付曉平
(廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院,廣東廣州 510430)
食品動物源沙門菌ESBLs和PMQR耐藥基因流行特征分析
付曉平
(廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院,廣東廣州 510430)
本研究對從豬、鴨和鵝分離的31株沙門菌進(jìn)行耐藥性分析,調(diào)查ESBLs基因和PMQR基因在沙門菌的流行分布特征。結(jié)果顯示,31株沙門菌中只檢測到CTX-M型ESBLs,3株攜帶b1aCTX-M-14,3株攜b1aCTX-M-27基因;有13株攜帶b1aOXA型均為窄譜b1aOXA-1,6株攜帶b1aTEM型也為窄譜b1aTEM-1b。b1aSHV、b1aPER、b1aVEB、b1aGES等各型β-內(nèi)酰胺酶基因均未檢出。PMQR基因oqxAB和aac(6′)-Ibcr檢出率最高分別為39%和26%。4株鴨源和1株豬源沙門菌中都檢測到qnrA基因,而qnrD基因僅在一種豬源沙門菌中檢出。qnrB、qnrC、qnrS、qepA等基因均未檢出。研究發(fā)現(xiàn)有19株沙門菌同時攜帶β-內(nèi)酰胺酶和PMQR,其中一株鴨源沙門菌同時攜帶CTX-M-14 ESBLs和CMY-2 AmpC酶;有7株同時攜帶4-5種β-內(nèi)酰胺酶和PMQR基因。
超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBLs)PMQR;沙門氏菌
1.1 菌株
本實驗保存的患病動物或送檢動物(包括豬、鴨和鵝)直腸拭子中分離鑒定的31株沙門菌用于調(diào)查ESBLs和PMQR的流行分布。質(zhì)控菌ATCC25922。
1.2 β-內(nèi)酰胺酶基因和PMQR基因的檢測
首先對菌株進(jìn)行復(fù)蘇,然后采用水煮法提取細(xì)菌的總DNA,備用,參考已發(fā)表相關(guān)文獻(xiàn)設(shè)計、合成引物,對所有菌株采用PCR方法擴(kuò)增基因。陽性PCR產(chǎn)物送北京華大公司測序,將測序結(jié)果提呈NCBI進(jìn)行序列比對,確認(rèn)基因及確定受試菌株β-內(nèi)酰胺酶基因的亞型。
對31株臨床分離沙門菌進(jìn)行PCR擴(kuò)增,結(jié)果得到與陽性對照一致大小的DNA片段(見圖1、2、3、4、5、6和7)。31株臨床分離沙門菌中,19株檢出攜帶一種或多種β-內(nèi)酰胺酶基因和PMQR耐藥基因,分別有blaCTX-M-9G(6株)、blaOXA(13株)、blaTEM(6株)、blaCMY-2(1株)、qnrA(5株)、qnrD(1株)、aac(6′)-Ib-cr(8株)和oqxAB(12株)。blaCTX-M型只有2種,分別為3株攜帶blaCTX-M—14(鴨3株),3株blaCTX-M—27(鴨2株,豬1株)。blaOXA型和blaTEM型基因各只有一種,都是窄譜的blaOXA-1和blaTEM-1b,本次研究中,blaSHV、blaPER、blaVEB、blaGES等各型β-內(nèi)酰胺酶基因均未檢出。PMQR基因中,aac(6′)-Ib-cr和oqxAB檢出率最高,豬和鴨中都檢出。在4株鴨源和1株豬源沙門菌中都檢測到qnrA基因,而qnrD基因僅在一種豬源沙門菌中檢出。31株沙門菌都沒有檢測到qnrB、qnrC、qnrS、qepA等基因(表1)。19株β-內(nèi)酰胺酶基因和PMQR陽性菌株中,其中一株鴨源的同時攜帶ESBLs和AmpC酶(blaCTX-M-14和blaCMY-2),而2株blaCTX-M-27陽性菌同時攜帶blaOXA-1。同時攜帶兩種以上PMQR基因沙門菌有8株。同時攜帶β-內(nèi)酰胺酶和PMQR基因的菌株有11株,而且攜帶的基因呈多樣性,其中有7株同時攜帶4-5種β-內(nèi)酰胺酶和PMQR基因。
圖1 b1aCTX-M-9G基因的PCR電泳圖M為DL2000 markers,1~6為樣品PCR產(chǎn)物,7為陰性對照,8為陽性對照
圖2 b1aTEM基因的PCR電泳圖M為DL2000 markers,1~6為樣品PCR產(chǎn)物,7為陰性對照,8為陽性對照
