多重耐药基因cfr在食源性金黄色葡萄球菌中传播的分子机制研究

Staphylococcus aureus is an important foodborne pathogens, which was detected in many kinds of food. With the abuse of antibiotics, the resistance of pathogens was more and more serious in recent years. The cfr gene was found to be the resistance gene which can resist at least five chemically unrelated antimicrobial classes: phenicols, lincosamides, oxazolidinones, pleuromutilins, and streptogramin A antibiotics. This gene is also found to mediates linezolid resistance by coding for Cfr methyltransferase that catalyzes enzymatic methylation of adenosine in position 2503 of the 23S rRNA. Nowadays, the detection of cfr in clinlic and animals source was reported in many previous studies, but the situation of food source were not clear. Therefore, it is significant to research the distribution and dissemination of cfr among foodborne Staphylococcus aureus. In our research we are going to study the prevalence of cfr in foodborne Staphylococcus aureus by PCR method. Then, PFGE will be used to study the phenotype of cfr positive bacteria. The molecular mechanism of transmission of cfr gene in foodborne Staphylococcus aureus will be characterized by southern blotting, conjugation and transformation experiments, genome sequencing, plasmid sequencing, and bioinformatics analysis. All these studies could elucidate the mechanism of transmission of cfr gene in foodborne Staphylococcus aureus, which will provide a theoretical basis for risk assessment and control of the transmission of foodborne resistant bacteria and resistant gene.

金黄色葡萄球菌是一种重要的食源性致病菌，在许多食品中均可检出。近年来，伴随着抗生素的大量使用，金葡菌的耐药问题日益突出。cfr是目前发现的唯一一种可同时介导对五种化学结构不同的抗菌药物（酰胺醇类、林可霉素类、截短侧耳素类、恶唑烷酮类和链阳菌素A类）耐药的多重耐药基因，也是迄今为止发现的第一种可介导利奈唑胺耐药的可转移耐药基因。目前，关于cfr基因在人源和动物源中的检出均有相关报道，但食品源中的现状并不清楚。因此，本项目将基于本课题组前期建立的全国食品源金黄色葡萄球菌菌种数据库，对相关菌株进行cfr基因的检测，并通过可转移性分析、全基因组及全质粒测序、生物信息学分析等阐明cfr基因在食源性金葡菌中的分子传播机制。本研究将有助于全面理解cfr基因在食品中的起源，为cfr基因的传播机制提供更多基础科学数据，同时也为食品源耐药菌/耐药基因扩散传播的风险评估和防控提供重要理论依据。

金黄色葡萄球菌是一种重要的食源性致病菌，在许多食品中均可检出。近年来，伴随着抗生素的大量使用，金葡菌的耐药问题日益突出。cfr是目前发现的唯一一种可同时介导对五种化学结构不同的抗菌药物（酰胺醇类、林可霉素类、截短侧耳素类、恶唑烷酮类和链阳菌素A类）耐药的多重耐药基因，也是迄今为止发现的第一种可介导利奈唑胺耐药的可转移耐药基因。目前，关于cfr基因在人源和动物源金葡菌中均有相关报道，但食品源中的现状并不清楚。基于本项目，我们对前期从全国分离的1581株食源性金黄色葡萄球菌进行了多重耐药基因cfr的PCR检测，最终发现一株分离自杭州地区速冻水饺中的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和2株疑似金葡菌为cfr阳性菌株（最终鉴定为海豚葡萄球菌）显示为cfr阳性菌株。进一步的，分别对这些cfr阳性菌株进行了耐药表型、毒力特征及基因分型研究，并利用全基因组三代测序对这3株cfr阳性菌株的遗传背景进行了分析。结果显示多重耐药基因cfr在MRSA中位于质粒上，且遗传背景与此前报道的临床分离株一致，应引起关注。此外，该菌株在染色体上还携带了9种ARGs (aadD, aadE, aacA-aphD, spc, lnu(B), lsa(E), tetL, ermC和blaZ)的多重耐药区域，在该多重耐药区域零星分布着6个不同方向的IS257插入序列，且能形成环状结构脱离染色体，行使耐药基因的传播与转移功能。通过本项目，我们也首次发现海豚葡萄球菌也是携带cfr多重耐药基因的新型载体，特别是Tn558新型衍生物的发现。cfr基因在新的葡萄球菌中的不断出现，也表明其传播力强，分布广泛。本项目的这些发现应引起了对食品安全和公共卫生安全的潜在威胁的进一步关注，也需要进一步监测来自不同葡萄球菌的类似携带cfr转座子的发生和传播。