李文超
(方正縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,黑龍江 方正 150800)
超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBLs)迅速蔓延全球,目前已超出500個變種,頻繁出現(xiàn)在人類和動物臨床腸桿菌科分離株中。ESBLs菌株的典型特征是能水解羥亞氨基-頭孢菌素類,對β內(nèi)酰胺抑制劑敏感的ESBLs,尤其是TEM,SHV和CTX-M酶表現(xiàn)高度多樣性。因此,本研究主要針對TEM,SHV和CTX-M這三種耐藥基因進(jìn)行檢測,以了解黑龍江地區(qū)流行的基因型和分子特征。
1.1 材料
1.1.1 菌株來源 從黑龍江省15個不同雞場,以無菌器皿操作采集55只疑似大腸桿菌病病死雞肝臟樣品,并且均來源于剛剛病死雞。通過分離培養(yǎng)得到55株病原菌。經(jīng)PCR擴(kuò)增測序,BLAST比對,結(jié)果顯示全部為大腸桿菌。
1.1.2 藥物及培養(yǎng)基Mueller-Hinton Broth(MH)瓊脂粉、培養(yǎng)基購自杭州天和微生物試劑有限公司;頭孢噻肟、頭孢他啶、頭孢曲松和氨曲南藥敏片購自杭州天和微生物試劑有限公司;頭孢噻肟、頭孢他啶、頭孢吡肟和慶大霉素抗生素干粉購自哈藥集團(tuán)制藥總廠;質(zhì)粒提取試劑盒(TaKaRa Mini BEST Plasmid Purification kit)購自QIAGEN公司;核酸分子量標(biāo)準(zhǔn)品購自TIANGEN生化科技有限公司;Ex Taq DNA聚合酶、dNTPs購自TaKaRa公司;DNA凝膠回收、純化試劑盒購自長春百奧生物技術(shù)有限公司;瓊脂糖購自Spanish公司;溴化乙錠(EB)購自北京愛普華美生物技術(shù)有限責(zé)任公司。
1.2 方法
1.2.1 產(chǎn)ESBL菌株的鑒定 根據(jù)CLSI(CLSI,2012)推薦使用的ESBLs初篩實驗方法進(jìn)行,MH瓊脂培養(yǎng)基接種待測大腸桿菌,選用頭孢噻肟、頭孢他啶、頭孢曲松和氨曲南按照標(biāo)準(zhǔn)紙片擴(kuò)散法進(jìn)行操作,記錄各紙片抑菌環(huán)直徑與標(biāo)準(zhǔn)對比進(jìn)行初篩(見表1)。
表1 初篩ESBL表型解釋標(biāo)準(zhǔn)
只要其中有一種或一種以上抗生素紙片抑菌直徑符合上述標(biāo)準(zhǔn)可視為ESBLs可疑株。將可疑菌株按0.5麥?zhǔn)蠞岫仍俅瓮坎糓H平板上,按照標(biāo)準(zhǔn)紙片擴(kuò)散法進(jìn)行操作,選用頭孢他啶、頭孢他啶/克拉維酸、頭孢噻肟、頭孢噻肟/克拉維酸進(jìn)行ESBL表型確證實驗(見表2)。
表2 確證ESBL表型解釋標(biāo)準(zhǔn)
1.2.2 ESBLs耐藥基因的擴(kuò)增 由于大多數(shù)的ESBL基因被證實是定位在質(zhì)粒上,使用質(zhì)粒提取試劑盒(TaKaRa Mini BEST Plasmid Purification kit)提取確認(rèn)為ESBLs的大腸桿菌的質(zhì)粒并純化,然后PCR擴(kuò)增blaTEM,blaSHV和blaCTX-M,引物由invitrogen公司合成(見表3)。
表3 本實驗使用的引物
反應(yīng)條件分別為:
SHV和TEM;94℃預(yù)變性3min;94℃變性30s、48℃退火30s、72℃延伸1min,共30個循環(huán);72℃再延伸10min。
CTX-M:94℃預(yù)變性7min;94℃變性50s、50℃退火40s、68℃延伸1min,共35個循環(huán);68℃再延伸5min。
將PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行1.0%(w/v)瓊脂糖凝膠電泳檢測,EB染色(0.5μg/mL),觀察結(jié)果。
對PCR產(chǎn)物進(jìn)行純化,然后連接至T載體(Promega),測序。通過BLAST進(jìn)行網(wǎng)上序列分析。
2.1 產(chǎn)ESBL大腸桿菌的鑒定 經(jīng)鑒定,確認(rèn)55個分離株中有46株大腸桿菌呈ESBLs表型。
2.2 ESBLs耐藥基因的擴(kuò)增 經(jīng)測序,比對分析,在46株呈ESBLs表型的大腸桿菌中,37株攜帶至少一種bla基因。26株攜帶TEM-1基因;32個分離株攜帶CTX-M基因,其中16株攜帶CTX-M-15,10株攜帶CTX-M-55,6株攜帶CTX-M-3基因(見圖1)。沒有分離到攜帶blaSHV基因的大腸桿菌。
圖1 病雞大腸桿菌CTX-M和TEM基因的檢測(部分結(jié)果)a泳道1-4:CTX-M;b泳道5-7:TEM
隨著家禽的β-內(nèi)酰胺類抗生素如阿莫西林和頭孢菌素類,尤其是超廣譜頭孢菌素類的廣泛使用,在革蘭氏陰性桿菌由ESBL介導(dǎo)的耐藥性越來越危險,這類感染的治療選擇變得受限。為了了解ESBL在動物相關(guān)細(xì)菌中的流行,限制這些MDR生物在獸醫(yī)環(huán)境中的傳播,對產(chǎn)ESBL細(xì)菌進(jìn)行檢測很重要。在本研究中,83.64 %(46/55)的分離株為產(chǎn)ESBLs大腸桿菌。46個ESBL表型陽性的大腸桿菌中有37株(80.43%)攜帶bla基因。在這37個分離株中,檢測到32株(69.57%)攜帶bla CTX-M,26株(56.52 %)攜帶blaTEM基因。37個分離株中有21株菌同時攜帶2種bla基因(blaTEM和blaCTX-M)。沒有分離到攜帶blaSHV基因的菌株。這些研究結(jié)果表明,在雞大腸桿菌分離株中,blaTEM和blaCTX-M基因為兩種主要的ESBL類型,CTX-M型的β-內(nèi)酰胺酶正在中國抗生素耐藥中發(fā)揮越來越重要的作用。此外,這些研究結(jié)果還表明TEM-1是在中國雞大腸桿菌中最常見的β-內(nèi)酰胺酶。
研究還表明,在46個產(chǎn)ESBL的大腸桿菌分離株中,blaCTX-M基因編碼CTX-M-15、CTX-M-55和CTX-M-3的檢出率分別為34.78%、21.74%和13.04%,表明在不同CTX-M-型β-內(nèi)酰胺酶廣泛地分布于黑龍江的雞大腸桿菌分離株。