周 迎, 楊 洋, 郭 燕, 鄭永貴, 吳 湜, 徐曉剛
萬古霉素耐藥腸球菌(vancomycin-resistant Enterococcus,VRE)已經(jīng)逐漸成為醫(yī)院感染的重要病原菌,可引起尿路、腹腔、傷口感染,以及血流感染、心內(nèi)膜炎等嚴重感染性疾病。中國大陸地區(qū)VRE主要攜帶vanA和vanM 兩型耐藥基因簇[1-2],vanA與vanM耐藥基因簇均屬于D-丙氨酸:D-乳酸連接酶(D-Ala:D-Lac ligase)基因簇,常介導宿主菌對萬古霉素等糖肽類抗菌藥物耐藥。本研究對2016年分離自上海地區(qū)6所醫(yī)院的17株VRE進行耐藥基因及多位點序列分型(MLST)分析,為此類耐藥菌感染防治提供參考。
1.1.1 菌株來源 17株VRE均于2016年分離自上海地區(qū)。vanM基因型VRE陽性對照株Efm-HS0661以及質(zhì)控菌株糞腸球菌ATCC29212均為本研究所保存菌種。vanA基因型VRE參考菌株由香港中文大學凌建華博士惠贈。
1.1.2 主要試劑及儀器 Mueller-Hinton 瓊脂、Columbia 瓊脂、BHI瓊脂及肉湯(OXOID,英國);陽離子調(diào)節(jié)MH肉湯(Cation-Adjusted Mueller Hinton II Broth, CAMHB)(BD,美國)。氨芐西林、左氧氟沙星、萬古霉素、紅霉素、克林霉素、利奈唑胺、甲氧芐啶-磺胺甲唑、替考拉寧、呋喃妥因和利福平等藥敏卡購自溫州康泰公司。引物由上海生工生物工程技術服務有限公司合成;限制性內(nèi)切酶TaKaRa Ex Taq、TaKaRa Taq? HS PCR Kit(UNG plus)及PCR儀購自大連寶生物公司;質(zhì)粒提取試劑盒購自天根生化科技(北京)有限公司;瓊脂糖、電泳系統(tǒng)及凝膠成像系統(tǒng)為美國Bio-Rad公司產(chǎn)品。
1.2.1 菌種確認 根據(jù)參考文獻合成通用引物8F、1492R[3],擴增17株臨床分離VRE的16S rRNA基因,測序后與GenBank序列進行比對,以進一步確認菌種。
1.2.2 藥敏試驗 采用微量肉湯稀釋法測定VRE對氨芐西林、左氧氟沙星、萬古霉素、紅霉素、克林霉素、利奈唑胺、甲氧芐啶-磺胺甲唑、替考拉寧、呋喃妥因和利福平的MIC值。采用瓊脂稀釋法測定磷霉素對VRE的MIC值。根據(jù)CLSI 2017版標準[4]對結果進行判讀。
1.2.3 DNA模板制備和MLST分型 將凍存菌株轉(zhuǎn)種哥倫比亞血平皿,37?℃過夜培養(yǎng)后挑取菌落至已注入500 μL TE(pH8.0)的1.5 mL Eppendorf離心管,調(diào)節(jié)菌液濁度至2麥氏單位,100?℃ 加熱10 min后5 000 g離心5 min取上清液備用。
擴增屎腸球菌基因組上的7個管家基因:AtpA、Ddl、Gdh、Purk、Gyd、PstS和Adk,將PCR產(chǎn)物純化后測序。參照屎腸球菌MLST分型數(shù)據(jù)庫(http://efaecium.mlst.net/)提供的步驟進行MLST分型。
1.2.4 van基因分型 參照參考文獻進行多重PCR擴增[5],擴增所需引物見表1。PCR產(chǎn)物采用2%瓊脂糖凝膠,電壓6 V/cm電泳30 min后染色讀取結果。
表1 本研究所采用的PCR引物Table 1 Primers used in this study
17株VRE臨床株經(jīng)16S rRNA基因測序確認均為屎腸球菌。常用抗菌藥物對17株臨床分離VRE的MIC結果見表2。本研究所測VRE對萬古霉素及替考拉寧耐藥率高,分別為100%(17/17)和70.6%(12/17);但對于磷霉素和甲氧芐啶-磺胺甲唑耐藥率低,分別為29.4%和5.8%;所有分離株對利奈唑胺均敏感。
17株VRE中,13株檢出vanA基因,9株檢出vanM基因,其中5株同時檢出vanA和vanM基因,見圖1。
