基因盒-整合子系统介导细菌多重耐药的研究进展

基因盒-整合子系统是一种可移动基因元件，可捕获表达耐药基因，并通过质粒或转座子在细菌中水平传播。现就整合子的发现、结构、分类；整合子对基因盒的捕获、表达；整合子与细菌耐药性的关系以及整合子的检测等方面进行综述。     

整合子与细菌耐药性关系的研究进展

细菌耐药性是临床用药的一大难题,对其耐药机制探讨也就成为医学界研究热点,近年研究发现细菌耐药性产生与一种克隆表达载体——整合子密切相关。整合子是一种可移动基因元件,在整合酶的作用下捕获外源基因盒并使之表达,同时整合子又可整合到质粒上,或自身作为转座子的一个组成部分而参与转移,使耐药基因在不同种属间传播,目前整合子已成为革兰阴性杆菌产生耐药性的重要机制。本文就整合子与细菌多重耐药性关系作一综述。     

细菌基因盒—整合子系统研究进展

细菌基因盒一整合子系统是新的可移动基因元件，介导耐药基因在染色体，质粒及转座子之间移动，从而导致细菌耐药性的传播，对基因盒－整合子系统的来源，结构及细菌耐药性表达等几方面的研究进展进行讨论，介绍分子杂交和PCR技术检测基因盒－整合子系统的方法，阐明基因盒的移动机制不仅对细菌耐药性传播有意义，且易介导细菌多重耐药性。     

整合子系统与细菌多重耐药研究进展

细菌的多重耐药已成为临床治疗的难题，整合子是携带编码抗生素耐药基因盒的DNA片断，在细菌获得和传播耐药基因方面起着重要作用。本文就整合子及其基因盒的分类、分布、结构、来源、整合子对基因盒的捕获表达、整合子与细菌的多重耐药性关系及多重耐药菌感染的治疗等作一阐述。     

细菌演化的天然工具——超级整合子

已有证据表明整合子是细菌发生水平基因转移和产生耐药机制的主要因素。目前知道的整合子可分为两类：多重抗性整合子和超级整合子。多重抗性整合子基因盒可编码一种或多种耐抗生素和消毒剂基因。存在于转座子、质粒和细菌染色体；超级整合子有的可以同时携带数百个基因盘，可以编码很多不同的功能基因，它们只在细菌的染色体上存在，目前只在特定菌株中发现超级整合子。研究表明，整合子上的基因盒可能最初都来之于超级整合子。本文就超级整合子的结构、分布、起源及它对基因进化产生的影响等几个方面的研究进展进行讨论。     

细菌II型、III型整合子在耐药性传播中的作用#br#

整合子是可以定位于染色体、质粒或转座子上的可移动遗传元件，它可以通过位点特异性基因重组来捕获、整合或剪切基因盒，使耐药基因在细菌间进行水平转移，从而增强细菌的生存适应性。目前发现的整合子主要分为I、II和III型，针对I型整合子的研究已较广泛和深入，而对II型和III型整合子的研究并不多见，可能是因为它们在菌株中的存在并不常见。目前发现含有III型整合子的菌种不足10种。尽管如此，II型和III型整合子在耐药性传播中起的作用却不可忽视。本文通过参考近几年来国内外相关文献，对报道的II型和III型整合子的结构以及它们在细菌耐药性传播中的作用进行综述。     

细菌耐药基因盒的捕获和表达机理的研究进展

耐药菌的增多给人们的生活和健康带来了极大的威胁。在基因水平上探讨细菌耐药机制，可以从根本上弄清造成细菌耐药的根源，为医学、药学提供科学的理论及实验依据，是人们生活和健康发展的迫切要求。整合子系统理论为细菌耐药机制的研究提供了新的方向，本文就国外及我们的一些研究结果，对整合子系统在细菌耐药机制中的作用，以及整合子的结构、来源、分布等加以论述。     

新型细菌耐药元件——整合子系统

已有证据表明整合子系统是微生物中主要的耐药机制,由其介导的细菌耐药是细菌发生水平基因转移和产生耐药机制的主要的途径。目前知道的整合子可分为两类:传统的整合子和超级整合子;前者的基因盒可编码一种或多种耐抗生素和消毒剂,存在于转座子、质粒和细菌染色体;而后者的基因盒编码了很多不同的功能,它们只在细菌的染色体上存在,有的可以同时携带一百多个基因盒;目前只在特定菌株中发现超级整合子。研究表明,整合子上的基因盒可能最初都来之于超级整合子。本文就整合子的结构、分布、起源及它对基因进化产生的影响等几个方面的研究进展进行讨论。     

