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华南农大在细菌耐药性研究领域取得新发现
2016-10-31 国家自然科学基金委员会

  近日,华南农业大学刘雅红教授团队在持续的耐药性监测中分离到一株同时耐受碳青霉烯类和粘菌素抗生素的“超级细菌”,介导这两类药物的耐药基因位于可转移的质粒上,并且可以高效地转移给其他的菌株,如果该质粒转移给临床致病菌,将会给人医临床的治疗带来巨大的挑战。相关研究成果近日以“Co-transfer of blaNDM-5 and mcr-1 by an IncX3–X4 hybrid plasmid in Escherichia coli( 大肠杆菌中一个能够共同转移blaNDM-5和mcr-1基因的IncX3-X4杂合质粒)”为题于Nature Microbiology在线发表。该研究得到了国家自然科学基金委员会——广东省政府联合基金(项目编号:U1201214)等资助。

  碳青霉烯类抗菌药和粘菌素是人医临床治疗多重耐药革兰氏阴性菌感染的最后一道防线。监测临床或者非临床细菌对这两类药物的耐药性变迁具有重要的公共卫生意义。细菌通过获得blaNDM和mcr-1两个耐药基因分别对上述两类药物产生耐药。在之前的研究中,耐药基因blaNDM和mcr-1分别存在于不同的质粒中,它们同时进入到同一株细菌的概率非常低,这种耐药细菌的感染是可控的。刘雅红教授课题组在持续的耐药性监测中,从一只患病的宠物中分离到一株同时耐受碳青霉烯类抗菌药和粘菌素的大肠杆菌,而且携带blaNDM和mcr-1的两个质粒发生了重组,整合成一个杂合的全新质粒。通过进一步的生物信息挖掘,研究人员发现,这两个质粒是通过IS26和nic的两步重组才形成了杂合质粒。该携带杂合质粒的菌株十分稳定,在空白培养基上连续传代也极少发生质粒丢失的现象,说明细菌一旦获得该杂合质粒,将长时间保持对碳青霉烯类抗菌药和粘菌素耐药的能力。

  该研究揭示了细菌在进化过程中可以通过质粒的融合和重组形成多重耐药质粒,研究中基于质粒序列特征提出的质粒进化模型为后续研究类似的杂合质粒提供了可行的范本,同时阐明的质粒进化机制为有效制定“超级细菌”防控策略提供了可行的思路。

  论文链接:http://www.nature.com/articles/nmicrobiol2016176

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