梁蓓蓓，邱少富，宋宏彬，任玉紅

志賀菌屬整合子系統(tǒng)研究進(jìn)展

梁蓓蓓，邱少富，宋宏彬，任玉紅

志賀菌屬（Shigella）是感染性腹瀉的主要病原，對公共健康造成嚴(yán)重威脅，也給國家?guī)砭薮蟮募膊∝?fù)擔(dān)。隨著臨床治療上抗生素的不合理應(yīng)用，志賀菌耐藥問題越來越凸顯，其中整合子-基因盒系統(tǒng)在其多重耐藥性傳播發(fā)展過程中起重要作用。以往單一針對志賀菌屬整合子-基因盒系統(tǒng)的傳播規(guī)律和流行特點(diǎn)的研究較少。本文擬對志賀菌屬整合子系統(tǒng)及其耐藥調(diào)控機(jī)制和耐藥性的傳播特點(diǎn)進(jìn)行綜述。

整合子類；志賀菌屬；藥物耐受性

志賀菌屬是感染性腹瀉的重要病原，可引起胃腸炎并進(jìn)一步發(fā)展為黏液性血樣腹瀉。志賀菌屬分痢疾志賀菌、福氏志賀菌、鮑氏志賀菌和宋內(nèi)志賀菌4個群，除宋內(nèi)志賀菌外，其余3個群又可分多個亞型[1]。全球每年因感染志賀菌死亡人數(shù)超過100萬，在亞洲志賀菌病每年發(fā)病約9100萬例，其中約41.4萬例死亡[2]。隨著抗生素的不合理使用，志賀菌對相關(guān)藥物（包括氨芐西林、鏈霉素、甲氧芐啶/磺胺甲噁唑和四環(huán)素等）的耐藥性也隨之出現(xiàn)[3-4]，并出現(xiàn)了對氟喹諾酮類和頭孢類抗生素的耐藥性[5]。志賀菌的耐藥性通過質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子、整合子和基因島等可移動遺傳元件的介導(dǎo)使其能在不同種屬細(xì)菌間水平轉(zhuǎn)移，其中整合子-基因盒系統(tǒng)在革蘭陰性菌多重耐藥性的傳播發(fā)展過程中起重要作用[6]。本文重點(diǎn)對志賀菌攜帶的整合子類型與整合子抗性基因的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 整合子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

圖1 整合子結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1 Stucture of the integron

整合子是天然的克隆和表達(dá)的工具，可攜帶開放閱讀框（open reading frame,ORF）并將其轉(zhuǎn)化為功能性基因。整合子包括以下幾部分：5′保守末端（conserved segament,CS）、可變區(qū)和3′CS（圖1）。兩端的5′CS和3′CS具有高度保守性，中間是由1個或多個耐藥基因盒組成的可變區(qū)域。穩(wěn)定的5′CS端包括整合酶基因intI、特異性重組位點(diǎn)attI和啟動子，3′CS的結(jié)構(gòu)則因整合子的類型不同而異[7]。整合酶intI屬于酪氨酸結(jié)合酶，5′CS催化區(qū)中含有保守的氨基酸組合Arg146-Lys171-His277-Arg280-His/Trp303和親核性酪氨酸Tyr312，此外，在整合酶基因intI中還含有1段約25個氨基酸長度的含α螺旋結(jié)構(gòu)的保守區(qū)[8]。attI是外源性基因盒的整合位點(diǎn)，長度為40～70 bp，具有保守特異性。絕大多數(shù)基因盒都不含啟動子，所以5′CS的啟動子決定了耐藥基因的表達(dá)。由于基因盒都按照從5′到3′的方向整合于attI位點(diǎn)，故啟動子可使插入其中的基因盒得到共表達(dá)。在1類整合子中，啟動子的變異體類型由其-35區(qū)和-10區(qū)之間間隔的堿基數(shù)目所決定[9]。大約有10%的1類整合子含有2個啟動子，第2個啟動子P2位于P1啟動子下游90bp處，有2種變異體：在5′CS的-35區(qū)和-10區(qū)之間間隔17個堿基的是P2強(qiáng)變異體，屬強(qiáng)啟動子；間隔14個堿基的為P2弱變異體，不利于表達(dá)。在P1啟動子的強(qiáng)度較弱時，基因盒的表達(dá)則主要依賴P2啟動子（分為PcW和PcH1）的作用[10]。

