中国产NDM-1超级细菌毒力及耐药传播分子机制研究

NDM-1型碳青霉烯酶是2009年发现的一种新型金属β-内酰胺酶，该酶具有对头孢菌素及碳青霉烯类抗生素的高效水解活性；至今产NDM-1酶菌株已经呈全球范围播散，成为严重威胁人类健康的“超级细菌”。但是目前我国NDM-1菌株的流行病学数据缺乏，blaNDM-1基因迅速播散的机制仍不明确。本课题对2009年1月至2010年9月间收集的12024株革兰阴性杆菌进行blaNDM-1基因的筛查。结果发现13株不动杆菌属细菌携带有该基因，提示我国此间产NDM-1酶的主要细菌为不动杆菌属细菌。通过S1-PFGE联合Southern blot杂交、质粒接合实验及转化实验、酶切克隆和PCR mapping以及第二代高通量测序技术，我们发现blaNDM-1基因均定位在序列结构相似的可转移性质粒上，位于转座结构Tn125中，从而明确了ISAba125是介导blaNDM-1基因在不动杆菌属不同菌种间传递的主要转移结构，揭示了不动杆菌属细菌是blaNDM-1基因进入肠杆菌科细菌的关键中间环节。另外，本课题在对2013-2014年新收集的菌株进行的耐药基因筛查时，进一步分离到6株blaNDM-1阳性肠杆菌科细菌，提示该基因近两年已经开始在我国播散。6株肠杆菌科细菌的blaNDM-1基因均定位于IncX3型可转移性质粒上。通过对质粒进行高通量测序以及生物信息学分析，我们进一步揭示了ISAba125可能携带blaNDM-1基因从不动杆菌属细菌跨种属水平转移到肠杆菌科细菌中的规律。本课题首次对国内blaNDM-1基因的流行病学特征进行了研究，解释了产NDM-1菌株迅速引起全球播散的原因，也警示我们blaNDM-1基因所能造成的潜在威胁，有助于了解耐药菌全球快速播散的本质，为寻求控制策略提供基础。