圖3 b1aOXA基因的PCR電泳圖M為DL2000 markers;1~7為樣品PCR產(chǎn)物;8為陰性對照;9為陽性對照
圖4 qnrA基因的PCR電泳圖M為DL2000 markers;1~4為樣品PCR產(chǎn)物;5為陰性對照;6為陽性對照
圖5 aac(6′)-Ib-cr基因的PCR電泳圖M為DL2000 markers,1~6為樣品PCR產(chǎn)物,7為陰性對照,8為陽性對照
圖6 oqxA基因的PCR電泳圖M為DL2000 markers,1~7為樣品PCR產(chǎn)物,8為陰性對照,9為陽性對照
圖7 oqxB基因的PCR電泳圖M為DL2000 markers,1~12為樣品PCR產(chǎn)物,8:陰性對照,9:陽性對照
越來越多研究表明(引用其他研究結(jié)果),無論是人還是動物分離的革蘭氏陰性菌對β-內(nèi)酰胺類抗生素耐藥主要是產(chǎn)生了ESBLs。產(chǎn)ESBLs細(xì)菌呈世界流行,各個國家和地區(qū)流行特征各不相同。近幾年國內(nèi)外大量研究報道了在食品動物源細(xì)菌中檢測到ESBLs,食品動物可作為耐藥基因儲存庫,選取更多的ESBLs成員,最終轉(zhuǎn)移給人類,加大了人類和動物間ESBLs相互轉(zhuǎn)移的擔(dān)憂。
本研究對31株沙門菌調(diào)查結(jié)果顯示,blaCTX-M型ESBLs只有2種,分別blaCTX-M—14和blaCTX-M—27,都是印第安納血清型,可以看出沙門菌攜帶ESBLs的數(shù)量和種類遠(yuǎn)不如大腸桿菌的復(fù)雜和多。本研究中3株產(chǎn)blaCTX-M-14和2株產(chǎn)blaCTX-M-27沙門菌都是從鴨分離,而豬源沙門菌只檢測到1株產(chǎn)blaCTX-M-27沙門菌。2009年本實驗室調(diào)查食品動物源大腸桿菌的結(jié)果,鴨源產(chǎn)blaCTX-M-14大腸桿菌的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過豬源大腸桿菌。鴨是水禽,與水環(huán)境接觸密切,而blaCTX-M-14是首次在我國醫(yī)院分離大腸桿菌和肺炎克雷伯菌中發(fā)現(xiàn),目前是我國最流行的blaCTX-M型ESBLs。本研究中僅鴨源沙門菌檢測到blaCTX-M-14,可以推測blaCTX-M-14在我國動物、人、環(huán)境已廣泛流行分布,并通過水環(huán)境加速其傳播。
本研究從一株鴨源印第安納沙門菌中檢測到blaCMY-2,值得注意的是,該菌同時攜帶blaCTX-M-14。醫(yī)院病人分離的沙門菌blaCMY-2與其他ESBLs共同存在于一株沙門菌上,組合方式有blaCMY-7+blaSHV-9+blaOXA-30,blaCMY-2-+blaSHV-2+blaTEM-1,blaCMY-2+blaCTX-M-37+blaTEM-63,blaCMY-2+blaTEM-63,目前還鮮有研究報道動物源沙門菌blaCMY-2與ESBLs共同存在于一株菌上。有研究報道,blaCMY-2細(xì)菌的出現(xiàn)于食品動物中使用第三代頭孢菌素頭孢噻呋有關(guān)。和ESBLs不同,質(zhì)粒介導(dǎo)的AmpC酶具有更加廣泛的耐藥譜,其水解底物范圍更廣,耐藥質(zhì)粒往往同時攜帶氨基糖苷類、氟喹諾酮類、氯霉素、四環(huán)素等抗菌藥耐藥基因,造成嚴(yán)重的多重耐藥性。在本研究blaCMY-2和blaCTX-M-14共同存在于一株印第安納沙門菌中,使用其他抗生素也可能篩選出blaCTX-M-14陽性菌并促進(jìn)其擴(kuò)散傳播,提示在食品動物要慎用動物專用頭孢噻呋。
本研究首次在沙門菌中檢測到oqxAB基因,31株沙門菌中有12株攜帶OqxAB基因,檢出率為39%。
本研究31株沙門菌中,有11株菌同時攜帶β-內(nèi)酰胺酶和PMQR基因的菌株,而且攜帶的基因呈多樣性,其中有7株同時攜帶4-5種β-內(nèi)酰胺酶和PMQR基因,blaCTX-M-14和blaCTX-M-27分別和三種PMQR基因(qnrA+aac(6')-Ib-cr+oqxAB_)共同存在一株菌中,對頭孢噻肟和環(huán)丙沙星都表現(xiàn)高水平耐藥。2005年我國香港報道4株對環(huán)丙沙星和頭孢噻肟耐藥的沙門菌同時攜帶qnrA和blaCTX-M-14基因,有幾個研究都指出ESBLs基因與PMQR基因之間可能存在一定的聯(lián)系。這些同時檢測到PMQR和ESBLs相關(guān)基因的菌株不僅對第三代頭孢菌素高度耐藥,對氟喹諾酮類等抗菌藥物的耐藥性也明顯高于其他菌株,呈現(xiàn)多重耐藥。