可變區(qū)可以有1個或多個基因，每個基因都是1個獨(dú)立的基因盒。整合子通過整合酶特異性重組位點(diǎn)的催化將基因盒從原來的基因序列中切除，同時將基因盒插入到attI與attC位點(diǎn)之間或2個attC位點(diǎn)之間[11]?；蚝惺且环N可移動的遺傳因子，具有不同的大小和功能，但它們具有共同的結(jié)構(gòu)，均擁有2個功能元件：1個堿基元件（59-be）和1個基因編碼區(qū)。59-be位點(diǎn)又稱為attC位點(diǎn)，由于第1個被發(fā)現(xiàn)的attC位點(diǎn)為59個堿基對，故常用“59-be位點(diǎn)”表示attC位點(diǎn)，但后來的研究證實(shí)attC位點(diǎn)的長度為57～141個堿基對。59-be位點(diǎn)是1個不完全的反向重復(fù)序列，可被DNA整合酶識別，因此特異性基因重組位點(diǎn)59-be位點(diǎn)是基因盒的重要組成部分。隨著時間的發(fā)展，基因盒的種類和數(shù)量呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，在整合子上發(fā)現(xiàn)了許多新的基因盒及新的基因盒組合的結(jié)構(gòu)[12]。

2 整合子系統(tǒng)的分類

整合子結(jié)構(gòu)在細(xì)菌體內(nèi)出現(xiàn)已久，環(huán)境菌中整合子的類型超過百種，臨床上對1類整合子及其基因盒研究最多[13]。在志賀菌屬中已發(fā)現(xiàn)了攜帶1類和2類整合子耐藥基因盒的菌株。類型及耐藥表型不同的志賀菌所攜帶的整合子類型也不盡相同。通過PCR和DNA測序技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)這2類整合子保守區(qū)之間的耐藥基因類型具有規(guī)律性[14]。此外也有研究發(fā)現(xiàn)了在耐藥志賀菌株中主要流行的耐藥基因類型[15]（表1）。

表1 志賀菌屬中的整合子類型Table 1 Types of the integrons in Shigella

2.1 1類整合子志賀菌屬中的1類整合子分為典型1類整合子與非典型1類整合子。2種類型的整合子5′CS相似，有編碼整合酶的基因intI1和啟動子，但3′CS間存在差異。典型1類整合子3′CS區(qū)有3個開放讀碼框，即編碼對季銨鹽化合物和溴乙錠等消毒防腐劑耐藥的基因（qacEΔ1）、對磺胺類耐藥的基因（sulⅠ）和功能不明的ORF-5。非典型1類整合子的3′CS則表現(xiàn)為某些基因的插入或刪除。其中典型1類整合子位于質(zhì)粒上[16]，而非典型1類整合子則位于細(xì)菌染色體的Tn21轉(zhuǎn)座子上[17]。國內(nèi)外多地區(qū)的多重耐藥志賀菌中都發(fā)現(xiàn)過1類和2類整合子，其中以2類整合子多見，1類整合子檢出率相對較低[1]。Pan等[16]的研究提示12.9%的宋內(nèi)志賀菌1類整合子檢測呈陽性。他們在1類整合子陽性的菌株中主要發(fā)現(xiàn)了3種類型的基因盒組合序列，包括aadA2、dfrA17+aadA5和dfrA1+aadA1a，其中dfr和aad基因分別編碼對甲氧芐啶和大觀霉素/鏈霉素的耐藥性，其研究提示有84.9%的福氏志賀菌和3.2%的宋內(nèi)志賀菌中含有非典型1類整合子。這些菌株的非典型1類整合子通常攜帶blaoxa-30和aadA1基因盒，這2種基因盒通常結(jié)合出現(xiàn)，使志賀菌表現(xiàn)出對氨芐西林和鏈霉素的耐藥性。Peirano等[18]的研究發(fā)現(xiàn)在福氏志賀菌中檢測到的1類整合子包含2種基因盒：dfr17和aadA5，分別編碼對甲氧芐啶和大觀霉素/鏈霉素的耐藥基因；在其收集的宋內(nèi)志賀菌中檢測的1類整合子則只含1個aadA1基因盒，編碼對大觀霉素/鏈霉素的耐藥基因。這些在志賀菌中發(fā)現(xiàn)的基因盒序列也常常在臨床及環(huán)境中的腸桿菌科細(xì)菌中出現(xiàn)，且其他菌屬的腸桿菌科細(xì)菌的基因盒種類和組合也不盡相同[19]。說明耐藥基因可以通過1類整合子的耐藥基因盒在不同類型志賀菌甚至不同種屬細(xì)菌之間發(fā)生水平轉(zhuǎn)移。