阴沟肠杆菌Ⅰ类整合子可变区耐药基因的研究

目的 研究阴沟肠杆菌Ⅰ类整合子可变区基因盒的种类及位置，探讨Ⅰ类整合子携带的耐药基因盒特点，分析耐药基因盒与阴沟肠杆菌耐药性的关系。方法 采用纸片扩散法(K-B法)测定抗生素的敏感性；PCR扩增阴沟肠杆菌Ⅰ类整合子阳性株中的可变区基因盒，并测序分析。结果 可变区一共扩增出15种基因盒，其中耐药基因盒7种：aadA2-dfrA12、aadA2-aadB、aadA2、aadB、dfrA12、aac(6′)-Iica-catB3和blaIMP-4，以aadA2-dfrA12(1913bp)最常见。许多质粒DNA和染色体DNA的PCR扩增产物相同。结论 Ⅰ类整合子可变区携带的耐药基因盒以耐氨基糖昔类和耐甲氧苄氨嘧啶类抗生素基因为主。耐药基因在阴沟肠杆菌中存在水平播散和垂直传播的现象。     

100株住院儿童大肠埃希菌Ⅰ类整合子研究

目的:了解Ⅰ类整合子在住院儿童分离大肠埃希菌中分布流行情况。方法:根据NCCLS推荐的纸片扩散法进行药敏试验;PCR扩增临床大肠埃希菌Ⅰ类整合子整合酶基因和可变区基因盒。结果:患者整合酶检出率68%,Ⅰ类整合子基因盒检出率为65%。Ⅰ类整合子的大小约为772 bp～2360 bp,100株细菌各含1～2个Ⅰ类整合子,整合子中最常见的基因盒排列为dfrA17+aadA5和dfrA12+aadA2。结论:Ⅰ类整合子在多重耐药大肠埃希菌中广泛流行,是介导细菌多重耐药性的重要分子机制,应加强基因水平耐药监测。     

Integrons in Enterobacteriaceae: diversity,distribution and epidemiology

Integrons are versatile gene acquisition systems that allow efficient capturing of exogenous genes and ensure their expression. Various classes of integrons possessing a wide variety of gene cassettes are ubiquitously distributed in enteric bacteria worldwide. The epidemiology of integrons associated multidrug resistance in Enterobacteriaceae is rapidly evolving. In the past two decades, the incidence of integrons in enteric bacteria has increased drastically with evolution of multiple gene cassettes, novel gene arrangements and complex chromosomal integrons such as Salmonella genomic islands. This review focuses on the distribution, versatility, spread and global trends of integrons among important members of the Enterobacteriaceae, including Escherichia coli, Klebsiella, Shigella and Salmonella, which are known to cause infections globally. Such a comprehensive understanding of integron-associated antibiotic resistance, their role in the spread of such resistance traits and their clinical relevance especially with regard to each genus individually is paramount to contain the global spread of antibiotic resistance.     

Class 1 integron gene cassettes in multidrug-resistant Gram-negative bacteria in southern China

Non-duplicate multidrug-resistant Gram-negative bacteria (n=1447) isolated from January 2008 to December 2009 were investigated for the presence of integrons as well as characterisation of gene cassettes. Among 825 strains carrying the class 1 integrase gene intI1, 461 gene cassette-positive isolates were found. Thirty-eight distinct gene cassette arrays were identified by restriction fragment length polymorphism (RFLP) and DNA sequencing analyses. In addition, several novel gene cassette arrays detected in this study were reported for the first time in some species: one in Escherichia coli, six in Klebsiella pneumoniae, six in Enterobacter cloacae, three in Enterobacter aerogenes, one in Proteus mirabilis, one in Acinetobacter spp., one in Stenotrophomonas maltophilia and one in Pseudomonas putida. Among them, three cassettes, including HAD-like, ΔMFS-1 and qnrVC-like genes, were originally detected in integrons.     

多重耐药临床菌株中整合子结构的检测与分析

目的研究广州暨南大学附属第一医院2004年部分临床菌株样本的整合子及其基因盒的分布特性。方法多重PCR检测与细菌耐药关系密切的1、2、3类整合酶基因,进一步对阳性样本可变区的基因盒序列鉴定分析。结果随机抽取109株临床菌株,整合酶阳性检出率为97.2%(106/109),其中1类整合酶阳性菌100株(91.7%),2类整合酶阳性菌1株(0.92%),此外有5株(4.6%)同时检出1、2类整合酶,没有检测到3类整合酶;基因盒鉴定结果显示,插入基因盒以dfrA(甲氧苄氨嘧啶耐药相关)和aadA(氨基糖苷类耐药相关)基因家族为主,也在少数菌株中发现了aacA4、cmlA1、catB3以及sat1基因盒。其中又以dfrA12、orfF和aadA2组合最为常见,耐药基因盒PCR扩增片段为1913bp(64.6%);此外,还发现了同时存在两种整合子结构的菌株。结论整合子普遍存在于临床菌株中,可通过基因水平转移在不同菌属间传播,提示各医药单位必须加强耐药监测及合理选择抗菌药物,以减少多重耐药细菌的发生和发展。     

