四届全国医院感染管理学术年会资料汇编[C];2007年
10 胡红兵;熊宝华;夏维;王军;康世秀;;新生儿甲氧西林耐药凝固酶阴性葡萄球菌血液感染分离株耐药基因研究[A];第六届全国抗菌药物临床药理学术会议论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 徐志勇;深圳发现两个新型耐药基因[N];广东科技报;2007年
2 王其玲 李水根;抗生素新耐药基因被捕获[N];健康报;2003年
3 段军军 熊学莉;“探访”我国第一条肿瘤耐药基因[N];解放军报;2002年
4 本报记者 齐芳;人体肠道菌群耐药基因研究获新突破[N];光明日报;2013年
5 记者 鲍文娟通讯员 帅菲斐;深一医生全球率先发现两新耐药基因[N];广州日报;2007年
6 易运文;深圳医生全球首次发现耐药基因[N];光明日报;2007年
7 陈英云 乔蕤琳;我省专家首次确立控制耐药基因表达研究思路[N];黑龙江经济报;2010年
8 记者 陈枫;超级细菌蔓延?实为“耐药基因”![N];南方日报;2010年
9 记者 郭静 通讯员 郝黎 张丹娜;肺癌耐药基因找到了[N];广东科技报;2010年
10 张田勘;滥用抗生素让环境几度呻吟[N];中国绿色时报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李德喜;恶唑烷酮类耐药基因cfr和optrA在猪源MRSA和CoNS中流行及传播机制的研究[D];中国农业大学;2016年
2 熊文广;抗生素耐药基因在动物肠道中的排布和在微环境中的消减规律[D];华南农业大学;2016年
3 陈军;生活污水中抗生素和耐药基因的人工湿地去除机制与系统优化[D];中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所);2017年
4 Afrah Kamal AbdElazim Yassin;粘菌素耐药基因(mcr)的分子流行病学和传播特性的研究[D];扬州大学;2018年
5 鲁曦;低剂量抗生素刺激条件下耐药基因水平传播的机制研究[D];华南理工大学;2012年
6 付佳伦;细菌耐药基因在斑马鱼体内定植、转移规律及机制研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2017年
7 鲁玉侠;食源微生物耐药基因水平传播抑制研究[D];华南理工大学;2010年
8 王晶;慢性阻塞性肺疾病急性加重多中心病原及耐药基因分子流行病学调查[D];中国人民解放军医学院;2014年
9 毛锦龙;Ⅱ-Ⅲ级星型细胞瘤体外诱导耐药细胞—干细胞基因及耐药基因研究[D];北京协和医学院;2010年
10 叶蕾;广州市水产养殖品中耐药共生菌分布及耐药基因传播机制的研究[D];华南理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何红美;2014年石家庄地区围产期妇女B族链球菌的耐药性及其耐药基因的研究[D];河北医科大学;2015年
2 王佳嫄;宁夏地区嗜麦芽窄食单胞菌临床耐药分布及氟喹诺酮耐药基因研究[D];宁夏医科大学;2015年
3 万莉;大熊猫源大肠杆菌耐药性检测及质粒介导耐药基因的研究[D];四川农业大学;2013年
4 李丽;B族溶血链球菌基因型与新生儿侵袭感染临床型相关研究[D];南华大学;2015年
5 贾舒宇;养殖废水受纳河流中四环素耐药基因衰减与菌群结构更替[D];南京大学;2014年
6 李晓峰;腹膜透析相关性腹膜炎致病菌及相关耐药基因的检测分析[D];安徽医科大学;2016年
7 王江元;多重PCR检测鲍曼不动杆菌6种耐药基因位点及指导临床用药的研究[D];吉林大学;2016年
8 黄青;安徽地区β-溶血性链球菌耐药性及耐药基因的分析[D];安徽医科大学;2016年
9 刘艳红;沙门氏菌和大肠杆菌耐药性及耐药基因的研究[D];沈阳农业大学;2016年
10 王影;鸡源与人源大肠杆菌主要耐药基因检测及其传递规律分析[D];吉林农业大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026