2.2 2類整合子志賀菌屬的2類整合子位于染色體的Tn7轉(zhuǎn)座子上，其位置在glmS基因下游的attTn7區(qū)域。2類整合子的整合酶基因intI2具有缺陷性，這一缺陷型基因不能轉(zhuǎn)化基因盒序列。因此與1類整合子相比，2類整合子可變區(qū)基因盒變化范圍不大，主要為3個耐藥基因盒的組合：編碼對甲氧芐啶類耐藥的基因dfr、編碼對氨基糖苷類耐藥的基因aad和編碼對鏈絲霉素耐藥的基因sat。2類整合子沒有類似1類整合子的3′CS保守區(qū)，但卻含5個編碼張力蛋白的基因tns，可能與轉(zhuǎn)座子的移動功能有關(guān)。其整合酶基因中插入1個終止密碼子，該密碼子是保守序列，無論是否攜帶不同的耐藥基因盒，2類整合子的5′CS中都含有該終止密碼子[20]。因此起初人們認(rèn)為整合酶intI2無功能，但研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)intI2的終止密碼子被編碼氨基酸的其他密碼子替代后就成為功能性intI2，雖不能從1類整合子中刪去相似的基因盒，但在2類整合子中它既可刪去也可插入自身的基因盒，其功能似乎依賴于其他整合酶的存在，其中intI1是首選。一些研究在宋內(nèi)和福氏志賀菌中均發(fā)現(xiàn)2類整合子，但宋內(nèi)志賀菌中出現(xiàn)的頻率更高。在我國西南一所小學(xué)爆發(fā)的急性菌痢感染事件中，337株宋內(nèi)志賀菌全部攜帶2類整合子，其中2株攜帶1類整合子，對7種抗生素表達(dá)耐藥性[21]。Peirano等[18]在2類整合子陽性的志賀菌中發(fā)現(xiàn)了與Tn7轉(zhuǎn)座子家族同源的dfrA1、sat和aadA1基因盒，分別表達(dá)對甲氧芐啶、鏈霉絲素和大觀霉素/鏈霉素的耐藥性。通過質(zhì)粒接合試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，整合酶基因intⅠ1和耐藥基因blaTEM會一起發(fā)生轉(zhuǎn)移，耐藥基因catA1和tet（B）也會同時發(fā)生轉(zhuǎn)移。但質(zhì)粒接合實(shí)驗(yàn)無法觀察到2類整合子陽性菌株上整合酶基因intⅠ2的轉(zhuǎn)移，這可證明2類整合子的位置不在接合質(zhì)粒上。研究也證明2類整合子在宋內(nèi)志賀菌中出現(xiàn)的概率更高，且2類整合子可以轉(zhuǎn)移到福氏志賀菌體內(nèi)。在Pan等[16]的研究中有80.6%的宋內(nèi)志賀菌和87.9%的福氏志賀菌攜帶2類整合子，其中所有2類整合子陽性的菌株都攜帶dfrA1+sat1+aadA1基因盒的組合，這類基因盒組合可使細(xì)菌產(chǎn)生對甲氧芐啶和鏈霉素的耐藥性。

