劉超梅,胡曉冬,邢紅英,郭素芳,李雪梅,楊曉波,肖 麗
近年來,鮑曼不動桿菌(acinetobacter baumannii)引起的醫(yī)院感染日益突出[1-4],其主要流行克隆株的監(jiān)測及定義已成為分子流行病學學者關注的熱點[5-6]。有研究依據AFLP分型方法將鮑曼不動桿菌的流行菌株分別定義為歐洲克隆譜系Ⅰ、Ⅱ和
Ⅲ[7];而英國學者 Turton等[8]依據脈沖場凝膠電泳(PFGE)分型方法發(fā)現了SE克隆系、OXA-23克隆系1和2。Turton等[9]基于序列分型的多重聚合酶鏈反應(PCR)方法,實現了準確而快速地對鮑曼不動桿菌的同源性進行分析,該研究將上述不同的克隆譜系分為3組(Group 1、Group 2和 Group 3),Group 1包括SE克隆系、歐洲克隆譜系Ⅱ及OXA-23克隆系1,Group 2包括歐洲克隆譜系Ⅰ、OXA-23克隆系2等,而Group 3主要包括歐洲克隆譜系Ⅲ。本文對不重復鮑曼不動桿菌進行同源性分析,了解其主要流行克隆株的分子特征,為控制醫(yī)院感染提供理論依據。
1.1 菌株來源 將解放軍253醫(yī)院2010年6月—2012年12月臨床分離的74株不重復鮑曼不動桿菌作為實驗菌株,標本來源:痰32例,尿16例,創(chuàng)面或傷口分泌物13例,血液10例,腦脊液3例。
1.2 引物合成及PCR擴增 多種耐藥基因、Group 1和Group 2多重PCR引物設計及PCR擴增方法參照文獻[10-12],引物由上海生工生物工程技術服務有限公司合成。PCR產物在含0.5μg/ml溴化乙啶(EB)的1.5%瓊脂糖凝膠上電泳,用凝膠成像系統(tǒng)記錄電泳結果,每次PCR檢測均設陰性對照。同時于陽性擴增產物中隨機抽取3株,送上海英駿生物技術有限公司進行測序,測序結果通過GenBank(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)比對分析。
1.3 PFGE實驗方法 按國家疾病控制中心傳染病所PulseNet China網絡實驗室提供的鮑曼不動桿菌PFGE標準程序進行操作,具體實驗方法及結果分析參照文獻[13]。
1.4 克隆菌株聚類分析 基于序列分型的多重PCR方法鑒定鮑曼不動桿菌的主要流行克隆譜系,結果判定參照文獻[12]。PFGE實驗得到74株鮑曼不動桿菌的DNA指紋圖譜,用BioNumerics軟件對各菌株間進行聚類分析,將相似性系數87%作為不同型別的區(qū)分標準,相似度>87%為同一亞型,代表同一克隆株;<87%為不同的基因型,代表不同的克隆株。
1.5 多重耐藥相關基因譜分析 應用PCR及測序方法[10-12]檢測10種多重耐藥相關基因(blaOXA-51-like、blaOXA-23-like、blaOXA-24-like、blaOXA-58-like、blaTEM、blaampC、armA、ISA ba1、intI 1 和 intI 2)的攜帶情況。
2.1 Group PCR序列分型結果 74株鮑曼不動桿菌分為 6種 Group序列型(SG),其中 57株(77.0%)為 Group SG1,4 株(5.4%)為 Group SG4,8株(10.8%)為 Group SG5,2株(2.7%)為 Group SG9,1 株(1.4%)為 Group SG11,2 株(2.7%)為Group SG13。
2.2 克隆菌株聚類分析結果 74株鮑曼不動桿菌的PFGE帶型表現出多樣性,可大致分為13種圖譜,其中 A型35株、B型17株、C型7株、D型5株,其余型別10株。74株鮑曼不動桿菌克隆菌株聚類分析樹狀圖見圖1。
