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不同抗生素对阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌的敏感性及其16S rRNA甲基

2019-11-20 09:18 字体:   打印 收藏 
[摘要] 目的 研究不同抗生素对阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌的敏感性及其16S rRNA甲基化酶基因的类型。方法 收集76株阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌,纸片扩散法检测其对不同抗生素的敏感性;使用PCR检查16S rRNA甲基化酶基因 armA,rmtA,rmtB,rmtC和rmtD的表达并进行测序。结果 阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌对米诺环素,亚胺培南和美罗培南耐药率分别为39.5%, 44.7%和46.1,对另外10种抗生素如庆大霉素,头孢曲松,环丙沙星,左氧氟沙星等的耐药率均在80%以上。在上述菌株中,armA型16S rRNA甲基化酶基因检出率为81.6%(62/76),未检出rmtA,rmtB,rmtC及rmtD基因。结论 阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌对各种抗生素均有耐药性,庆大霉素,头孢曲松,环丙沙星,左氧氟沙星等的耐药率较高,而对米诺环素,亚胺培南和美罗培南耐药率较低;该型鲍曼不动杆菌主要表达armA型16S rRNA甲基化酶耐药基因。
[关键词]  阿米卡星, 鲍曼不动杆菌, 耐药;16S rRNA
阿米卡星是一种氨基糖苷类抗生素,主要用于对庆大霉素,卡那霉素耐药的革兰阴性杆菌如大肠杆菌,变形杆菌和绿脓杆菌引起的各种感染,具有广谱高效
的的抗菌活性,与作用于细胞壁的抗生素联合使用会增加作用[1],但是随着其在临床的长期应用,其耐药性也不断增强。鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)为非发酵革兰阴性杆菌,广泛存在于自然界,属于条件致病菌,是医院感染的重要病原菌,主要引起呼吸道感染,也可引发菌血症,泌尿系感染,手术部位感染
和肺炎等[2]。最近研究表明[3],革兰阴性杆菌对氨基糖苷类抗生素产生耐药的一种新的机制是产生16S rRNA甲基化酶基因,本次研究我们首先研究了不同抗生素对阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌的敏感性,同时也研究了本院阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌的6S rRNA甲基化酶基因armA,rmtA,rmtB,rmtC,rmtD五种分型的表达情况,以希望为阿米卡星及其他氨基糖苷类抗生素的合理应用提供依据。
 