2.3 整合子-基因盒系統(tǒng)志賀菌染色體或質(zhì)粒上的1類整合子通?？删幋a對氨芐西林（oxa-1）、鏈霉素（aadA）、甲氧芐啶（dfrA）等藥物的耐藥性。2類整合子常出現(xiàn)在宋內(nèi)志賀菌中，它起源于轉(zhuǎn)座子Tn7，其攜帶的基因盒序列組合變化較小，通常由dfrA1、satA 1和aadA1組成。這些基因可表達(dá)對甲氧芐啶、鏈絲霉素和鏈霉素的耐藥性。此外，還有一些其他的耐藥基因盒如氯霉素耐藥基因cat（編碼氯霉素乙?；D(zhuǎn)移酶）、苯唑西林耐藥基因oxa、喹諾酮耐藥基因qnr、紅霉素耐藥基因ere、利福平耐藥基因arr和沙門基因島SGI1等[22]。盡管仍有大部分基因盒功能尚未探明，但許多研究者仍然在不同的環(huán)境下收集了許多基因盒樣本，試圖探明基因盒在細(xì)菌進(jìn)化過程中所起的作用以及對細(xì)菌適應(yīng)力的影響[23-24]。表2為一些常見的整合子基因盒[25]。

表2 整合子的基因盒類型及其編碼的蛋白Table 2 Gene cassettes and coding proteins of the integrons

3 整合子系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制

為了適應(yīng)環(huán)境中各種抗生素的出現(xiàn)，細(xì)菌進(jìn)化出了許多維持生長的功能如產(chǎn)生滅活酶或鈍化酶。產(chǎn)β-內(nèi)酰胺酶、氨基糖苷類鈍化酶和氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶等可使抗生素結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或失去活性；或產(chǎn)生識別特異性藥物耐藥基因的機(jī)制。整合子的識別機(jī)制可能是細(xì)菌增強(qiáng)適應(yīng)力最有效的方法之一，整合子通過捕獲并表達(dá)外源性基因，使耐藥基因以水平方式在細(xì)菌中廣泛傳播。

3.1 一類整合子翻譯的起始整合子是細(xì)菌基因組中的可移動遺傳物質(zhì)，攜帶特異性重組位點(diǎn)系統(tǒng)，可捕獲耐藥基因和其他類型的基因，并促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄和翻譯，從而使細(xì)菌形成多重耐藥性。例如6'-N-氨基糖苷腺苷?；D(zhuǎn)移酶基因[aac（6′）-Ⅰb7]可依賴于整合子的翻譯[26]?；蚝芯幋a的aac（6′）-Ⅰb7變體可插入到整合子的attI位點(diǎn)，隨著所在菌株的不同其相似度也不同。與6′-N-氨基糖苷腺苷?；D(zhuǎn)移酶基因［aac（6′）-Ⅰb7］介導(dǎo)的耐藥水平相比，其變體對耐藥基因的表達(dá)量均不高。從它們相似的結(jié)構(gòu)基因序列上游發(fā)現(xiàn)其都有一段特殊的翻譯起始序列，可能缺少翻譯的起始區(qū)域。由氨基糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶決定的N端氨基酸序列可清楚地識別翻譯的啟動子。對于aac（6′）-Ⅰb7變體而言，其N端氨基酸序列由G276TG堿基決定，既不是翻譯起始區(qū)域（translation initiation region,TIR）的一部分，也不與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄過程的二類啟動子相連。GTG密碼子并不位于TIR，而N端序列揭示這一基因由GTG密碼子開始轉(zhuǎn)錄過程。在一些菌株中發(fā)現(xiàn)，與attI1位置有重疊的1個短小序列ORF-11在aac（6′）-Ⅰb7的轉(zhuǎn)錄的過程中起識別定點(diǎn)突變的作用。從乙酰轉(zhuǎn)移酶-熒光素酶結(jié)合產(chǎn)物來看，當(dāng)ORF-11和TIR同時被刪除時，翻譯效率至少下降80%。當(dāng)ORF-11的啟動子ATG失效，其核糖體結(jié)合假位點(diǎn)AGAGG序列的表達(dá)量也會減少超過60%。然而，當(dāng)ORF-11編碼的假定肽的氨基酸序列發(fā)生改變或ORF-11與aac（6′）-Ⅰb7之間距離加倍時，其表達(dá)的減少量就會顯著下降。ORF-11和aac（6′）-Ⅰb7各自的啟動子間大約有20 bp的距離，但ORF-11和aac（6′）-Ⅰb7之間卻沒有明確的區(qū)分位點(diǎn)，因?yàn)閷RF-11和這段間隔區(qū)一起刪除與同時刪除ORF-11和aac（6′）-Ⅰb7的影響相同。這說明aac（6′）-Ⅰb7的翻譯依賴于ORF-11，但其對應(yīng)的密碼子卻不明確。這些結(jié)果可以得出：在許多1類整合子的5′區(qū)有一小段插入的ORF，可使那些原本不能表達(dá)或低表達(dá)的耐藥基因盒表達(dá)量增多，從而顯著提高菌株的耐藥水平。

