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        4株利奈唑胺不敏感糞腸球菌的23S rRNA基因突變分析

        2018-06-04 07:41:22汪懷周黃曉春秦陽華
        檢驗醫(yī)學(xué) 2018年5期
        關(guān)鍵詞:耐藥

        林 賀, 薛 苗, 汪懷周, 黃曉春, 秦陽華

        (1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院北院檢驗科,上海 201801;2.第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長海醫(yī)院實驗診斷科,上海 200433)

        利奈唑胺是一種人工合成的噁唑烷酮類抗菌藥物,通過與細(xì)菌核糖體50S亞基結(jié)合抑制轉(zhuǎn)錄的初始步驟起作用,對革蘭陽性菌,包括耐青霉素的肺炎鏈球菌(penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae,PRSP)、耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)和耐萬古霉素的腸球菌(vancomycin-resistant Enterococcus,VRE)都具有良好的抗菌作用。2000年利奈唑胺在美國首先上市,2007年開始在我國臨床使用,對于治療相關(guān)病原菌引起的感染發(fā)揮了巨大的作用。隨著利奈唑胺在臨床上的廣泛使用,陸續(xù)出現(xiàn)了耐藥菌株的報道,但目前其耐藥率依然很低,臨床上最常分離的耐藥細(xì)菌為糞腸球菌,衛(wèi)生部全國細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)(Mohnarin)2011—2012年革蘭陽性菌耐藥監(jiān)測報告顯示,只有0.4%的糞腸球菌對利奈唑胺不敏感[1]。腸球菌對利奈唑胺的耐藥機制主要與其細(xì)菌核糖體23s rRNA區(qū)域堿基突變和/或攜帶含有氯霉素-氟甲砜霉素耐藥(chloramphenicolflorfenicol resistance,cfr) 基因的質(zhì)粒有關(guān)。本研究分析了近期從臨床分離的4株利奈唑胺不敏感糞腸球菌的耐藥基因突變情況。

        1 材料和方法

        1.1 菌株來源

        菌株分離自上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院北院收治的4例患者的引流液和中段尿樣本,其中3株菌對利奈唑胺耐藥,1株菌對利奈唑胺中介,見表1。采用法國生物梅里埃公司生產(chǎn)的Vitek 2 Compact 全自動微生物分析系統(tǒng)及配套的鑒定卡(GP)和藥物敏感性卡(GP-68)進(jìn)行菌株鑒定及體外藥物敏感性試驗,采用E-test法確認(rèn)利奈唑胺最低抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)值,質(zhì)控菌株為糞腸球菌(ATCC 29212),體外藥物敏感性試驗結(jié)果根據(jù)美國臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(the Clinical and Laboratory Standards Institute,CLSI) M100-S26標(biāo)準(zhǔn)判讀。

        表1 4株利奈唑胺不敏感糞腸球菌的基本情況

        1.2 耐藥基因擴增

        糞腸球菌基因組含有4個23S rRNA拷貝基因,突變的數(shù)量和位置與其耐藥程度有關(guān),根據(jù)文獻(xiàn)[2-3]設(shè)計合成聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)引物,23S rRNA V區(qū)靶基因引物、cfr基因引物、23S rRNA4個拷貝基因引物(表2)。擴增采用PrimeSTAR HS DNA聚合酶(日本TaKaRa公司),PCR體系為:DNA模板1 μL,引物1 μL(前向和逆向引物各0.5 μL),PrimeSTAR預(yù)混液25 μL,加去離子水至50 μL。擴增條件:98 ℃10 s,55 ℃ 15 s ,72 ℃ 90 s,共30個循環(huán),最后72 ℃延伸2 min。擴增后取5 μL于1%瓊脂糖凝膠100 V電泳60 min,觀察擴增結(jié)果,余下45 μL送生工生物(上海)有限公司測序。

        1.3 序列分析

        23s rRNA序列采用Invitrogen公司AlignX軟件進(jìn)行擬合和突變分析,參考序列為Enterococcus faecalisV583 (GB:AE016830)。

        2 結(jié)果

        2.1 23S rRNA 區(qū)和cfr基因的擴增

        4株糞腸球菌均未擴增出cfr基因,23S rRNA V區(qū)擴增片段經(jīng)膠回收和T載體克隆后隨機挑選6個菌落抽提質(zhì)粒測序,未檢出最常見的G2576U突變。見圖1。

        表2 本研究所用的擴增基因的引物序列

        圖1 23S rRNA V區(qū)序列比對

        2.2 基因組4個拷貝23S rRNA基因的擴增

        對糞腸球菌基因組4個23S rRNA拷貝基因分別進(jìn)行PCR擴增并測序,結(jié)果顯示僅1株菌(1512104)存在G2576U突變,4株菌均存在U2826C突變,菌株1512160存在G2389A突變,菌株1512163存在U2363C和A2881G突變。見圖2。

        圖2 4株糞腸球菌基因組23S rRNA序列比對

        2.3 同期利奈唑胺敏感糞腸球菌4個拷貝23S rRNA基因的擴增

        因為23S rRNA基因和野生型標(biāo)準(zhǔn)株V583相比出現(xiàn)的主要突變類型是U2826C,位于23S rRNA V區(qū)外圍,本研究進(jìn)一步擴增同期分離的對利奈唑胺敏感的3株糞腸球菌和標(biāo)準(zhǔn)株(ATCC 29212)。結(jié)果顯示,3株臨床分離的利奈唑胺敏感糞腸球菌和標(biāo)準(zhǔn)株(ATCC 29212)的23S rRNA基因第2826位均為胞嘧啶C。其余序列與野生型標(biāo)準(zhǔn)株 V583相比均無突變。見圖3。

