多重耐药鲍曼不动杆菌全基因组测序和“耐药岛”的比较基因组学分析

鲍曼不动杆菌具有强大的获得各类抗菌药物耐药基因的能力，对目前所有抗菌药物均可产生耐药。多重耐药鲍曼不动杆菌在世界范围的广泛流行，是目前最受关注的微生物耐药问题之一。我国是世界上多重耐药克隆流行极为严重的国家之一，许多省份均已出现播散和流行。当前，主要着眼于单一种类抗菌药物耐药机制的研究方法无法揭示鲍曼不动杆菌快速获得对几乎所有抗菌药物耐药性的机制，因此有必要通过快速发展的高通量测序技术和生物信息学技术深入全面了解鲍曼不动杆菌的耐药特性。本项目拟通过对鲍曼不动杆菌的全基因组测序，识别耐药基因聚集的"耐药岛"区域，发现新的耐药基因，并进行多个克隆多个地区的多重耐药鲍曼不动杆菌"耐药岛"的比较分析，从而揭示我国多重耐药鲍曼不动杆菌耐药基因的获得和传播机制。本项目的实现对我国多重耐药鲍曼不动杆菌的控制，提高我国耐药研究的技术水平，促进相关新技术的开发和应用等方面有重要意义。

鲍曼不动杆菌是临床常见致病菌，其多重耐药问题严重，我国也是世界上多重耐药克隆流行极为广泛的国家之一，亟需了解和阐明鲍曼不动杆菌的基因组背景和快速获得广谱耐药性的本质。本研究通过高通量测序平台完成了一株属于流行克隆复合体CC92的多重耐药鲍曼不动杆菌菌株MDR-ZJ06的全基因组测序工作，获得了3.99Mbp长度、编码3887个蛋白的基因组全序列和一个20kbp长度、编码29个蛋白的质粒。通过对全基因组序列的基本分析，阐明了MDR-ZJ06菌株与欧洲流行克隆II菌株的进化亲缘关系，并明确了碳青霉烯类耐药基因blaOXA-23的基因周围环境，发现blaOXA-23基因的水平转移和CC92克隆传播是我国鲍曼不动杆菌对碳青霉烯类抗生素高耐药率的主要原因。通过多个鲍曼不动杆菌的比较基因组学分析，在我国流行克隆MDR-ZJ06基因组上发现一个长度为18kb、由15个基因组成的耐药岛，命名为AbaGI，此耐药岛在国内外均尚未报道。通过不同克隆型的菌株对该耐药岛进行相关性验证，证明此耐药岛AbaGI和鲍曼不动杆菌的多重耐药性直接相关。另外本研究在筛查blaOXA-23基因结构过程中，还发现了一株同时产B类金属酶blaSIM-1和D类碳青霉烯酶blaOXA-23的baylyi不动杆菌，显示了不动杆菌属细菌对耐药基因的强大整合能力。鲍曼不动杆菌MDR-ZJ06全序列是我国首个完成的临床流行克隆全基因组，耐药岛AbaGI的发现在国际上也尚属首次，对多重耐药鲍曼不动杆菌的分子流行病学研究意义重大。对基因组全序列的深入分析可以加深我们对鲍曼不动杆菌遗传背景的理解，方便我们探讨其多重耐药机制，为后续研究打下坚实基础。