通過MLST分型,17株VRE中ST78型8株(47.1%)、ST80型4株(23.5%)、ST555型2株(11.8%),其余3株分別為ST117型、ST262型和ST341型。分型結果顯示,2016年上海地區(qū)分離VRE以ST78型為主。
VRE自1988年首次報道以來[6],已在全球播散,成為最重要的醫(yī)院感染病原菌之一。VRE對醫(yī)院內(nèi)環(huán)境適應性強[7],且治療藥物有限。VRE的耐藥性可通過攜帶耐藥基因的移動元件在腸球菌屬細菌中傳播,甚至跨種屬傳播,例如傳遞至致病性更強的金黃色葡萄球菌,產(chǎn)生萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌。根據(jù)2009年至2012年美國國家醫(yī)療安全監(jiān)測網(wǎng)絡(NHSN)數(shù)據(jù)顯示[8],腫瘤患者血流感染的主要病原菌中,腸球菌(11.4%)僅次于凝固酶陰性葡萄球菌和大腸埃希菌位列第3,其中耐萬古霉素屎腸球菌占82.5%。VRE在中國地區(qū)耐藥率一直較低,但是近年來有逐年增多的趨勢。根據(jù)2005-2014年CHINET耐藥性監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,屎腸球菌對萬古霉素的耐藥率由0.6%上升至4.2%[9]。
表2 17株萬古霉素耐藥腸球菌基因型及其對抗菌藥物的敏感性Table 2 Genotypes and antimicrobial susceptibility of 17 vancomycin-resistant Enterococcus strains
圖1 van基因PCR產(chǎn)物瓊脂糖凝膠電泳Figure 1 Agarose gel electrophoresis of van gene PCR products
根據(jù)VRE耐藥表型和van基因簇結構的特點,已有9型腸球菌van基因型被命名,分別是vanA、vanB、vanC、vanD、vanE、vanG、vanL、vanM和vanN[10-11]。它們對萬古霉素和替考拉寧的耐藥水平各不相同,但是耐藥機制相似:通過合成與萬古霉素親和力下降的新細胞壁前體而形成耐藥。vanA、vanB、vanD和vanM型介導VRE菌株產(chǎn)生含D-丙氨酸-D-乳酸(D-Ala-D-Lac)末端的細胞壁前體,導致細菌對萬古霉素高度耐藥(MIC≥64 mg/ L)。國外流行病學數(shù)據(jù)顯示,vanA及vanB型最為常見[12],但我國分離VRE的基因型有所不同,主要為vanA型,vanB型少見。上海地區(qū)vanM較為常見[1-2]。
我們前期已建立一種基于多重PCR技術的VRE萬古霉素高水平耐藥基因快速分型方法[5],對2016年上海地區(qū)臨床分離的17株VRE進行van基因及分子分型。分型結果顯示臨床分離株中van基因型僅有vanA和vanM型兩型,首次發(fā)現(xiàn)同時攜帶vanA及vanM 的VRE菌株。對VRE菌株進行進一步藥敏分析,結果顯示,17株VRE菌株均對萬古霉素耐藥,但對替考拉寧耐藥率僅為70.6%(12/17)。本研究已對這些VRE菌株的van基因簇進行了初步分析,在van基因簇中發(fā)現(xiàn)了一些插入及缺失變異(待發(fā)表結果),但這些變異是否會導致細菌對替考拉寧敏感性變化還有待證實。由于攜帶單一van基因VRE與攜帶vanA及vanM兩型van基因的VRE菌株相比,其耐藥表型無明顯差異,目前van基因檢測方法常不包括vanM基因,故當前國內(nèi)外van基因分子流行病學研究可能漏檢vanM基因,低估vanM型VRE的危害。
總之,2016年上海地區(qū)臨床分離的VRE基因型仍僅有vanA和vanM 兩型,MLST分型顯示17株VRE分屬6種ST型,提示vanA和vanM 兩種耐藥基因可在不同屬腸球菌株之間進行水平傳播。首次發(fā)現(xiàn)了同時攜帶vanA和vanM 2種高水平耐藥基因的VRE,攜帶2種耐藥基因的VRE檢出率高達29.4%(5/17),值得關注。
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