产KPC酶肠杆菌科细菌磷霉素耐药及传播机制研究

The prevalence of Enterobacteriaceae producing Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase (KPC) in clinic is a great challenge for the treatment of infection. The effective antimicrobial agents are extremely limited. Except for polymyxin E and tigecycline, fosfomycin is one of the most important antibiotics to treat the infection of Enterobacteriaceae producing KPC in the world. In our past study, the fosfomycin resistance rate of these 268 KPC-producing Enterobacteriaceae strains isolated from 10 provinces in China, was 58.2%. The plasmid-mediated fosfomycin resistance gene, fosA, was detected by the complete nucleotide sequence of the plasmid pKP96 from klebsiella pneumonia strain. In this study, we will use the methods including conjugation, transformation, gene cloning, and plasmid sequencing, in order to reveal the fosfomycin resistance and transmission mechanism in KPC-producing Enterobacteriaceae, and the relationship of fosfomycin resistance gene and the blaKPC gene. Novel fosfomycin resistance gene may be detected. This study will provide scientific basis for the control of the fosfomycin resistance in KPC-producing Enterobacteriaceae.

产KPC酶（Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase）肠杆菌科细菌在我国的出现和流行给临床抗感染治疗带来了极大的挑战，有效治疗药物极为有限。磷霉素被国外推荐为多粘菌素E和替加环素外的治疗产KPC酶肠杆菌科细菌感染的最重要抗菌药物。我们前期研究发现分离自我国10个省市的268株产KPC酶肠杆菌科细菌对磷霉素的耐药率极高，达58.2%；已完成的肺炎克雷伯菌质粒pKP96全序列上发现了重要的质粒介导磷霉素耐药基因（fosA）。本研究将采用接合、转化、基因克隆、全质粒测序等方法，完成磷霉素耐药基因筛查、定位及可移动基因元件研究，明确质粒介导耐药基因及染色体突变在我国产KPC酶肠杆菌科细菌磷霉素耐药中的作用，揭示磷霉素耐药基因与blaKPC基因的相关性，阐明其耐药及传播机制，极可能发现新的磷霉素耐药基因，为产KPC酶肠杆菌科细菌感染治疗和耐药控制提供基础。

目前磷霉素被推荐为除多粘菌素E和替加环素外的治疗产KPC酶肠杆菌科细菌感染的最重要抗菌药物之一。我们的早期研究发现分离自我国产KPC酶肠杆菌科细菌对磷霉素的耐药率极高，并且发现了重要的质粒介导磷霉素耐药基因fosA。因此本研究针对2010年至2013年来自12家医院的278株产KPC酶肺炎克雷伯菌，与同时期收集的相应医院80株产ESBLs肺炎克雷伯菌（不产KPC酶）进行比较，利用PCR扩增测序筛查已知的磷霉素耐药基因。研究发现产KPC酶菌株的磷霉素耐药率（60.8%,169/278）显著大于只产ESBLs的菌株（12.5%,10/80），而且有94株产KPC酶菌株对磷霉素耐药的原因是携带质粒介导耐药基因fosA3，并且这些fosA3基因阳性菌株同源性很高。对代表性质粒pFOS18进行了全质粒序列测定，分析显示fosA3基因位于一个双拷贝IS26插入序列中间，可能由IS26介导转移，而blaKPC-2基因则位于一个经典的Tn3-Tn4401复合转座结构中。在此基础上对12株同源克隆医院暴发流行株进行了高通量基因组测序和追踪溯源，基因组数据间的单核苷酸（SNP）差异将这些菌株分为三个独立的分枝，说明暴发菌株经历了三个独立的流行和进化过程。后续的研究争取在下一个课题中采取基因组学及功能基因的研究方法探索还未知原因的磷霉素耐药菌株，力争发现有价值的、新的染色体介导磷霉素耐药基因。