3.2 抗性基因表達(dá)調(diào)控整合子之間的主要區(qū)別在于啟動子序列與基因盒數(shù)量和順序的不同。不同類型的整合子其啟動子的結(jié)構(gòu)和啟動強(qiáng)度也不相同。整合子的5′CS存在2個啟動區(qū)域，啟動子的方向相反，一個是編碼整合酶int基因的啟動子Pint，另一個是編碼基因盒的啟動子P1和P2。P1和P2有不同的變異類型，目前發(fā)現(xiàn)P1有4種變異類型，P2有2種。在P1的4個變異體中，強(qiáng)P1變異體是TTGACA（-35）TAAACT（-10）,其轉(zhuǎn)錄水平是大腸埃希菌tac啟動子轉(zhuǎn)錄水平的6倍，研究表明大腸埃希菌中P1的弱變異體如果結(jié)合1個P2，其活性會比tac啟動子的活性高3倍[27]，同時可以看出啟動子強(qiáng)度的不同可使基因盒介導(dǎo)的耐藥水平差異20倍。大多數(shù)基因盒自身都不含啟動子，有少數(shù)基因盒自身攜帶啟動子,如與氯霉素耐藥性有關(guān)的c mlA、cmlA2及qacF、aac（3′）-Ⅰb、ere基因等，這些抗性基因在表達(dá)時不受自身插入位置的限制以及5′CS端啟動子的影響[28]?；蚝蟹g的起始與P1和P2均有關(guān)系，但是當(dāng)P1為弱變異體時，基因盒的表達(dá)則主要依賴P2啟動子的作用。當(dāng)有多個基因盒插入時，它們會共同依靠上游整合子5′CS的啟動子來完成表達(dá)，形成一個類似操縱子的結(jié)構(gòu)，在這種情況下，插入的多個基因盒中，最靠近啟動子的基因盒表達(dá)水平最高，而下游的基因盒表達(dá)水平依次降低，即使同一個基因盒在同一個整合子的不同位點(diǎn)上其表達(dá)水平也不同。通過Northern（RNA）blots試驗(yàn)檢測質(zhì)粒上含有多種基因盒的菌株，發(fā)現(xiàn)翻譯的原始序列不連續(xù)且長短不一，只有較長的翻譯片段才含有末端基因。表明這些序列的翻譯過程在每個基因盒的3′末端或3′末端附近終止，基因盒在翻譯過程中存在轉(zhuǎn)錄提前終止的現(xiàn)象。因此，基因盒3′末端59-be的功能可能不僅僅是作為結(jié)合位點(diǎn)，還可能是轉(zhuǎn)錄的終止子[20]。