1材料与方法
1.1材料与试剂
76株阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌菌株是2011年9月-2012年12月从本院各临床科室分离获得,主要来自肾内科,肺科,神经内科和感染科等,包括血液,尿液,脓液以及各种分泌物。上述菌株均经杜邦BAX® Q7全自动病原微生物快速检测系统进行鉴定。Kirby-Bauer法药敏试验纸,英国Oxoid 公司;PCR试剂购自日本东洋纺生物公司(TOYOBO Co.);引物由上海捷瑞生物进行合成。PCR仪,电泳仪以及凝胶成像系统均为美国伯乐公司(BIORAD Co.)生产。 
抗生素阿米卡星,哈药集团三精制药股份有限公司;妥布霉素,上海第一生化药业有限公司;庆大霉素,天津药业焦作有限公司;四环素,米诺环素,左氧氟沙星,环丙沙星,头孢他啶,头孢吡肟和头孢曲松,均为齐鲁制药有限公司产品;替卡西林,华北制药集团先泰药业有限公司;美罗培南和亚胺培南,石药集团中诺药业(石家庄)有限公司。
1.2研究方法
1.2.1药敏试验 
所有菌株均经BAX® Q7全自动病原微生物快速检测系统进行鉴定,使用纸片扩散法(K-B)对各种抗生素进行药敏试验。鲍曼不动杆菌对各种抗生素的耐药性参照美国临床和实验室标准协会linical and laboratory standards institute, CLSI) 2009年抗菌药物敏感性试验标准进行评价。所用药物包括阿米卡星,妥布霉素,庆大霉素,头孢他啶,头孢吡肟,头孢曲松,左氧氟沙星,环丙沙星,替卡西林,美罗培南,亚胺培南,四环素和米诺环素。实验结果S(susceptible)表示敏感,指细菌对抗菌药敏感,用常规剂量治疗通常有效。I(intermediate)表示中等,指细菌对抗菌药中度敏感,常规剂量时平均血浓度等于或略高于最低抑菌浓度(MIC),需用高剂量或对体内药物浓缩部位的感染可能有效。R(resistance)表示耐药,指细菌对某种抗菌药耐药,药物对细菌的MIC(minimum inhibitory concentration最小抑菌浓度)高于应用常规剂量时的血浓度,应用常规剂量治疗通常无效。使用铜绿假单胞菌ATCC 27853和大肠埃希菌TCC 35218,ATCC 25922作为质控菌株。
1.2.2耐药基因检测及测序
   将纯培养的菌株加入蒸馏水300μl混匀,95℃煮沸10min,以10000转/min的速度4℃离心10min,取上清DNA模板-20℃保存备用。PCR扩增5种16SrRNA甲基化酶基因armA、rmtA、rmtB、rmtC和rmtD。分别加入DNA模板2μl,上下游引物各1μl,Premix Taq酶10 μl,加蒸馏水补充至总体积20 μl,按照程序进行聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)。PCR反应的条件为:95℃变性2分钟,再进行40个循环,每个循环的步骤为95℃30秒,55℃退火30秒以及72℃延伸30秒。
所有PCR扩增产物一部分均进行测序(上海吉美公司),测序结果与Pubmed中相应基因顺序使用Blast进行同源性分析。另一部分产物使用琼脂糖凝胶电泳进行检测,方法如下所述:称取琼脂糖,加入1×电泳缓冲液,待水合数分钟后,置微波炉中将琼脂糖融化均匀;将胶槽置于制胶板上,插上样品梳子,注意观察梳子齿下缘应与胶槽底面保持1mm左右的间隙,待胶溶液冷却至50℃左右时,加入最终浓度为0.5微克/毫升的EB摇匀,轻轻倒入电泳制胶板上,除掉气泡;待凝胶冷却凝固后,垂直轻拔梳子;将凝胶放入电泳槽内,加入1×电泳缓冲液,使电泳缓冲液液面刚高出琼脂糖凝胶面;将DNA样品与上样缓冲液加入胶板的样品小槽内;加样后的凝胶板立即通电进行电泳,当溴酚蓝移动到距离胶板下沿约1cm处时,停止电泳;电泳完毕,取出凝胶于凝胶成像系统中拍照并保存。
 
2 研究结果
2.1 54株阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌对13种抗菌药物的耐药性
54株阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌对米诺环素,亚胺培南和美罗培南耐药率分别为39.5%, 44.7%和46.1,其余10种抗菌药物耐药率均在80%以上,阿米卡星和庆大霉素的耐药率最高,达到了100%,表明米诺环素,亚胺培南和美罗培南对阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌较为敏感,而对其他抗生素均有很高的耐药性,尤其是阿米卡星和庆大霉素已完全耐药,结果见表1,因此对于阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌应选用米诺环素,亚胺培南和美罗培南进行治疗。
表1 13种抗生素对阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌的药敏试验(%)
抗生素 R I S
阿米卡星 100 0 0
妥布霉素 96.2 0 3.8
庆大霉素 100 0 0
头孢他啶 96.2 3.8 0
头孢吡肟 92.1 3.9 3.9
头孢曲松 92.1 3.9 3.9
左氧氟沙星 92.1 0 7.9
环丙沙星 84.2 13.2 2.4
替卡西林 89.5 5.3 5.3
美罗培南 46.1 26.3 14.5
亚胺培南 44.7 13.2 42.1
四环素 72.4 14.4 13.2
米诺环素 39.5 13.2 34.2
 
