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细菌耐药性是21世纪全球性的突出问题,多重耐药细菌已分布于世界各地。备受关注的超广谱β-内酰胺酶(extended-spectrumβ-lactamases,ESBLs)与近年来新出现的16S rRNA甲基化酶关系密切,同时携带这两类耐药基因的多重耐药质粒已在各种耐药菌间传播和扩散。本论文初步研究了同时携带ESBLs和16S rRNA甲基化酶基因的多重耐药质粒pHN7A8的特征及类似质粒在宠物源和猪源大肠杆菌中的传播和流行,并研究该耐药质粒对宿主菌适应性的影响,以期从核苷酸水平分析该多重耐药质粒的形成和传播机制,为遏制细菌对β-内酰胺类药物和氨基糖苷类药物耐药的发生发展速度和减少耐药程度提供理论基础。 以本实验室保存的2006~2008年分离自宠物的11株同时携带ESBLs基因blaCTX-M-65和16S rRNA甲基化酶基因rmtB的大肠杆菌为研究对象,采用质粒化学转化、复制子分型和限制性内切酶酶切方法研究同时携带blaCTX-M-65和rmtB的质粒特征。结果显示,11个质粒主要属于不相容群F型复制子中的FⅡ33型(F33:A-:B-)(7个),一个为FⅡ16型,一个同时携带FⅡ33和FIB复制子,一个同时携带FⅡ2和N型复制子,一个仅携带N型复制子,其中FⅡ33型质粒的大小和EcoRI、BamH I酶切图谱基本相似。说明可能存在一个流行的多重耐药质粒。采用PCR和测序方法检测质粒中的沉溺系统,结果主要检测到pemKI、hok-sok、ccdAB、srnBC和vag CD。 从同时携带blaCTX-M-65和rmtB的FⅡ33型质粒中挑选质粒pHN7A8,采用鸟枪法随机打碎构建文库的方法进行DNA全序列测定,并与GenBank中的参考质粒和其他质粒相比较。质粒pHN7A8全长为76878bp,其G+C含量为52.1%。预测到103个开放阅读框,分别进行BLASTp比对分析,其中有74个开放阅读框的功能确定,按照编码的蛋白质功能将质粒pHN7A8分为四大区域,包括复制区、多重耐药区、转移先导区和转移区。 pHN7A8的复制区、转移先导区和转移区的基因序列与F型参考质粒R100具有较高的同源性。多重耐药区有4个耐药基因,包括blaCTX-M-65、rmtB、blaTEM-1和fosA3。pHN7A8的多重耐药区同时含有多个移动元件,包括Tn2、4个IS26、被IS26截断的ISEcp1、IS903、IS1294和两个不完整的IS1,这些可移动元件分散于耐药基因两侧,其结构组成与质粒R100、pIP1206和pKC396的耐药可变区较相似。通过比较分析,推断pHN7A8可能是经过多步插入、缺失、整合作用进化形成的。 根据质粒pHN7A8全序列信息,设计8对引物,研究pHN7A8类似质粒在宠物和猪场中的传播与扩散情况。受试菌株包括10株广州宠物源和14株江西某规模化猪场猪粪便及猪场附近土壤样品来源的大肠杆菌中同时携带rmtB和blaCTX-M-65阳性质粒。PCR结果显示,在10株宠物源和14株猪场来源的质粒中均获得8对引物的阳性产物,表明与pHN7A8相似的质粒已在宠物源和猪源大肠杆菌中广泛传播。 以含有质粒pHN7A8的转化子7A8JT和受体菌JM109为研究对象,采用生长曲线测定和竞争试验方法初步研究pHN7A8对宿主菌适应性的影响。结果表明耐药菌7A8JT和敏感菌JM109的生长曲线相似,但前者对于后者有竞争优势,未发现质粒pHN7A8对宿主菌产生适应性代价。 本研究结果表明,窄宿主FⅡ型多重耐药质粒pHN7A8在blaCTX-M-65和rmtB的传播中发挥了重要作用,pHN7A8类似质粒已在宠物源和猪源大肠杆菌中广泛传播。多重耐药质粒能够在宿主菌中稳定遗传,通过水平转移在细菌间广泛传播,临床上应警惕大量使用或滥用抗菌药物对其形成的选择压力,以防止多重耐药质粒进一步扩散。