3.3 attC序列中插入的ORF許多攜帶耐藥基因與attC位點(diǎn)（59-be）的基因盒可形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中attC位點(diǎn)可在基因盒的形態(tài)變化中發(fā)揮作用[29]。位點(diǎn)的長度為57～141 bp，當(dāng)一些基因盒插入序列時，attC位點(diǎn)可在每個基因之間形成間隔。在1類整合子當(dāng)中，基因盒的轉(zhuǎn)錄過程會按照attI1位點(diǎn)上游P1啟動子的順序依次開始。偶爾也會出現(xiàn)其他情況，比如P1啟動子的下游存在一個強(qiáng)啟動子P2，基因盒或插入序列自身攜帶了啟動子，這時轉(zhuǎn)錄的過程便不會按照P1的順序進(jìn)行[30]。當(dāng)整合子中含有多個基因盒時，P1位點(diǎn)與耐藥基因之間的距離會影響基因盒與耐藥水平的表達(dá)。最靠近5′CS端的抗性基因盒轉(zhuǎn)錄表達(dá)能力最強(qiáng)，下游插入的基因盒表達(dá)強(qiáng)度便逐漸減弱。這可能是由于基因盒3′端attC位點(diǎn)包含的不完全反向重復(fù)序列與非rho依賴型轉(zhuǎn)錄終止子的作用相似，其容易形成莖-環(huán)結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)錄過程在基因盒的3′端提前終止，從而影響下游基因盒的表達(dá)。

非rho依賴型轉(zhuǎn)錄終止子主要表現(xiàn)為不穩(wěn)定的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，其后有1個T-rich區(qū)[10]。由于基因盒3′端的結(jié)構(gòu)并非典型的T-rich結(jié)構(gòu)，所以attC核位點(diǎn)在轉(zhuǎn)錄終止中的作用不能確定。Jacquier等[6]的研究通過用含有突變且片段較長的attC位點(diǎn)替換blaIMP-8上的attC位點(diǎn)，檢測依賴于整合子轉(zhuǎn)錄的aac（6′）-暴發(fā)b7基因，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物要么只是第1個基因盒，要么是第1個與第2個基因盒的組合。通過對野生型一類整合子In73構(gòu)建質(zhì)粒，研究發(fā)現(xiàn)attC位點(diǎn)可通過在RNA中形成環(huán)狀構(gòu)型阻礙轉(zhuǎn)錄時mRNA中核糖體的進(jìn)程。在attC序列中插入一小段轉(zhuǎn)錄的ORF可通過轉(zhuǎn)錄終止再起始機(jī)制增強(qiáng)3′端基因的表達(dá)，這也說明在轉(zhuǎn)錄過程中存在阻礙作用。

4 總結(jié)

藥物濫用及耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移是造成志賀菌屬產(chǎn)生抗生素耐藥性的主要原因。在以前的報道中，2類整合子主要出現(xiàn)在宋內(nèi)志賀菌中，而如今發(fā)現(xiàn)大量的福氏志賀菌也同時存在1類和2類整合子[31]。大多數(shù)整合子陽性的志賀菌其整合子對耐藥表型僅有部分影響，且當(dāng)整合子位于染色體上時也會在一定程度上限制耐藥性的傳播。但已有文獻(xiàn)報道過非典型1類整合子、1類整合子和2類整合子可以在1株志賀菌中同時存在，這須要進(jìn)一步研究整合子的插入機(jī)制，以及整合子介導(dǎo)的耐藥性與其他耐藥基因之間的關(guān)系，從而從源頭控制志賀菌多重耐藥性的廣泛性傳播。

[1]Shen Y,Qian H,Gong J,et al.High prevalence of antibiotic resistance and molecular characterization of integrons among Shigella isolates in Eastern China［J］.Antimicrob AgentsChemother, 2013,57(3):1549-1551.

