铜绿假单胞菌中碳青霉烯类抗生素的耐药机制研究

病原微生物不断上升的耐药性使得耐药机制研究非常迫切。碳青霉烯类抗生素耐药菌株的出现和快速增加威胁着病原菌感染治疗的最后一道防线。本项目拟以铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa,PA）PAO1为研究对象，通过全基因组水平转座突变体库的建立和筛选，获得亚胺培南、美罗培南两种临床常用碳青霉烯类抗生素的耐药基因图谱，揭示不同碳青霉烯类抗生素的耐药遗传机制；结合药物分析、蛋白组学分析等手段对发现的重要新耐药基因的功能和调控途径进行深入研究，明确其引起耐药性的分子机制。项目的研究结果将创新性地发现铜绿假单胞菌产生碳青霉烯类抗生素耐药的新基因和耐药机制，为后续铜绿假单胞菌产生碳青霉烯类抗生素耐药的调控网络的研究提供平台，同时将对临床治疗方案的优化提供理论指导，对其他病原微生物耐药机制的研究也具有一定的借鉴意义。

本项目以铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa,PA）PAO1为研究对象，通过构建、筛选PAO1的全基因组水平转座突变体库，获得对亚胺培南(Imp)、美罗培南(Mem)和比亚培南(Bip)三种临床常用碳青霉烯类抗生素耐药的相关基因，在此基础上对其耐药分子作用机制进行研究。通过前期努力，在理论和应用方面都取得了一些重要的进展，在各项指标上基本上都是超量完成了计划。理论方面，获得系列铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素耐药的相关发现：1）筛选获得48个与PA对碳青霉烯类抗生素耐药的相关基因，38个为首次发现与该类抗生素耐药相关的基因。其中有22个基因对这三种抗生素的药物敏感性影响一致，剩余其他基因对这三种抗生素的药物敏感性影响趋势不一致，说明这三种抗生素的耐药作用机制具有共性，同时也具有各自的特性。2）发现新的PA外膜蛋白对其耐药性具有重要，如PA2800，PA0011，PA3242等。这些外膜相关蛋白对PA耐药性的影响，主要原因是影响了外膜的完整性和稳定性。另外，这些基因也通过影响其他一些已经发现的与药物敏感性相关的基因的表达进而影响相关耐药性，如外排泵等，说明细菌耐药性是一个紧密调控的系统作用结果。3）发现PA的离子转运系统对其耐药性具有重要影响作用，并发现了新的锌离子转运系统。 4)发现新的外排系统与PA对碳青霉烯类抗生素耐药相关，该系统属于非典型性ABC转运系统。还有一些其他方面的发现，如细胞修复系统在PA对药物的敏感性也有显著影响等。在应用方面，基于某些基因同时影响PA的耐药性和致病性的发现，对于PA的耐药性和致病性影响一致的基因，可以作为药物筛选或作用靶点。根据该项研究成果，申请国家专利一项，2015年7月进入实审阶段。这些研究结果，为后续深入研究铜绿假单胞菌产生碳青霉烯类抗生素耐药性的调控网络提供基础和平台，对临床治疗方案的优化和药物筛选提供理论指导和作用，对其他病原微生物耐药机制的研究也具有一定的借鉴意义。.完成项目的同时，培养硕士研究生13名。发表SCI论文8篇，国内核心论文9篇，参加国际会议并发表论文及做大会报告1次，出版专著一部，申请发明专利一项（实审阶段）。待发表相关SCI文章3-4篇。