肠道产KPC型碳青霉烯酶细菌定植的微生物生态机制研究

本项目在应用微生态系统理论基础上，以揭示肠道耐药微生物定植与微生物生态失衡的联系机制为目标，采用脉冲场凝胶电泳、定量PCR、末端限制性片段长度多态性、磷脂脂肪酸法、高通量测序等新兴微生物生态测试技术，调查产KPC型碳青霉烯酶细菌的流行特点、在肠道内的定植情况及其耐药特征，同时研究肠道微生物群落的组成结构多样性和分子生态特征，明确表征耐药菌定植抗力的肠道微生物生态指标，阐明肠道内产KPC型碳青霉烯酶细菌与正常微生物菌群之间的相互作用和联系，揭示产KPC型碳青霉烯酶细菌定植的微生物生态机制。预期成果对阐明耐药微生物在人体内的定植传播机理有重要意义，为预防和控制耐药微生物对人类健康的危害提供科学依据和新的思路。

由于缺乏针对产KPC型碳青霉烯酶细菌所致感染的有效治疗药物，有关KPC的研究已成为抗感染领域专家的研究重点之一。本项目通过收集浙江大学医学院附属第一医院重症监护室的临床样本，调查了产KPC型碳青霉烯酶细菌在肠道的定植情况及其流行特点。发现肠道碳青霉烯类抗生素不敏感菌的分离率为30.4%，显著高于同时期同病房临床的碳青霉烯类抗生素不敏感菌分离率。肠道分离碳青霉烯类抗生素不敏感菌中肠杆菌细菌比例为31.1%，明显高于临床分离株的12.1%。肠道分离的碳青霉烯类抗生素不敏感菌中出现一些临床不常见却在环境中易出现的细菌。PFGE显示肠道分离菌的同源性显著低于临床分离株。利用Southern杂交及PCR步移法等方法，对我国首次发现的产KPC铜绿假单胞菌和植生拉乌尔菌进行了耐药性、同源性、KPC基因定位及其基因环境的研究，发现铜绿假单胞菌和植生拉乌尔菌的KPC基因分别定位于染色体和质粒上，并发现上述细菌中的KPC基因周围最长达7498-bp的序列和中国流行的存在于肠杆菌科细菌的KPC基因周围序列相同。本课题还对该产KPC的全耐药铜绿假单胞菌进行了全基因组测序以研究其KPC基因更远范围的周围序列和来源。应用多末端限制性片段长度多态性技术，研究了肠道微生物群落组成、结构、多样性和分子生态特征，结果表明碳青霉烯抗生素耐药菌定植时，真菌和古菌的末端限制性片段长度多态性有显著改变，揭示了肠道微生物生态与耐药菌定植密切相关。