辽宁地区沙门菌整合子与耐药相关性研究

摘要：目的 及时掌握辽宁地区沙门菌整合子的分布以及对常用抗菌药物的耐药情况,获取沙门菌整合子与耐药性的相关性,从而为临床用药及治疗提供指导。方法 本文对来源于食品以及病患的149株沙门菌,利用PCR扩增的方法,进行整合子类别的筛选,并将扩增的整合子基因盒进行基因测序,同时通过药敏板测定(耐药性实验)对沙门菌与15种临床常用抗菌药物的耐药相关性进行研究。结果 149株沙门菌中未发现第II类、第III类整合子,检出第I类整合子的菌株50株,I类整合子阳性率为33.6%。50株整合子阳性菌株中25株携带耐药基因盒,片段范围从1500~1800 bp。测序结果表明,其中22株整合子携带dfrA17-aadA5基因盒,2株携带dfrA12-aadA2基因盒,1株首次检出罕见耐药基因盒linG。根据整合子携带情况不同,对15种抗菌药物的耐药率进行对比分析,结果显示整合子阳性菌对9种抗菌药物的耐药率显著高于整合子阴性菌(P<0.01),分别为氨苄西林、四环素、氯霉素、头孢噻肟、头孢唑林、庆大霉素、复方磺胺甲恶唑、阿奇霉素和环丙沙星。辽宁地区沙门菌多重耐药率达50.3%。结论 I类整合子在沙门菌中分布广泛,抗性基因表型与耐药结果相一致,整合子的携带与沙门菌多重耐药率高度相关。沙门菌对亚胺培南和头孢西丁保持高敏感率,可以用于对常规抗菌药物耐药的沙门菌的治疗。     

Antibiotic resistance in gram-negative bacteria: the role of gene cassettes and integrons.

Resistance of gram-negative organisms to antibiotics such as beta-lactams, aminoglycosides, trimethoprim and chloramphenicol is caused by many different acquired genes, and a substantial proportion of these are part of small mobile elements known as gene cassettes. A gene cassette consists of the gene and a downstream sequence, known as a 59-base element (59-be), that acts as a specific recombination site. Gene cassettes can move into or out of a specific receptor site (attl site) in a companion element called an integron, and integration or excision of the cassettes is catalysed by a site-specific recombinase (Intl) that is encoded by the integron. At present count there are 40 different cassette-associated resistance genes and three distinct classes of integron, each encoding a distinct Intl integrase. The same cassettes are found in all three classes of integron, indicating that cassettes can move freely between different integrons. Integrons belonging to class I often contain a further antibiotic resistance gene, sull, conferring resistance to sulphonamides. The sull gene is found in a conserved region (3'-CS) that is not present in all members of this class. Class I integrons of the sull type are most prevalent in clinical isolates and have been found in many different organisms. Even though most of them are defective transposon derivatives, having lost at least one of the transposition genes, they are none the less translocatable and consequently found in many different locations. The transposon Tn7 is the best known representative of class 2 integrons, and Tn7 and relatives are also found in many different species.     

鲍曼不动杆菌Ⅰ类整合子与多重耐药相关性研究

目的 了解临床分离鲍曼不动杆菌的耐药状况、Ⅰ类整合子的分布情况,探讨Ⅰ类整合子与多重耐药的关系.方法 检测20种临床常用抗菌药物对鲍曼不动杆菌临床分离株的最低抑菌浓度(MIC).PCR扩增Ⅰ类整合酶基因.对部分Ⅰ类整合酶阳性菌株进行耐药基因盒序列分析.结果 鲍曼不动杆菌呈现多重耐药,鲍曼不动杆菌对IMP和MRP耐药率分别为0.9%和1.8%,对CPZ/SB的耐药率为35.7%,对其它抗菌药物的耐药率均大于60%,多重耐药率为76.8%(86/112),但对COL和MIN均敏感.80.4%(90/112)的菌株检测出Ⅰ类整合子.Ⅰ类整合子阳性株对多种药物的耐药率均高于阴性株,且Ⅰ类整合子阳性株多重耐药率(90%)明显高于阴性株(22.7%)(P<0.01).Ⅰ类整合子基因盒序列分析显示,Ⅰ类整合子携带aacA4,catB8和aadA13种耐药基因.结论 Ⅰ类整合子在鲍曼不动杆菌中检出率很高并与其多重耐药性关系密切.