基于组学与微流控芯片技术的肺炎克雷伯菌ESBL耐药表型发生与转换机制的研究

批准号:
81470207
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
高占成
依托单位:
学科分类:
H0102.呼吸系统感染、炎症与免疫
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘琳、翟瑶、赵龙、张昭、杨冬红、许志赟、徐力、尚颖
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中文摘要
肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae, KP)产超广谱β内酰胺酶(Extended-spectrum β-lactamase, ESBL)是引起临床感染治疗失败的重要原因,但其ESBL耐药表型发生与转换的分子机制仍不明确。我们前期研究发现部分携带ESBL耐药基因的KP菌株仍对抗生素敏感,同时KP耐药表型在不同抗菌药物浓度梯度下存在明显异质性。这种ESBL基因在不同环境下表型"沉默"与差异表达,可能是其表型在某种关键元件的调控下相互转换的结果。本项目拟对携带ESBL耐药基因而表型阴性KP菌株,在基因组学、转录组学和蛋白组学分析的基础上,结合微流控芯片技术,研究ESBL基因﹙+﹚/表型﹙-﹚KP菌株表型"沉默"机制,筛选调控ESBL基因表达的关键元件,揭示和解析KP菌株ESBL耐药表型发生和转化的关键环节和分子机制,并对之加以验证,为控制KP耐药性的发生及传播提供新思路。
英文摘要
The extended spectrum β-lactamase (ESBL)-producing Klebsiella pneumoniae (KP) is a major cause for treatment failure of infectious disease. However, the molecular mechanism of its phenotypic occurrence and transformation of ESBL gene in KP have not been completely understood so far. It was found that a certain amount of KP strains harboring ESBL gene were still sensitive to board-spectrum β-lactam antibiotics without resistant phenotype in our pilot study. In addition, some KP strains developed apparent heterogeneity after application of antimicrobial reagents in different concentration. The existence of "silence", variation and transformation of ESBL in their phenotypes in different environment is potentially modulated by a certain of pivotal regulating elements. In the current proposing project, we anticipate to deeply investigate the mechanism of the ESBL phenotypic "silence" in the ESBL genotype﹙+﹚/phenotype﹙-﹚KP strains, to surveil the pivotal regulating elements associated with ESBL gene expression, to decode and verify the molecular mechanism of phenotypic occurrence and transformation of ESBL gene with the application of microfluid chip and multi-omics (such as pangenomics, transcriptomics and proteinomics) analysis. This promising project may put forward an innovative theory for controlling the emerging and dissemination of KP antibiotic resistance.
肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae, KP)产超广谱β内酰胺酶(Extended-spectrum β-lactamase, ESBL)是引起临床感染治疗失败的重要原因,但其ESBL耐药表型发生与转换的分子机制仍不明确。我们通过对本项目组收集的ESBL表型阴性的细菌进行耐药基因PCR扩增及表型确证实验,在国内首次发现了ESBL基因阳性表型阴性的菌株。进一步通过构建不同启动子及其相关序列与blaSHV基因的重组质粒,明确启动子及其相关位点突变是ESBL型基因blaSHV-5,-12耐药表型转换的原因。此外,本研究在开展过程中还有如下发现:(1)发现了新的Kluyvera菌属新物种:胆道克吕沃菌。并且进一步发现细菌共生现象可能是细菌对抗抗生素的一种应对机制。(2)在一株多重耐药肺炎克雷伯杆菌中发现了一个同时携带多种耐药基因和多种重金属耐药基因的IncHI2型质粒,并且完成了质粒全基因组测序。(3)发现了一株变栖克雷伯菌X39,证实菌株X39是一株既可以感染动物和人,也可以侵染植物并在植物中定植的细菌。(4)通过对13株不同耐药级别的肺炎克雷菌进行全基因组测序,从基因组水平阐明了细菌耐药传播的机制。以上研究结果可以为控制肺炎克雷伯菌耐药性的发生及传播提供新思路,为利用CRISPR-Cas9基因编辑系统编辑耐药性肺炎克雷伯菌ESBL耐药基因,实现多重耐药肺炎克雷伯菌向敏感肺炎克雷伯菌转化提供依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Complete Genomic Analysis of a Kingdom-Crossing Klebsiella variicola Isolate.
跨界的水痘克雷伯氏菌分离株的完整基因组分析
DOI:10.3389/fmicb.2018.02428
发表时间:2018
期刊:Frontiers in microbiology
影响因子:5.2
作者:Guo Y;Zhai Y;Zhang Z;Li D;Wang Z;Li J;He Z;Hu S;Kang Y;Gao Z
通讯作者:Gao Z
Characterization of Unexpressed Extended-Spectrum Beta-Lactamase Genes in Antibiotic-Sensitive Klebsiella pneumoniae Isolates
抗生素敏感肺炎克雷伯菌分离株中未表达的广谱 β-内酰胺酶基因的表征
DOI:10.1089/mdr.2017.0018
发表时间:2017-11-01
期刊:MICROBIAL DRUG RESISTANCE
影响因子:2.6
作者:Zhang, Zhao;Zhai, Yao;Gao, Zhancheng
通讯作者:Gao, Zhancheng
Relative Strengths and Regulation of Different Promoter-Associated Sequences for Various blaSHV Genes and Their Relationships to β-Lactam Resistance
各种 blaSHV 基因的不同启动子相关序列的相对强度和调节及其与 β-内酰胺耐药性的关系
DOI:10.1159/000458708
发表时间:2017-03
期刊:J Mol Microbiol Biotechnol
影响因子:--
作者:Yao Zhai;Zhao Zhang;Zhanwei Wang;Yusheng Chen;Qi Wang;Yuan Lv;Jingping Yang;Tong Zhao;Yatao Guo;Zhancheng Gao
通讯作者:Zhancheng Gao
Complete nucleotide sequence of pH11, an IncHI2 plasmid conferring multi-antibiotic resistance and multi-heavy metal resistance genes in a clinical Klebsiella pneumoniae isolate
pH11 的完整核苷酸序列,这是一种 IncHI2 质粒,在临床肺炎克雷伯菌分离株中赋予多种抗生素耐药性和多种重金属耐药性基因
DOI:10.1016/j.plasmid.2016.04.001
发表时间:2016
期刊:Plasmid
影响因子:2.6
作者:Yao Zhai;Zilong He;Yu Kang;Haiying Yu;Jianfeng Wang;Pengcheng Du;Zhao Zhang;Songnian Hu;Zhancheng Gao
通讯作者:Zhancheng Gao
基于CRISPR-Cas9基因编辑及微流控芯片系统研究噬菌体介导的肺炎克雷伯菌耐药性沉默机制
- 批准号:81870010
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:高占成
- 依托单位:
IFN-gamma转基因对小鼠哮喘模型治疗机制的研究
- 批准号:30370609
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:高占成
- 依托单位:
γ- 干扰素转基因控制哮喘气道炎性反应的分子作用机制
- 批准号:39800067
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:1998
- 负责人:高占成
- 依托单位:
国内基金
海外基金
