隨著大量廣譜抗菌藥物的廣泛和不合理應用,銅 綠假單胞菌對氨基糖苷類藥物的耐藥性日趨 嚴 重。 而氨基糖苷類修飾酶介導耐藥的多重耐藥銅綠假單 胞菌可引起呼吸道感染、泌尿道感染、菌血癥、心內膜 炎 和 囊 性 纖 維 變 性 等 疾 病,往 往 會 給 重 癥 監 護 室 (ICU)合并感染的患者帶來更為嚴重的后果和經濟損 失。本研究通過 PCR 檢測4種氨基糖苷類修飾酶基 因ant(2″)-Ⅰ、ant(3″)-Ⅰ、anc(6′)-Ⅰ和anc(6′)-Ⅱ, 探討其在ICU 多重耐藥銅綠假單胞菌中的表達情況, 分析多重耐藥銅綠假單胞菌中氨基糖苷類修飾酶介 導的耐藥機制,從而為ICU 臨床醫師的合理用藥提供 理論依據。
1 材料與方法
1.1 菌株來源
選擇2017年1月至2018年12月本 院ICU 臨床標本中分離的60株多重耐藥銅綠假單胞 菌株為研究對象,所有試驗菌株均經法國生物梅里埃 公司 VITEK-2型全自動細菌鑒定/藥敏分析系統鑒 定。質控菌株為 ATCC27853。
1.2 試劑與儀器
TaqDNA 聚合酶、10×Taq緩沖 液、三磷 酸 堿 基 脫 氧 核 苷 酸 (dNTPs)、細 菌 基 因 組 DNA 提取試劑盒、DNA 膠回收試劑盒、100bp分子 標記物、1kb分子標記物,均購自天根生化科技有限 公司;LB肉湯培養基購自杭州天和微生物試劑有限 公司;低溫高速離心機和PCR擴增儀為Eppendorf公司產品;電泳儀為北京六一儀器廠產品;生物安全柜 為 Thermo公司產品;Genegenius紫外凝膠成像分析 系統為基因公司產品。PCR 引物為rpsL 管家基因, 參考 www.pseudomonas.com/(ID:PA4268)上 的 rpsL基因序列自行設計,所有引物委托Invitrogen公 司合成。見表1。
1.3 方法
采用 PCR檢測4種氨基糖苷類修飾酶基 因ant(2″)-Ⅰ、ant(3″)-Ⅰ、anc(6′)-Ⅰ和anc(6′)-Ⅱ。
1.3.1 細菌
DNA 提取 用接種環挑取純菌落接種 于5mL的 LB肉湯培養液,將裝有 LB肉湯培養液的 試管置于電熱恒溫培養箱中,37 ℃,200r/min,18~20h 培養至細菌生長對數期。然后取3mL 培養液,按照 天根生化科技有限公司的細菌基因組 DNA 提取試劑 盒操作說明進行操作,提取的 DNA 模板置于-20 ℃ 保存備用。
1.3.2 PCR 檢測修飾酶基因
PCR 反應體系設置 參照天根公司 TaqDNA 聚合酶說明:模板1.5μL,正 向引物(primer-F)0.5μL,反向引物(primer-R)0.5μL, 10×Taq緩沖液2.5μL,dNTP混合物2μL,Taq DNA 聚合酶0.5μL,雙蒸水(ddH2O)補至25μL。PCR反應 循環:94℃、4min,94℃、30s,55 ℃、30s,72 ℃、40s (30個循環);72 ℃、4 min。PCR 產物電泳分析:取 5μL擴增產物與 1μL6× 上樣緩沖液混勻,點樣于 1%瓊脂糖凝膠,在120V 電壓下電泳30min;出現條 帶后,用凝膠成像系統觀察條帶并照相。陽性產物送 Invitrogen公司測序,所得測序結果在 GenBank數據 庫進行同源性比對。
1.4 統計學處理
采用 MicrosoftExcel2010對數據 進行整理。
2 基因和 anc(6′)-Ⅱ 基因
未檢測出 ant(3″)-Ⅰ 和 anc (6′)-Ⅰ基因。PCR 陽性產物隨機各選取 1 例送In- vitrogen公司測序,測序結果在 GenBank進行同源性 比對,比 對 結 果 顯 示,ant(2″)-I 基 因 和 登 錄 號 為 CP033131.1和 CP029090.1的ant(2″)-Ⅰ基因同源 性為100%,anc(6′)-Ⅱ基因與登錄號為 CP036294.1 的銅綠假單胞菌的anc(6′)-Ⅱ基因同源性為100%。結 果 所有菌株均能擴增出rpsL基因條帶。60 株多重耐藥銅綠假單胞菌中檢測到含有氨基糖苷類 修飾酶基因的菌株共16株,檢出率為 26.67%(16/ 60)。8株含 ant(2″)-Ⅰ 基因,檢出率為 13.33%(8/ 60),見 圖 2。10 株 含 有 anc(6′)-Ⅱ 基 因,檢 出 率 為 16.67%(10/60);其中兩株同時含ant(2″)-Ⅰ基因和 anc(6′)-Ⅱ 基因,未檢測出 ant(3″)-Ⅰ 和 anc (6′)-Ⅰ基因。PCR 陽性產物隨機各選取 1 例送In- vitrogen公司測序,測序結果在 GenBank進行同源性 比對,比 對 結 果 顯 示,ant(2″)-I 基 因 和 登 錄 號 為 CP033131.1和 CP029090.1的ant(2″)-Ⅰ基因同源 性為100%,anc(6′)-Ⅱ基因與登錄號為 CP036294.1 的銅綠假單胞菌的anc(6′)-Ⅱ基因同源性為100%。
3 討 論
近年來,氨基糖苷類藥物的廣泛使用導致細菌對 其耐藥的現象越來越嚴重,這種現象在ICU 中表現得 尤為突出。細菌對氨基糖苷類藥物的耐藥性主要 取決于氨基糖苷類藥物修飾酶,氨基糖苷類藥物修飾 酶主 要 有 N-乙 酰 轉 移 酶 (AAC)、O-核 苷 轉 移 酶 (ANT)等,它主要通過共價修飾的方式使氨基糖苷類 藥物與核糖體的結合減少,促進藥物攝取能量依賴期 階段二(EDP-Ⅱ)也被阻斷,從而導致耐藥。AAC 可以催化氨基糖苷類抗菌藥物1、3、6′和2′位點氨基 的乙酰化反應,其中anc(6′)-Ⅰ主要與阿米卡星的耐 藥相關,anc(6′)-Ⅱ與慶大霉素和妥布霉素的耐藥相 關。ANT 的作用主要是使氨基糖苷類抗菌藥物腺 苷化而失活,其中ant(2″)-Ⅰ可使慶大霉素和妥布霉 素失活,但對奈替米星無修飾作用;ant(3″)-Ⅰ與鏈霉 素的耐藥有關。