2.3 鮑曼不動桿菌多重耐藥相關基因譜的分布情況 blaOXA-51-like在所有菌株中均為陽性,除blaOXA-24-like、blaOXA-58-like和 intI 2基因為陰性外,其余多重耐藥相關基因均有陽性擴增產物,通過陽性菌株數所占實驗菌株數的比例獲得耐藥相關基因的陽性率,耐藥相關基因 blaOXA-23-like、blaTEM、blaampC、armA、ISA ba1和intI 1的陽性率分別為54.1%(40/74)、86.5%(64/74)、66.2%(49/74)、89.2%(66/74)、90.5%(67/74)和85.1%(63/74),并且測序結果與GenBank庫中的已知序列具有高度的一致性。多種耐藥基因在不同PFGE型中的分布情況見表1。結果顯示,多種耐藥基因在A型和B型菌種中的分布比較集中,同一耐藥基因在不同PFGE型中呈現出交叉分布現象。
表1 74株鮑曼不動桿菌多重耐藥相關基因在不同PFGE型別中的分布情況(株)
圖1 74株鮑曼不動桿菌克隆菌株聚類分析樹狀圖
在鮑曼不動桿菌的流行病學調查和預防控制研究方面,尤其是在醫(yī)院感染暴發(fā)期間,為了證實是否存在其克隆株的傳播流行,實現感染源的溯源,迫切需要選用一種行之有效的基因分型方法。基于SG的多重PCR方法操作簡便,結果容易判讀,無需進一步測序或應用其他分型技術,非常適合于臨床實驗室快速準確地鑒定鮑曼不動桿菌流行菌株的SG或克隆系,從而有助于實時掌控鮑曼不動桿菌院內感染發(fā)生的流行趨勢。
本研究結果顯示,本組鮑曼不動桿菌克隆譜系以Group GS1為主,占77.0%。根據Group GS1對應于歐洲克隆譜系Ⅱ的結果判斷依據,解放軍253醫(yī)院臨床分離的74株鮑曼不動桿菌的流行克隆譜系主要為歐洲克隆譜系Ⅱ,該譜系是鮑曼不動桿菌最大的流行克隆系,在全世界不同國家均有分布。
目前,多種基因分型技術在鮑曼不動桿菌菌株分型中得到了廣泛應用[14-18],其中PFGE被譽為細菌分子流行病學分型技術的“金標準”[19]。本研究對74株鮑曼不動桿菌進行了PFGE分型,在87%的相似性水平上,共得到13種PFGE圖譜,顯示出高度多樣性,其中A型和B型為主要型別,分別占總菌株數的 47.3%(35/74)和 23.0%(17/74),說明在解放軍253醫(yī)院住院患者中存在鮑曼不動桿菌主要克隆株的流行。因此,需要臨床醫(yī)生能快速、實時地監(jiān)測、追蹤鮑曼不動桿菌主要流行克隆株的變化趨勢,并采取合理措施預防和控制其傳播,尤其要防控醫(yī)院感染的流行或暴發(fā)。
鮑曼不動桿菌的耐藥呈逐年上升趨勢[20-23],OXA類碳青霉烯酶、插入序列、整合子、ampC酶、超廣譜β內酰胺酶(ESBLs)等在鮑曼不動桿菌的多重耐藥機制方面發(fā)揮著重要的作用[24-25]。本研究結果顯示,40株(54.1%)鮑曼不動桿菌攜帶有blaOXA-23-like基因,進一步證實耐碳青霉烯類的鮑曼不動桿菌以產 OXA-23型碳青霉烯酶為主[10];在66.2%的菌株中檢出blaampC基因,86.5%的菌株中檢出blaTEM基因,可見對于本組分離的鮑曼不動桿菌,blaTEM的檢出率高于國內其他地區(qū)水平[12]。通過檢測整合酶基因可以篩查和鑒定鮑曼不動桿菌的多重耐藥性[26]。在本研究74株鮑曼不動桿菌中僅檢測出intI 1,未發(fā)現intI 2,說明本組鮑曼不動桿菌主要攜帶Ⅰ類整合子,檢出率高達85.1%。在鮑曼不動桿菌中,ISA ba1通過提供啟動子序列來增強β內酰胺酶的表達[27],ADC型ampCβ內酰胺酶和OXA類碳青霉烯酶基因的上游經常發(fā)現存在有ISA ba1,本研究中插入序列ISA ba1的檢出率高達90.5%。16SrRNA甲基化酶基因armA絕大多數位于整合子、質粒等可移性遺傳元件上,易于在細菌間傳播,與阿米卡星的耐藥性密切相關,本研究74株實驗菌株中89.2%的菌株攜帶此基因。
本研究對鮑曼不動桿菌多重耐藥相關基因在不同PFGE型別中的分布特征進行了分析,發(fā)現在不同的PFGE型別中同一耐藥基因呈現出交叉分布現象,進一步說明了在具有不同遺傳背景的鮑曼不動桿菌中發(fā)生著耐藥基因的水平轉移。
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