碳青霉烯類(lèi)抗生素(Carbapenems)是一類(lèi)抗菌譜最廣、抗菌活性最強(qiáng)的非典型β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素，是目前人醫(yī)臨床治療多重耐藥(Muti-drug resistant，MDR)革蘭氏陰性菌感染最主要的抗菌藥物之一。世界各國(guó)均嚴(yán)禁將其應(yīng)用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)。然而，隨著碳青霉烯類(lèi)抗生素在臨床的廣泛應(yīng)用，碳青霉烯耐藥菌株開(kāi)始出現(xiàn)，特別是碳青霉烯耐藥腸桿菌科細(xì)菌的不斷出現(xiàn)，給人醫(yī)臨床和公共衛(wèi)生帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由于動(dòng)物源耐藥菌是耐藥基因重要的儲(chǔ)存庫(kù)之一，并且可以通過(guò)直接接觸、環(huán)境以及食物鏈等方式轉(zhuǎn)移擴(kuò)散給人類(lèi)，進(jìn)而威脅人類(lèi)健康。因此，動(dòng)物源碳青霉烯耐藥菌和其耐藥基因的流行特點(diǎn)和傳播機(jī)制的研究對(duì)揭示碳青霉烯耐藥菌和其耐藥基因的擴(kuò)散傳播機(jī)制具有十分重要的意義。

近期發(fā)表于《Journal of Antimicrobial Chemotherapy》的一項(xiàng)研究報(bào)道，首次發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)金屬β-內(nèi)酰胺酶IMP-4的豬源陰溝腸桿菌。作者在對(duì)我國(guó)東北地區(qū)動(dòng)物源碳青霉烯耐藥腸桿菌科細(xì)菌進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一株豬直腸拭子來(lái)源的碳青霉烯耐藥陰溝腸桿菌，藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯示該分離菌呈現(xiàn)多重耐藥表型，同時(shí)對(duì)美羅培南、亞胺培南、爾他培南、氨曲南、頭孢他啶、青霉素、慶大霉素、環(huán)丙沙星、氟苯尼考、磷霉素、四環(huán)素耐藥。利用雙紙片協(xié)同法和E-test法檢測(cè)表明該分離菌產(chǎn)金屬β-內(nèi)酰胺酶，耐藥基因檢測(cè)顯示該菌株攜帶重要的金屬β-內(nèi)酰胺酶基因-blaIMP-4。通過(guò)接合轉(zhuǎn)移試驗(yàn)表明blaIMP-4耐藥基因位于能夠自我轉(zhuǎn)移的接合型質(zhì)粒中，將其命名為pIMP-4-EC62。為了進(jìn)一步鑒定和分析質(zhì)粒pIMP-4-EC62，對(duì)其進(jìn)行了全基因組測(cè)序，獲得了該質(zhì)粒的全序列。比對(duì)分析顯示質(zhì)粒pIMP-4-EC62具有典型的IncHI2質(zhì)粒骨架，與數(shù)據(jù)庫(kù)中IncHI2質(zhì)粒骨架具有高度的同源性。同時(shí)，序列分析顯示質(zhì)粒pIMP-4-EC62包含4個(gè)多重耐藥區(qū)，多種不同類(lèi)型的耐藥基因、重金屬離子抗性基因、消毒劑抗性基因以及大量的可移動(dòng)遺傳元件，分別分布于4個(gè)多重耐藥區(qū)。此外，基因環(huán)境分析顯示blaIMP-4基因位于一個(gè)具有不同基因盒陣列新的I類(lèi)整合子(blaIMP-4-Kl.pn.I3-qacG2-aacA4-arr-3)中，質(zhì)?；蛐蛄猩蟼髦罣enBank數(shù)據(jù)庫(kù)后該整合子被收錄至整合子數(shù)據(jù)庫(kù)并將其命名為In1589。根據(jù)質(zhì)粒穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果，在沒(méi)有抗生素的選擇壓力下該質(zhì)粒在野生菌和受體菌中均具有高度的穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步闡明IncHI2質(zhì)粒的進(jìn)化以及質(zhì)粒中耐藥基因的分布特征，作者將質(zhì)粒pIMP-4-EC62與GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中不同國(guó)家、不同菌種來(lái)源的51個(gè)IncHI2質(zhì)粒基因序列進(jìn)行了核心基因組進(jìn)化分析，顯示這些質(zhì)粒分為兩個(gè)不同的進(jìn)化支。不論是在質(zhì)粒核心結(jié)構(gòu)方面還是在耐藥基因分布方面，ST1/IncHI2質(zhì)粒與其它序列型的IncHI2質(zhì)粒明顯不同。同時(shí)，耐藥基因分布結(jié)果表明ST1/IncHI2質(zhì)粒是介導(dǎo)碳青霉烯類(lèi)耐藥基因傳播的重要載體。

本研究首次在食品動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了碳青霉烯類(lèi)耐藥基因blaIMP-4，其成為動(dòng)物健康和人類(lèi)公共衛(wèi)生安全的重大隱患。因此，為了進(jìn)一步防控碳青霉烯類(lèi)耐藥菌和耐藥基因的擴(kuò)散和傳播，迫切需要對(duì)動(dòng)物源碳青霉烯類(lèi)耐藥菌的流行情況進(jìn)行及時(shí)和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。