多重耐药肺炎克雷伯菌SWU01全基因组测定及耐药基因分析

摘要

肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae KPN)是临床常见的细菌，常引起原发性肺炎、支气管炎、泌尿道感染。近年来，由于抗菌药物选择压力加大，临床滥用药物情况严重，致使多重耐药肺炎克雷伯菌分离率明显增加。根据中国细菌耐药监测网 CHINET2015年底公布最新数据显示革兰阴性菌占临床分离菌总数的71.1％，肺炎克雷伯菌占所有革兰阴性菌的比例达到19.8%。本研究采用第三代高通量测序技术平台对临床所分离多重耐药肺炎克雷伯菌株SWU01进行全基因组测序，研究多重耐药肺炎克雷伯菌的耐药机制和传播机制，对多重耐药肺炎克雷伯菌的防治具有重要意义。　　目的：分析临床分离多重耐药肺炎克雷伯菌株SWU01对18种临床常用抗菌药物的耐药情况以及其产超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)、AmpC酶、碳青霉烯酶情况，为指导临床合理使用抗生素提供科学依据；运用高通量测序技术对多重耐药肺炎克雷伯菌株SWU01进行全基因测序，分析其基因组特征，并对耐药基因进行分析，了解菌株多重耐药的遗传机制，为医院感染防控提供实验依据。　　方法：收集2016年某医院临床分离的多重耐药肺炎克雷伯菌SWU01，经培养鉴定、18种抗菌药物（阿米卡星、氨苄西林、庆大霉素、头孢吡肟、头孢曲松、头孢他啶、头孢替坦、头孢唑林、妥布霉素、氨苄西林/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦、氨曲南、厄他培南、亚胺培南、呋喃妥因、复方新诺明、环丙沙星、左旋氧氟沙星）最低抑菌浓度值（MIC）以及相关耐药表型验证实验确定其耐药表型；采用多位点序列分型（MLST）方法确定菌株克隆型别；运用高通量测序技术进行全基因组测序，运用多种生物信息分析软件和NCBI基因资料库对所得基因信息进行分析。　　结果：1.SWU01经培养鉴定为肺炎克雷伯菌；药敏实验对所有18种抗菌药物均表现为耐药,耐药率达100%；超广谱β内酰胺酶、AmpC酶、碳青霉烯酶均为阳性，为多重耐药菌株；MLST型别为ST11。2.对获得菌株的基因组进行全基因组测序，所获数据通过大量软件分析后最终确定SWU01基因序列全长5,536,506 bp，平均GC含量57.51%(Gene Bank Access-ion NO:CP018454-CP018455)，包含6459个蛋白质编码基因；在同源基因分析的基础上，将所有比齐后的同源基因串联起来获得全基因组水平上的比对结果进行全基因组进化树的构建，明确SWU01与菌株cp006659.2亲缘关系最近。3.SWU01耐药基因主要分布在质粒PSWU01， PSWU01全长162,552bp，GC含量52.76%；含有250个开放阅读框，其中有69个耐药相关编码基因，包括36个接合性质粒转移编码基因、5个抗菌药物耐药编码基因（TEM-1、CTX-M-65、SHV-12、rmtB、KPC-2）、4个毒素编码基因、8个转座子、15个插入序列以及1个Ⅰ类整合子整合酶编码基因；pSWU01质粒与Gene Bank已收录的耐药质粒LJ04(登录号: KT185451.1)的全长151,466个序列中有85%相同;与另一Gene Bank收录的耐药质粒pkP1034质粒(登录号:KP893385.1)的全长136,848个序列中有76%相同。pSWU01和LJ04、pkP1034三个质粒均携带有耐药基因TEM-1、CTX-M-65、SHV-12、rmtB和KPC-2，其表达耐药基因的序列完全相同，只是各自在质粒中所处相对位置有所差异。　　结论：1.肺炎克雷伯菌株SWU01对所有18种抗菌药物均耐药，为多重耐药菌株。2.肺炎克雷伯菌株SWU01全基因组测序(GeneBank Accession NO:CP018454-CP018455)全长5,536,506 bp，平均GC含量57.51%，包含6459个蛋白质编码基因，与菌株cp006659.2亲缘关系最近；SWU01含有耐药质粒，其中耐药基因主要分布在质粒PSWU01。3.肺炎克雷伯菌株SWU01质粒PSWU01全长162,552bp，GC含量52.76%，包含250个蛋白质编码基因，其中含大量抗菌药物耐药编码基因是菌株多重耐药的主要原因。

目录

前言

第一部分 多重耐药肺炎克雷伯菌SWU01培养鉴定、药敏表型及克隆类型

1.1 材料与方法

1.2 结果

1.3 讨论

第二部分 SWU01菌株全基因组测定及比较基因组分析

2.1 实验材料与方法

2.2 结果

2.3 讨论

第三部分 肺炎克雷伯菌SWU01耐药基因分析

3.1 材料与方法

3.2 结果

3.3讨论

结论

参考文献

英汉缩略词对照表

致谢

综述:肺炎克雷伯菌研究进展

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