[2]Bardhan P,Faruque AS,Naheed A,etal.Decrease in shigellosisrelated deaths without Shigella spp.-specific interventions,Asia［J］.Emerg Infect Dis.2010,16(11):1718-1723.

[3]曲芬，毛遠(yuǎn)麗.宋內(nèi)志賀菌流行新趨勢和耐藥新特點(diǎn)［J］.傳染病信息，2013，26(1):17-20.

[4]Mu YJ,Zhao JY,Luo Q,etal.Analysis of etiological surveillance results of Shigella spp between 2009 and 2010 in Henan province［J］.Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi,2012,46(4):334-337.

[5]Goh K,Chua D,Beck B,etal.Arginine-dependent acid-resistance pathway in Shigella boydii［J］.Arch Microbiol,2011,193(3):179-185.

[6]Jacquier H,Zaoui C,Sanson-le Pors MJ,et al.Translation regulation of integrons gene cassette expression by the attC sites［J］.Mol Microbiol,2009,72(6):1475-1486.

[7]Sambe-Ba B,Seck A,Wane AA,et al.Sensitivity to antibiotics and genetic support to resistance of Shigella flexneri strains isolated in Dakar from 2001 to2010［J］.Bull Soc Pathol Exot,2013, 106(2):89-94.

[8]Ozmert EN,Orun E,Sengelen M,etal.Sensitivity and specificity ofbloody diarrhea in Shigella gastroenteritis［J］.Turk JPediatr,2010, 52(5):488-490.

[9]Papagiannitsis CC,Tzouvelekis LS,Miriagou V.Relative strengths of the class 1 integron promoter hybrid 2 and the combinations of strongand hybrid 1with an activep2 promoter［J］.AntimicrobAgents Chemother,2009,53(1):277-280.

[10]Jove T,Da Re S,Denis F,et al.Inverse correlation between promoter strength and excision activity in class 1 integrons［J］. PLoSGenetics,2010,6(1):e1000793.

[11]Odumosu BT,Adeniyi BA,Chandra R.Analysis of integrons and associated gene cassettes in clinical isolates ofmultidrug resistant Pseudomonasaeruginosa from Southwest Nigeria［J］.Ann Clin MicrobiolAntimicrob,2013,12:29

[12]Zhu Y,Yi Y,Yang X,etal.Discovery of new structure of class 1 integron in MDR Pseudomonas aeruginosa and its association with drug-resistance［J］.Wei ShengWu Xue Bao,2013,53(9):927-932.

[13]Rapa RA,Labbate M.The function of integron-associated gene cassettes in Vibrio species:the tip of the iceberg［J］.FrontMicrobiol, 2013,4:385

[14]Gassama Sow A,Aidara-Kane A,Barraud O,et al.High prevalence of trimethoprim-resistance cassettes in class 1 and 2 integrons in Senegalese Shigella spp isolates［J］.JInfectDev Ctries, 2010,4(4):207-212.

[15]Gu B,Pan S,Wang T,etal.Novel cassette arrays of integrons in clinical strains of Enterobacteriaceae in China［J］.Int JAntimicrob Agents,2008,32(6):529-533.

[16]Pan JC,Ye R,Meng DM,etal.Molecular characteristics of class 1 and class 2 integrons and their relationships to antibiotic resistance in clinical isolates of Shigella sonnei and Shigella flexneri［J］.JAntimicrob Chemother,2006,58(2):288-296.

[17]Dubois V,Parizano MP,Arpin C,et al.High genetic stability of integrons in clinical isolates of Shigella spp.of worldwide origin［J］.Antimicrob Agents Chemother,2007,51(4):1333-1340.

[18]Peirano G,Agerso Y,Aarestrup FM,etal.Occurrence of integrons and resistance genes among sulphonamide-resistant Shigella spp. from Brazil［J］.JAntimicrob Chemother,2005,55(3):301-305.

[19]Li B,Hu Y,Wang Q,etal.Structural diversity of class 1 integrons and their associated gene cassettes in Klebsiella pneumoniae isolates from a hospital in China［J］.PLoSOne,2013,8(9):e75805.

