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目的: 1. 分析2015年温州医科大学附属第一医院临床分离大肠埃希菌对环丙沙星和其他临床常用抗菌药物的耐药特性,探讨环丙沙星耐药大肠埃希菌对喹诺酮类耐药基因的分布特点,为临床上合理治疗由大肠埃希菌引起的感染提供依据。 2. 研究亚抑菌浓度(Subinhibitory concentration, SIC)环丙沙星对大肠埃希菌毒力基因表达的影响,评价亚抑菌浓度环丙沙星对大肠埃希菌毒力的影响。 3. 研究亚抑菌浓度环丙沙星对大肠埃希菌生物膜形成及生物膜相关基因表达的影响,为提高抗菌药物治疗效率提供理论支持和分子基础。 方法: 1. 回顾性分析2015年温州医科大学附属第一医院住院患者大肠埃希菌临床分离株的临床分布情况及耐药特征,采用VITEK 2 Compact全自动微生物分析仪及配套试剂进行菌种鉴定与抗菌药物敏感性检测。 2. 选取50株环丙沙星耐药大肠埃希菌,采用PCR方法检测耐药相关基因,包括DNA旋转酶基因gyrA、gyrB;拓扑异构酶Ⅳ基因parC、parE;质粒介导耐药基因qnrA、qnrB、qnrC、qnrD、qnrS、aac(6’)-Ib-cr。 3. 通过绘制生长曲线确定环丙沙星的亚抑菌浓度。 4. 选取5株对环丙沙星耐药、3株对环丙沙星敏感的大肠埃希菌及ATCC25922大肠埃希菌标准菌株,采用PCR方法检测毒力基因iuc、sfa、cnf1、set1、iha、astA、usp、hlyA、afa、fim、iron携带情况;RT-PCR检测亚抑菌浓度环丙沙星对相关毒力基因usp、fim、iron表达量的影响。 5. 采用96孔板结晶紫染色法检测亚抑菌浓度环丙沙星对上述9株大肠埃希菌生物膜形成的影响;用扫描电子显微镜观察亚抑菌浓度环丙沙星对ATCC25922大肠埃希菌生物膜形态的影响;采用PCR方法检测大肠埃希菌生物膜形成相关基因pga携带情况;RT-PCR检测亚抑菌浓度环丙沙星对大肠埃希菌生物膜形成相关基因pga表达量的影响。 结果: 1. 614株大肠埃希菌主要来源于尿液、血液和创面标本,分别占49.0%、15.5%和9.3%;病区来源分布广泛,其中泌尿外科和ICU分别占15.3%和8.0%。临床常用抗菌药物药敏结果显示,对氨苄西林的耐药率最高,为88.9%,其次为头孢唑林、氨苄西林/舒巴坦、头孢曲松,耐药率均超过60%。对喹诺酮类药物环丙沙星和左氧氟沙星也具有较高的耐药率,分别为59.3%和55.7%。 2. 50株大肠埃希菌中共检出aac(6)-Ib-cr基因阳性25株(占50%),qnrS和qnrB阳性株分别为6株(占12.0%)和1株(占2.0%)。 3. 生长曲线提示环丙沙星浓度在1/4MIC时与对照组相比生长基本一致,确定1/4MIC浓度为适宜的环丙沙星亚抑菌浓度。 4. 5株对环丙沙星耐药、3株对环丙沙星敏感及ATCC25922大肠埃希菌中,2株携带usp基因;6株携带fim基因;4株携带iron基因。亚抑菌浓度环丙沙星处理后相关菌株的usp、fim、iron基因的表达均表现为抑制。 5. 亚抑菌浓度环丙沙星对纳入实验的9株大肠埃希菌生物膜形成具有抑制作用(P<0.01)。通过扫描电子显微镜观察发现,亚抑菌浓度环丙沙星处理后,生物膜的细胞数量发生了改变,生物膜量明显减少,仅部分区域残存着聚集的膜状结构。 6. 纳入实验的9株大肠埃希菌均携带pga基因,通过RT-PCR结果显示经亚抑菌浓度环丙沙星处理后,细菌生物膜相关基因pga表达量明显降低。 结论: 1. 本院住院患者分离的大肠埃希菌的标本来源存在较明显的集中趋势,以尿液、血液和创面为主,标本的科室来源以泌尿外科、ICU相对较多,无集中分布现象,对临床常用抗菌药物耐药严重,耐药率大多大于60%。对喹诺酮类药物环丙沙星也具有较高的耐药率,为59.3%。 2. 大肠埃希菌对喹诺酮类药物耐药的主要机制是菌株携带aac(6)-Ib-cr基因。 3. 亚抑菌浓度环丙沙星对大肠埃希菌生物膜形成、生物膜相关基因和毒力基因的表达均有不同程度的抑制作用。