禽大肠埃希菌CTX-M-90和CTX-M-65基因散播机制及其与致病力关系

Avian Escherichia coli pathogenicity results from virulence factors, which presence correlate closely with resistance. It is the major mechanism of resistance to the third generation cephalosporins that the bacteria could produce extended spectrum beta-lactamases (ESBLs). The major ESBL producer is Escherichia coli worldwide. The ESBLs contain many genotypes(for example TEM, SHV, CTX-M,et al ),recently the CTX-M genotype has been the most popular ones in the world. The CTX-M-90 and the CTX-M-65 subtypes were two novel enzymes in Avian Escherichia coli in Henan province, 2009. About fifties CTX-M-90/CTX-M-65 producing Avian Escherichia coli had been collected recent years in our laboratory, which will be included in this reaserch. The extensive dissemination mechanism of CTX-M-90 and CTX-M-65 genes will be conducted by strain molecular typing, plasmid property, and gene environment. The potential pathogenicities of CTX-M-90/CTX-M-65 producing Avian Escherichia coli will be discussed by exploring phylogenies and virulence factors, and by analyzing relationship among the CTX-M genotypes, the phylogenies and the virulence factors in the strains. The results will provide a new method to explore novel antimicrobial agents aimed at virulence factor targets, and profit to prevention and control disseminations and infections of CTX-M-producing Avian Escherichia coli.

禽大肠埃希菌致病性是多种毒力因子相互作用的结果，而毒力因子与细菌的耐药性密切相关。超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)是细菌对三代头孢耐药的主要机制，大肠埃希菌是ESBLs最主要的产生菌。ESBLs基因型有多种，其中CTX-M型已成为最为流行的基因型。CTX-M-90和CTX-M-65为2009年在河南省禽大肠埃希菌中发现的两个亚型，且已广泛扩散。本项目以多株产CTX-M-90/CTX-M-65禽大肠埃希菌为研究对象，从菌株的分型特征、质粒特性及基因环境等探索CTX-M-90和CTX-M-65基因广泛散播的原因。采用多重PCR和荧光定量PCR等技术探讨受试菌种系发育类型、MLST分型和毒力因子变化规律，分析细菌致病性与CTX-M型、系统发育背景及毒力因子三者之间相关性。为产CTX-M禽大肠埃希菌毒力因子靶位药物研发提供新的切入点，并为有效防控产CTX-M禽大肠埃希菌散播及感染提供理论依据。

大肠埃希菌产生ESBLs是其对三代头孢耐药的主要机制，而CTX-M型是ESBLs中最为流行的基因型。CTX-M-90和CTX-M-65为本课题组2009年在河南省禽大肠埃希菌中发现的两个亚型，且已广泛扩散。本项目以CTX-M-90/CTX-M-65禽大肠埃希菌为研究对象，在探索其散播机制基础上，采用多重PCR、荧光定量PCR等探讨受试菌致病力特性，分析细菌致病性与CTX-M及毒力因子之间相关性。.PFGE分型结果表明97株菌分属46种不同的克隆来源，且同一克隆株中既有产不同CTX-M亚群的菌株，又有不产ESBLs的敏感菌，说明克隆在CTX-M基因散播过程中发挥了重要的作用。多数受试菌（78.8%）对三代头孢的耐药性可以通过质粒接合实现水平传播，且每株受试菌在携带IncF的同时均携带了不低于一种的其他复制子，这些复制子可促进IncF在不同菌属间水平移动，从而加速耐药基因的水平散播。尽管CTX-M-65/CTX-M-90基因的上、下游序列复杂多变，但均含有IS插入序列，说明其在blaCTX-M-90和blaCTX-M-65的水平散播中也发挥了重要作用。.种系发育分型发现22.1%的产CTX-M菌株具有明显致病性，显著高于不产ESBLs菌株（仅1株D型，5%检出率）。说明产CTX-M禽源大肠埃希菌中有超过1/5的菌株具致病性，明显较敏感菌中多。其中CTX-M-9亚群中致病菌株为D型，而CTX-M-1亚群中致病菌株中D型和B2型均有检出。.CTX-M-9亚群菌株中的iroN、iss和irp-2基因和CTX-M-1亚群的traT和irp-2基因携带率均显著高于不产ESBLs菌株，CTX-M-9亚群iroN和iss的携带率也显著高于CTX-M-1亚群，但cvaC和sfaS的携带率却显著低于后者，说明CTX-M禽大肠埃希菌的致病力较强，且菌株致病力可能还与其携带CTX-M基因亚型有关。但三类菌iss基因的mRNA相对表达量无明显差异，推测受试菌的致病性主要与其携带毒力因子种类有相关。.总之，克隆、接合性质粒及IS插入序列均参与了CTX-M-65/CTX-M-90基因在菌属中的散播，CTX-M菌部分毒力基因携带率明显高于不产ESBLs菌，但差异毒力因子iss 的mRNA相对表达量在菌株中无明显差异，表明受试菌致病性主要与毒力因子种类相关，与差异毒力因子相对表达量无明显相关。