2.2 耐药相关基因检测
76株阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌中有62株检出16S rRNA甲基化酶基因,检出率为81.6%(62/76),所有检出的菌株中均检测证实为armA基因,而rmtA,rmtB,rmtC和rmtD基因则未有检出。PCR扩增产物经测序与Pubmed上公布的armA(EU014811)序列是一致的。另取6个PCR产物armA基因经琼脂糖凝胶电泳,电泳图见图1。以上结果表明,armA型16S rRNA甲基化酶基因是阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌耐药的主要基因。
 
图1 阿米卡星耐药鲍曼不动杆菌PCR产物琼脂糖凝胶电泳图。1-6为阳性表达,位置与armA基因一致。
 
讨论
鲍曼不动杆菌是临床常见的条件致病菌,广泛存在于医院环境中,仅次于铜绿假单胞菌的革兰阴性杆菌,是临床感染的重要病原菌[4]。氨基糖苷类药物通过与细菌30S核糖体亚基的16S rRNA A位点结合,导致细菌蛋白质合成受阻而死亡。在广谱抗菌药物的广泛应用所形成的选择性压力下,耐氨基糖苷类抗生素的多重耐药鲍曼不动杆菌临床分离率日趋增多,在世界范围内均引起了广泛的重视[5]。鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药机制主要包括:缺失外膜孔蛋白表达;产生氨基糖苷修饰酶;核糖体结合位点发生改变以及16S rRNA甲基化酶等[6]。16S rRNA甲基化酶基因通常位于可转移的质粒上,可以在不同菌株以及不同菌种之间转移,加重形成多重耐药菌,给医院感染的预防和治疗带来很大的困难。
我们本次的药敏试验的结果表明,米诺环素对阿米卡星耐药的鲍曼不动杆菌有较低的耐药性和较好的抗菌活性,而其他抗生素如亚胺培南,美罗培南等均有较好的耐药,对阿米卡星,妥布霉素和庆大霉素3种氨基糖苷类抗生素全部耐药。而除了四环素类的米诺环素以及碳青霉烯类中美罗培南和亚胺培南的耐药率较低,其余抗生素的耐药率均在80%以上,表明对于此类感染应多选用米诺环素以及美罗培南和亚胺培南。我们本次选用了两种碳青霉烯类抗生素,美罗培南和亚胺培南,两者对阿米卡星耐药的鲍曼不动杆菌的耐药率均较低,我们推断很有可能所有碳青霉烯类抗生素都对此类鲍曼不动杆菌具有较小的耐药性,这需要在今后的研究中进一步证实。16SrRNA甲基化酶是抗生素耐药的一种新机制,其可以使16SrRNA 的A位点碱基甲基化,而甲基化酶修饰的位点与氨基糖苷类药物作用位点相同,从而使氨基糖苷类药物不能与靶点结合导致细菌对其产生耐药,Sven等[7]的相关研究表明,相关耐药菌的MIC值可能达到1000 mg/L。Julian等[8]证实,至今有7种16S rRNA甲基化酶基因aymA、rmtA、rmtB、rmtC、rmtD、rmtE和npmA在革兰阴性杆菌中有发现。本次研究中我们检测了5种16S rRNA甲基化酶基因armA,rmtA,rmtB,rmtC和rmtD,而其中仅检出了armA型,而其他均未检出,这与国外的Brigante等[9]的报道结果是一致的,与国内其他相关报道也是基本一致的[3,10]。81.6%样本检出armA型16S rRNA甲基化酶基因,表明鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类抗生素耐药可能还存在其他可能的耐药机制,与国内外的前期报道是基本一致的,仅在数值上存在一定的差异[9,11],这可能与两次研究的不同环境,不同菌株的不同耐药程度有一定关系。
综合以上可以看出,除米诺环素以及素碳青霉烯类中美罗培南和亚胺培南等外,多种抗生素对耐阿米替林鲍曼不动杆菌具有较强的耐药性,其耐药主要与16S rRNA甲基化酶基因armA有关,在今后对这类细菌的感染应多用米诺环素以及美罗培南和亚胺培南等进行治疗。

[参考文献]
 
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