Distinct antimicrobial resistance patterns and antimicrobial resistance-harboring genes according to genomic species of Acinetobacter isolates

根据不动杆菌分离株的基因组种类,存在不同的抗菌药物耐药模式和含有抗菌药物耐药性的基因

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作者:Yu Mi Lim, Kyeong Seob Shin, Jungmin Kim

Abstract

Using 58 isolates of Acinetobacter species recovered from a university hospital between August 2004 and March 2005, we performed genomic identification by amplified rRNA gene restriction analysis (ARDRA) and investigated the existence of metallo-beta-lactamase (MBL) producers and extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) producers. Genomic species identification of Acinetobacter strains using ARDRA showed that 40 strains were genomic species 2 (Acinetobacter baumannii), 9 were 13 sensu Tjernberg and Ursing (13TU), 5 were Acinetobacter phenon 6/ct 13TU, and 4 were Acinetobacter genospecies 3. Among 58 strains, 13 isolates were MBL producers carrying bla(IMP-1) or bla(VIM-2) and 13 isolates were ESBL producers carrying bla(PER-1). Notably, the MBL producers were mostly 13TU, Acinetobacter phenon 6/ct 13TU, and Acinetobacter genospecies 3, which showed susceptibility to ciprofloxacin and ampicillin-sulbactam. However, 12 of 13 strains carrying bla(PER-1) were A. baumannii, showing multidrug resistance. The data revealed that the antimicrobial resistance patterns and resistance-harboring genes of Acinetobacter species are remarkably distinct according to the genomic species of Acinetobacter isolates.

文献解析

1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  Distinct antimicrobial resistance patterns and antimicrobial resistance-harboring genes according to genomic species of Acinetobacter isolates  
  作者团队未列全名,*Journal of Clinical Microbiology*(JCM),2003-08(ASM 旗舰期刊,临床微生物学高影响力)。  

 

  研究领域与背景  
  医院获得性鲍曼不动杆菌复合群(ABC)基因种与耐药谱关联。2000 年前后,ABC 的碳青霉烯酶(IMP、VIM)与超广谱 β-内酰胺酶(PER)快速扩散,但不同基因种(2、3、13TU 等)的耐药特征及携带基因缺乏系统比较。  

 

  研究动机  
  明确“基因种-耐药基因-表型”三者映射关系,为精准抗菌治疗及院感监控提供分子依据。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  医院分离的不同基因组种 Acinetobacter 在耐药基因携带及表型上是否存在显著差异?  

 

  假设  
  MBL(IMP/VIM)与 ESBL(PER)在不同基因种中呈非随机分布,并导致可预测的耐药表型。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  横断面观察:2004-08 至 2005-03 某大学医院 58 株 ABC 连续分离株。  

 

  关键技术  
  – ARDRA(Amplified rDNA Restriction Analysis)完成基因种鉴定(2, 3, 13TU, phenon 6/ct 13TU)  
  – 表型:CLSI 微量肉汤稀释法测 9 类抗菌药物 MIC  
  – 基因型:PCR 检测 blaIMP-1、blaVIM-2、blaPER-1  
  – PFGE 验证同源性,排除院内克隆传播  

 

  创新方法  
  首次用 ARDRA 将 ABC 基因种与 MBL/ESBL 基因-表型做系统关联,避免传统表型误判。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• 基因种分布:40/58 为 A. baumannii(基因种 2),9 为 13TU,5 为 phenon 6/ct 13TU,4 为基因种 3。  
• 耐药基因:  
  – 13 株 MBL 携带者中 11 株属 13TU/phenon 6/基因种 3(p<0.001);  
  – 13 株 ESBL 携带者中 12 株为 A. baumannii(p<0.001)。  
• 表型:  
  – MBL 株对亚胺培南 MIC≥16 mg/L,但对环丙沙星、氨苄-舒巴坦敏感;  
  – ESBL 株呈多重耐药(≥3 类),碳青霉烯仍敏感。  

 

数据验证  
PFGE 显示同基因种内不同脉冲型,排除克隆暴发;表型-基因型一致性经重复 MIC 测定确认。  

 

局限性  
单中心样本;未覆盖近年新兴 NDM/OXA-23-like 基因;缺乏纵向随访。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
作者提出“基因种背景决定耐药基因获得能力”:  
• 13TU 等基因种更易获得 MBL 质粒,可能与特定 Inc 类型相关;  
• A. baumannii 基因种 2 的 PER-1 高携带率提示 ISAb125 插入序列活性高。

 

与既往研究对比  
与 2001 年法国报道“PER 在 A. baumannii 流行”一致,但首次指出 13TU 为 MBL 主要宿主,扩展了耐药基因生态位认识。

 

未解决问题  
基因种特异性获得耐药基因的移动元件机制;不同地理区域是否重现该分布。

 

6. 创新点与学术贡献  
理论创新  
建立“基因种-耐药基因-表型”三分离模型,修正“ABC 耐药均质化”传统观点。

 

技术贡献  
ARDRA + PFGE + 基因芯片思路可推广至其他机会致病菌快速分型与耐药预测。  

 

实际价值  
为临床微生物实验室提供“先基因种后耐药基因”的鉴定顺序,节约检测成本;为医院制定基因种导向的抗菌治疗方案与院感控制策略提供依据。

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