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整合接合元件ICE258.2在产KPC酶肺炎克雷伯菌大规模流行中的作用和机制研究

批准号:
82072349
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
牛司强
依托单位:
学科分类:
微生物学检验
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
牛司强

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
肺炎克雷伯菌(Kp)可引起血流感染和肺炎等严重感染,特别是碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌(CRKp)已在全球范围迅速蔓延,对人类健康造成了严重威胁。目前靠简单的耐药表型、克隆传播或质粒转移模型已无法解释CRKp在全球范围的大流行。课题组前期工作显示Kp整合接合元件ICE258.2敲除株生长速度比野生株慢约20%,且质粒转移频率和稳定性比野生株显著降低,提示ICE258.2可能在耐药质粒与宿主菌作用中发挥重要功能。课题组拟通过研究不同碳青霉烯耐药质粒在不同遗传背景下对Kp宿主的适应性,分析耐药质粒与宿主菌的相互作用;构建ICE258.2敲除株探索其对质粒接合、稳定性和适应性代价的作用;通过WGS和RNAseq研究适应性代价下宿主菌突变及表达谱变化,系统性探索ICE258.2在耐药质粒和宿主菌相互适应中的作用。本研究将有助于破解产KPC酶Kp大规模流行的分子机制,推动其引起的感染性疾病的预防和治疗。
英文摘要
Klebsiella pneumoniae (KP) can cause serious infection such as blood stream infections and pneumonia, especially carbapenem resistant Klebsiella pneumoniae (CRKP) has spread rapidly all over the world, which poses a serious threat to human health. Currently, models of simple clonal spread or plasmid transfer fails to explain tne molecular epidemiology of the CRKP epdemic. The previous work of our group showed that the knockout strain of ICE258.2 grew about 20% slower than the wild strain, and the plasmid transfer frequency and stability were significantly lower than the wild strain, suggesting that ICE258.2 may play an important role in the plasmid-host adaptation. We plan to study the adaptability of different carbapenem resistant plasmids to KP host under different genetic background, analyze the interaction between resistant plasmids and host bacteria; construct ICE258.2 knockout strain to explore its role in plasmid conjugation, stability and fitness cost; study the mutation and expression changes of host bacteria under adaptability cost through WGS and RNAseq to explore the role of ICE258.2 systematically. This study will help to understand the molecular mechanism of KPC producing KP and promote the prevention and treatment of infectious diseases caused by CRKP.
肺炎克雷伯菌(Kp)可引起血流感染和肺炎等严重感染,特别是碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌(CRKp)已在全球范围迅速蔓延,对人类健康造成了严重威胁。目前靠简单的耐药表型、克隆传播或质粒转移模型已无法解释CRKp在全球范围的大流行。课题组工作显示:Kp整合接合元件ICE258.2敲除株生长速度比野生株慢约20%,且质粒转移频率和稳定性比野生株显著降低,提示ICE258.2可能在耐药质粒与宿主菌作用中发挥重要功能。进一步研究发现质粒稳定性在Kp突变株ΔICE258.2中均显著降低,提示质粒转移和稳定性与ICE258.2上相关基因密切相关。与WT株相比,ΔICE258.2株具有20%的适应度成本,发现ΔICE258.2在耐药质粒和Kp ST258适应性代价中发挥重要的生物学功能。通过酶动力学、分子建模和等温滴定量热分析,研究还发现了多种选择压力,包括但不限于氨曲南和头孢曲松,改变了KPCs的演变,头孢他啶在这一过程中发挥着核心作用;KPC水解活性位点内的取代显著降低了阿维巴坦对KPC的抑制作用,从而增强了头孢他啶的水解作用,这突出表明阿维巴坦可能是KPC进化的额外驱动力,因此头孢他啶和阿维巴坦是KPC进化的主要驱动因素,在KPC大规模流行中起着重要作用。本研究将有助于破解产KPC酶Kp大规模流行的分子机制,推动其引起的感染性疾病的预防和治疗。
外膜囊泡在产NDM革兰阴性细菌传播中的作用及分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    牛司强
  • 依托单位:
肺炎链球菌新毒力因子SP0987的结构和功能研究
  • 批准号:
    81101304
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    牛司强
  • 依托单位:
国内基金
海外基金