[20]Hansson K,Sundstrom L,Pelletier A,etal.IntI2 integron integrase in Tn7［J］.JBacteriol,2002,184(6):1712-1721.

[21]Xiao GG,Fan J,Deng JJ,et al.A school outbreak of Shigella sonnei infection in China:clinical features,antibiotic susceptibility andmolecularepidemiology［J］.Indian Pediatrics,2012,49(4):287-290.

[22]Charan J,Mulla S,Ryavanki S,et al.New Delhi Metallo-beta lactamase-1 containing enterobacteriaceae:origin,diagnosis,treatmentand public health concern［J］.Pan Afr Med J,2012,11:22.

[23]Elsaied H,Stokes HW,Yoshioka H,et al.Novel integrons and gene cassettes from a Cascadian submarine gas-hydrate-bearing core［J］.FEMSMicrobiol Ecol,2014,87(2):343-356.

[24]Koenig JE,Bourne DG,Curtis B,et al.Coral-mucus-associated Vibrio integrons in the Great Barrier Reef:genomic hotspots for environmental adaptation［J］.ISME J,2011,5(6):962-972.

[25]Ke X,Gu B,Pan S,etal.Epidemiology and molecularmechanism of integron-mediated antibiotic resistanc e in Shigella［J］.Arch Microbiol,2011,193(11):767-774.

[26]Hanau-Bergot B,Podglajen I,Casin I,et al.An intrinsic control element for translational initiation in class1 integrons［J］.Mol Microbiol,2002,44(1):119-130.

[27]Depardieu F,Podglajen I,Leclercq R,etal.Modes andmodulations ofantibiotic resistancegeneexpression［J］.ClinMicrobiolRev,2007, 20(1):79-114.

[28]Peters ED,Leverstein-van Hall MA,Box AT,et al.Novel gene cassettesand integrons［J］.Antimicrob Agents Chemother,2001,45 (10):2961-2964.

[29]MazelD.Integrons:agentsofbacterial evolution［J］.NatRevMicrobiol, 2006,4(8):608-620.

[30]Naas T,Mikami Y,Imai T,et al.Characterization of In 53,a class 1 plasmid-and composite transposon-located integronof Escherichia coli which carries an unusual array of gene cassettes［J］.JBacteriol, 2001,183(1):235-249.

[31]Zhu JY,Duan GC,Yang HY,et al.Atypical class 1 integron coexistswith class 1 and class 2 integrons in multi-drug resistant Shigella flexneri isolates from China［J］.Curr Microbiol,2011,62 (3):802-806.

（2014-09-09收稿 2014-09-27修回）

（責(zé)任編委 王永怡 本文編輯 陳玉琪）

Research advances in the integrons in Shigella

LIANG Bei-bei,QIU Shao-fu,SONG Hong-bin,REN Yu-hong
College of Animal Science and Veterinary Medicine of Shanxi Agricultural University,Jinzhong,Shanxi030800,China
*

,E-mail:renyuhong1963@163.com

Shigella is an important pathogen of infectious diarrhea.It is not only a huge burden of disease to the country,but also a serious threat to public health.With the unrational of antibiotics in clinical practice,the problem caused by the isolates of multidrug resistant Shigella has become more and more prominent.Integrons are ancient structures present in bacteria from the broader environment.However,there is still a significant lack of knowledge on how integron-gene cassettes in Shigella species spread and become epidemic.The authors aim to summarize the work of previous studies and make a deeper understanding on the epidemiology and molecularmechanism of integron-mediated antibiotic resistance in Shigella.

integrons;Shigella;drug resistance

S852.6

A

1007-8134(2014)06-0377-05

國家“十二五”科技重大專項(xiàng)（2013ZX10004607）；國家自然科學(xué)基金（81371854、81373053）

030800晉中，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院（梁蓓蓓、任玉紅）；100071北京，解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院疾病預(yù)防控制所（邱少富、宋宏彬）

任玉紅，E-mail:renyuhong1963@163.com