产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131耐药传播分子机制研究

CTX-M-15-producing multidrug resistant E. coli ST131 is a worldwide pandemic clone, causing predominantly antimicrobial-resistant infections. Research has confirmed the worldwide prevalence of CTX-M-15-producing multidrug resistant E. coli ST131 in harboring a broad range of virulence and resistance genes. It has become a global concern to human health and public safety. There are little amounts of data in China on the presence of the clone, thus our knowledge of the clone's geographical distribution is incomplete as well as the clone's molecular mechanisms of transmission are also unclear. Our preliminary experiment shows that the clone has been a local epidemic in China. The objective of this study was to investigate the molecular epidemiology of CTX-M-15-producing multidrug resistant E. coli ST131 in China, with a focus on clarifying resistance transmission mechanisms. In this project, transmission mechanisms of CTX-M-15-producing multidrug resistant E. coli ST131 are confirmed from different aspects by using various methods including MLST, pulsed field gel electrophoresis (PFGE), plasmid profiling, S1-PFGE (PFGE with S1 nuclease digestion), southern hybridization, enzyme kinetics, molecular modeling, etc. The achievements of this project have a very important theoretical and practical significance.

近年来产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131在全球范围内广泛流行和暴发，其具有强致病性、多重耐药性、且易感染成重症等特点，严重危害人类健康，成为全球关注的公共安全问题。当前产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131还有很多科学问题急需研究：其耐药传播分子机制有哪些？我国是否也已广泛流行？国内外流行菌株间是否有相关性？申请人前期预实验结果提示产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131已在我国局部流行，且其传播受不同分子机制影响。本项目拟在查明我国产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131流行现状的基础上，采用脉冲场凝胶电泳、质粒接合转化、质粒酶切图谱、核酸杂交、S1-PFGE、生物信息学和酶动力学测定等技术方法，重点从染色体、质粒等层面揭示产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131耐药传播的分子机制，为疫情监控和临床用药提供科学依据，具有重要意义。

近年来产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131在全球范围内广泛流行和暴发，其具有强致病性、多重耐药性、且易感染成重症等特点，严重危害人类健康，成为全球关注的公共安全问题。如何应对已成为医学领域急需解决的重大问题。本项目我们完成了以下几个方面的研究：.1、查明我国产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131流行现状：针对采集自全国14个省市20家合作医院临床的共计1084株多重耐药E. coli，筛选出172株产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131，分离率为15.9%（172/1084）。种系发生型分析发现，172株阳性菌株主要是D型和B型。.2、产CTX-M-15多重耐药E.coli ST131耐药传播机制研究：不同医院引起产CTX-M-15多重耐药E. coli ST131菌株传播流行机制不尽相同，CTX-M-15基因主要由质粒介导，但质粒类型不尽相同，整合子等移动元件在CTX-M-15基因传播过程中发挥重要作用。.3、新CTX-M嵌合体CTX-M-137耐药传播机制研究：本项目发现了一种新CTX-M嵌合体CTX-M-137。CTX-M-137是CTX-M-14和CTX-M-15的嵌合体，位于IncI1型质粒上，质粒大小约为80kb。在CTX-M-137上游，ISEcp1中插入了一个插入序列IS10,IS10两端有正向重复序列，说明IS10是通过转座插入的。ISEcp1和CTX-M-137中间的42bp间隔序列与常见的ISEcp1(插入或者没有插入IS10)- CTX-M-14-like完全一致。在CTX-M-137下游47bp位置有一个345bp被截断了的orf477。CTX-M-137 5‘端与blaCTX-M-14一致，3’端与CTX-M-15一致，中间有重叠区域。由于CTX-M-1群和CTX-M-9群基因有很多同源区域，另外CTX-M-137的上游和CTX-M-14一致，说明很可能通过不同CTX-M亚型间同源重组而来（J Antimicrob Chemother. 2014; 69(8):2081-5）。. 本项目实验材料来自于临床，做到研究成果直接服务于临床，为临床产CTX-M -15 多重耐药E. coli ST131引起感染病例的监测和控制提供科学依据。