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目的: 1. 分析2014年1月~2016年8月温州医科大学附属第一医院临床分离的肺炎克雷伯菌的标本来源、科室分布以及耐药情况,为有效地控制肺炎克雷伯菌感染以及临床合理用药提供依据。 2. 通过基因敲除技术对肺炎克雷伯菌中 S-核糖基高半胱氨酸酶(S-ribosylhomocysteinase, LuxS)编码基因luxS进行敲除,探究luxS基因对肺炎克雷伯菌生长特性以及不同阶段生物膜形成能力的影响。 3. 分析luxS影响肺炎克雷伯菌生物膜形成的机制,为控制肺炎克雷伯菌生物膜相关性感染提供一定的理论依据。 方法: 1. 回顾性调查2014年1月~2016年8月温州医科大学附属第一医院临床分离的肺炎克雷伯菌的标本来源、科室分布;应用VITEK 2 Compact全自动微生物分析仪对临床常用抗菌药物进行药物敏感性检测;分析300株敏感菌株和300株耐药菌株的生物膜形成能力。 2. 采用“Gene gorging”方法对2株临床分离肺炎克雷伯菌FK563(耐药株)和FK1979(敏感株)野生型菌株的luxS基因进行敲除,并构建相应的回补菌株。 3. 测定肺炎克雷伯菌FK563和FK1979野生型、luxS基因敲除菌株以及回补菌株在LB介质中的生长曲线以及在0.3%的LB半固体培养基上的游动性。 4. 采用96孔板结晶紫染色法检测检测肺炎克雷伯菌FK563和FK1979野生型、luxS基因敲除菌株以及回补菌株在早期(6 h)和晚期(24 h)生物膜形成能力。 5. 通过生物发光试验检测肺炎克雷伯菌FK563和FK1979野生型、luxS基因敲除菌株以及回补菌株在不同生长阶段群体感应(Quorum Sensing,QS)自诱导分子-2(Autoinducer-2, AI-2)的产生情况。 6. 采用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)观察肺炎克雷伯菌FK563野生型、luxS基因敲除菌株以及回补菌株在生物膜形成早期(6 h)和稳定期(24 h)时生物膜的结构。 结果: 1. 1027株肺炎克雷伯菌主要来自于痰液,占39.7%(408/1027),其次为血液占18.1%(186/1027)和尿液占12.5%(128/1027),此外,脓液占9.1%(93/1027),引流液占5.7%(59/1027),创面占1.4%(45/1027),其他类型的标本如脑脊液、胸水等占13.5%(108/1027)。1027株肺炎克雷伯菌主要分离自ICU病房,占27.9%(287/1027),其次为神经外科、脑外科,占7.9%(81/1027),此外,创伤、烧伤科占3.9%(40/1027),呼吸内科占0.9%(9/1027),神经内科占3.0%(31/1027),其他的科室(如:内分泌、骨科等)共占56.4%(579/1027)。 2. 肺炎克雷伯菌对氨苄西林/舒巴坦、氨曲南、头孢他啶、头孢吡肟、亚胺培南、环丙沙星、左氧氟沙星和哌拉西林/他唑巴坦耐药率呈现逐年升高的趋势,研究发现敏感菌株与耐药菌株之间生物膜形成能力无差异。 3. 生长能力测定显示肺炎克雷伯菌野生型、luxS基因敲除菌株以及回补菌株之间生长曲线无显著差异,游动性结果显示三者之间在0.3%的LB半固体培养基上游动的距离无显著差异。 4. 96孔板结晶紫染色法结果显示:当生物膜形成时间为6 h时,耐药肺炎克雷伯菌FK563 luxS基因敲除菌株的生物膜与野生型菌株相比明显降低(P<0.05),其相应的回补菌株可以部分恢复野生型菌株的水平,敏感肺炎克雷伯菌FK1979在6 h的生物膜形成能力结果与FK563结果相似。但当生物膜形成时间为24 h时,FK563和FK1979野生型菌株、luxS基因敲除菌株以及相应的回补菌株之间无差异。 5. AI-2信号产生实验显示肺炎克雷伯菌FK563、FK1979 luxS基因敲除菌株在LB介质中不能产生AI-2信号,但回补菌株可以恢复野生型菌株的水平。并且在LB介质中,肺炎克雷伯菌FK563、FK1979野生型菌株和回补菌株在2~4 h生长期内,随着细菌密度的增加,AI-2信号也逐渐增加并达到最大值,4 h之后AI-2信号逐渐下降。 6. SEM观察结果显示,当生物膜形成时间为6 h时,FK563野生型菌株与回补菌株的生物膜形成能力较强,遍布整个视野,而luxS基因敲除菌株生物膜形成能力较弱,散在分布,细菌呈小部分聚集;当生物膜形成时间为24 h时,FK563野生型菌株与回补菌株生物膜内的细菌密集排列,形态完整;luxS基因敲除菌株形成生物膜的量相对较少。6 h与24 h的生物膜形成能力相比,三者之间的差异更加的明显。 结论: 1. 本院临床分离的肺炎克雷伯菌标本来源主要是痰液,并主要分离自ICU病房;对各类临床常用药物耐药现象严重,并且对头孢他啶、头孢吡肟、亚胺培南、环丙沙星、左氧氟沙星以及哌拉唑林/他唑巴坦的耐药率呈现逐渐增高的趋势。 2. 肺炎克雷伯菌敏感菌株与耐药菌株之间生物膜形成能力无差异。 3. 肺炎克雷伯菌野生型菌株、luxS基因敲除菌株以及相应的回补菌株之间生长能力无差异,游动性也无差异,说明luxS基因对肺炎克雷伯菌生长能力和游动性无影响;此外,luxS基因对肺炎克雷伯菌早期(6 h)生物膜的形成能力影响明显,而对稳定期(24 h)生物膜的形成能力影响不明显。 4. luxS基因对肺炎克雷伯菌II型群体感应信号AI-2的产生起到至关重要的作用;其对肺炎克雷伯菌早期生物膜形成能力的影响可能是通过影响早期AI-2信号的产生以及影响生物膜的结构导致的。