动物源大肠杆菌HI2型多重耐药质粒流行特征及亚抑菌浓度抗生素对其传播的影响

Plasmids play an important part in the development of resistance to antibiotics used for the treatment of infectious diseases. They can evolve by the acquisition of transposons and other mobile entities that carry antibiotic resistance genes. IncHI2 plasmids are known to play a significant role in the acquisition of antibiotic resistance, and they have recently been implicated in the spread of genes encoding extended-spectrum β-lactamases, plasmid-mediated quinolone resistance and 16S rRNA methylase. The project intends to research the epidemiological characteristics of HI2 plasmid in Escherichia coli isolates from animals, and clearly know the prevalence and spread of multi-drug resistant HI2 plasmid in pathogens of animal origin; use high-throughput sequencing analysis of different animal origin HI2 plasmids, complete the genetic map, and clarify the plasmid propagation mechanisms and molecular evolutionary relationships; and assess the impact of sub-inhibitory concentrations of antibiotics on its spread, providing not only the foundation for risk assessment and control of the resistance bacteria of animal origin, but also the useful technical reserves for public health emergencies class in response to the outbreak of superbug infections.

质粒在耐药性的水平传播上发挥着重要的作用，特别是一些能够捕获多个耐药基因的质粒，它们的广泛传播，给临床感染性疾病的有效治疗带来了巨大的挑战。HI2型质粒是近年来被频繁报道的一个质粒，它通常能携带多个人医和兽医临床重要的如超广谱β-内酰胺酶、质粒介导喹诺酮和16S rRNA甲基化酶等耐药基因，从而成为全世界范围内耐药性重要的监控对象和研究热点。本项目拟开展食品动物源大肠杆菌中HI2型质粒的流行特征研究，明确该质粒在我国动物源性病原菌中的流行扩散情况及其多重耐药机制；采用高通量测序分析不同来源HI2型质粒间的亲缘关系，绘制遗传图谱，阐明该质粒的分子传播机制和进化机制；并评估亚抑菌浓度抗生素对其传播的影响，为耐药性的风险评估和控制提供依据，也为应对超级细菌感染爆发等重大公共卫生突发事件提供技术储备。

质粒介导耐药基因水平转移在耐药性散播上起着重要作用，使得细菌耐药性问题日趋严重。IncHI2型质粒是肠杆菌中最为流行的质粒之一，其携带的多重耐药区常呈现马赛克结构，介导多种耐药基因和重金属耐受基因散播。本研究旨在了解食品动物源肠杆菌中IncHI2型质粒流行与分布情况、质粒的分子特征、遗传进化关系以及亚抑菌浓度抗生素对该质粒传播的影响。.通过对华南地区分离的2005株食品动物源肠杆菌中多重耐药IncHI2质粒的进行调查，发现IncHI2型质粒检出率相对较低（126/2005，6.28%）。在126株阳性菌中，对8种以上抗菌药物耐药的菌株占80.16%，对头孢噻肟、庆大霉素、环丙沙星和喹乙醇的耐药率都在66%以上，多重耐药现象严重；ESBLs（blaCTX-M）、PMQRs（oqxAB，aac(6’)-Ib-cr以及qnrS）以及floR的流行性也较高。从739株患病食品动物源大肠杆菌中，获得25株携带oqxAB/blaCTX-M-IncHI2质粒的接合子，主要为ST3型（n=22）。挑选具有代表性的oqxAB/blaCTX-M-IncHI2质粒进行高通量测序并对质粒的全序列进行分析，发现质粒pZ13T和pP2-3T很可能是由IncHI2型质粒和IncFII型质粒通过IS26介导的同源重组而融合形成的。运用质粒的全基因组构建遗传进化树的方法分析不同地域国家不同来源肠杆菌中IncHI2质粒遗传进化关系，发现该型质粒的进化与其ST型和携带的耐药区基因之间存在密切的联系。接合转移试验表明亚抑菌浓度的头孢噻肟、环丙沙星、氟苯尼考、四环素、复方新诺明均能显著诱导IncHI2质粒的传播，而低剂量的卡那霉素能显著抑制IncHI2质粒的传播。.本研究阐明了IncHI2质粒的分子传播机制和进化机制，研究了亚抑菌浓度抗生素对其传播的影响，不仅为耐药性的风险评估和控制提供科学依据，也为应对超级细菌感染爆发等重大公共卫生突发事件提供技术储备。