        圖3 3株利奈唑胺敏感糞腸球菌和標(biāo)準(zhǔn)株(ATCC 29212)的測序結(jié)果

        3 討論

        抗菌藥物耐藥是全球性難題,可造成大量的社會衛(wèi)生資源的浪費和人民生命財產(chǎn)的損失[4]。目前,細(xì)菌耐藥現(xiàn)象日益嚴(yán)重,根據(jù)2015年全國細(xì)菌耐藥監(jiān)測報告,耐萬古霉素糞腸球菌和屎腸球菌分別為0.4%和2.9%。利奈唑胺被認(rèn)為是治療VRE感染的理想藥物。隨著利奈唑胺在臨床的大量使用,腸球菌對利奈唑胺耐藥現(xiàn)象也漸有報道[5-7],較明確的耐藥機制主要涉及靶位突變、cfr的產(chǎn)生等。

        本研究首先采用PCR進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)4株利奈唑胺不敏感糞腸球菌均不含有cfr基因,推測其耐藥的主要機制是23S rRNA發(fā)生耐藥突變。進(jìn)一步擴增23S rRNA V區(qū)并測序,并沒有檢測出文獻(xiàn)報道的最常見的G2576U突變[7-10]。進(jìn)一步分別擴增4個拷貝23S rRNA基因(圖4)并測序,結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅1株菌存在1拷貝G2576U,4株菌均存在U2826C突變,另外還分別存在G2389A、U2363C和A2881G突變,我們推測可能是U2826C突變導(dǎo)致了菌株對利奈唑胺不敏感。因為4株細(xì)菌16拷貝均出現(xiàn)U2826C突變,并且第2 826位堿基位于可變區(qū)的外圍,可能是標(biāo)準(zhǔn)序列V583發(fā)生了無義突變,我們進(jìn)一步擴增了同時期臨床分離的對利奈唑胺敏感的糞腸球菌和標(biāo)準(zhǔn)株(ATCC 29212),結(jié)果其第2 826位堿基均為胞嘧啶,說明第2 826位可能野生型就是胞嘧啶,且突變不會對利奈唑胺的耐藥性發(fā)生變化。很多體外試驗和臨床數(shù)據(jù)支持抗菌藥物的選擇壓力促進(jìn)耐藥突變產(chǎn)生的觀點[11-12],但耐藥突變的產(chǎn)生和使用利奈唑胺的關(guān)系并不確定,有未使用利奈唑胺的患者分離到耐藥株的報道[13],在我們分離的4例患者中有3例曾使用利奈唑胺,另1例未使用利奈唑胺為門診患者。

        已發(fā)現(xiàn)的糞腸球菌對利奈唑胺的耐藥機制主要涉及23S rRNA突變,導(dǎo)致抗菌藥物和靶位結(jié)合障礙,和其他抗菌藥物不存在交叉耐藥,我們分離的4株利奈唑胺不敏感糞腸球菌均對萬古霉素敏感。泰地唑胺是新的噁唑烷酮類抗菌藥物,CLSI M100 S26增加了革蘭陽性球菌泰地唑胺的MIC判斷標(biāo)準(zhǔn),美國食品與藥品監(jiān)督管理局也批準(zhǔn)泰地唑胺用于治療金黃色葡萄球菌(甲氧西林耐藥菌株和甲氧西林敏感菌株)、各種鏈球菌及腸球菌等革蘭陽性細(xì)菌引起的成人急性細(xì)菌性皮膚和皮膚組織感染。有報道顯示,盡管與利奈唑胺作用機制相同,但利奈唑胺耐藥并不表示泰地唑胺也耐藥,而利奈唑胺敏感則提示泰地唑胺敏感[14]。因為缺乏泰地唑胺體外藥物敏感性試驗的檢測藥物,所以尚不清楚這4株菌是否對泰地唑胺不敏感。

        體外試驗顯示,在長時間利奈唑胺的選擇壓力下,腸球菌23S rRNA基因會發(fā)生突變,且突變的拷貝數(shù)量會增加,細(xì)菌通過同源重組的方式,野生株的基因逐步被突變株的基因所取代,推斷出現(xiàn)突變的拷貝數(shù)與耐藥水平相關(guān)[11,15]。此次檢測,雖然這3株菌分離自不同病區(qū)的患者,也沒有直接證據(jù)表明是同源菌,但結(jié)合醫(yī)院感染特點和藥物敏感性譜分析不排除醫(yī)院感染同源菌的可能,另1株分離自門診患者。尚不清楚4個拷貝基因均發(fā)生突變的原因,有待進(jìn)一步研究。

        總之,我們分析了臨床分離到的4株利奈唑胺不敏感糞腸球菌23S RNA基因的突變情況,結(jié)合同期分離的敏感株和質(zhì)控菌株,發(fā)現(xiàn)耐藥的主要原因是23S rRNA散發(fā)突變,提示我們應(yīng)進(jìn)一步加強抗菌藥物合理使用管理和醫(yī)院感染預(yù)防控制工作,防止多重耐藥菌的出現(xiàn)和在醫(yī)院蔓延。

        [1]李耘,呂媛,薛峰,等. 衛(wèi)生部全國細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)(Mohnarin)2011-2012年革蘭陽性菌耐藥監(jiān)測報告[J]. 中國臨床藥理學(xué)雜志,2014,30(3):251-259.

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