[1] 俞云松. 超廣譜β-內(nèi)酰胺酶研究進(jìn)展.中華醫(yī)學(xué)雜志,2006,86(9):641-644.
[2] Kim BH,Wang,MH,Park CH,et al.OqxAB Encoding a Multidrug Efflux Pump in Human Clinical Isolates of Enterobacteriaceae. Antimicrobial Agents and Chemotherapy,2009,53(8):3582-3584.
[3] Brinas L,Moreno MA,Teshager T et al. Monitoring and Characterization of Extended-Spectrum β-Lactamases in Escherichia coli Strains from Healthy and Sick Animals in Spain in 2003. ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY,2005,47(3):1262-1264.
[4] Cavaco LM,Hasman H,Xia S,et al. qnrD,a Novel Gene Conferring Transferable Quinolone Resistance in Salmonella enterica Serovar Kentucky and Bovismorbificans Strains of Human Origin. ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY,2009,10(2):603-608.
[5] Carattoli A. Animal reservoirs for extended spectrum beta-lactamase producers. Clin Microbiol Infect,2008,14(1):117-123.
[6] Dierikx C,van Essen-Zandbergen A,Veldman K,et al. Increased detection of extended spectrum beta-lactamase producing Salmonella enterica and Escherichia coli isolates from poultry. Vet Microbiol,2010,145(3-4):273-278
[7] Govinden U,Mocktar C,Moodley P,et al. Geographical evolution of the CTX-M β-lactamase—an update. African J Biotechnol,2007,6(15):831-839.
[8] Hansen L H,Johannese E,Burmolle M,et al.Plasmid-encode multidrug efflux pump conferring resisitance to olaquindox in Escherichia coil[J]. Antimicrob AgentsChemother,2004,48(5):3332-3337.
[9] Jacoby GA. AmpC β-lactamases[J]. Clin Microbio Rev,2009,22(1):161-182.
[10] Terenee KMC,Yiu WC,Man YC,et al.Plasmid-mediated resistanee to ciprofloxacin and ceoftaxime in clinical isolates of Salmonella enterica serotype Enteritidis in HongKong.Jounral of Antinlieorbial ChemothearPy,2005,56(25):586-589.