食品動物源碳青霉烯耐藥基因blaIMP-4的發(fā)現(xiàn)

碳青霉烯類抗生素(Carbapenems)是一類抗菌譜最廣、抗菌活性最強的非典型β-內酰胺類抗生素，是目前人醫(yī)臨床治療多重耐藥(Muti-drug resistant，MDR)革蘭氏陰性菌感染最主要的抗菌藥物之一。世界各國均嚴禁將其應用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)。然而，隨著碳青霉烯類抗生素在臨床的廣泛應用，碳青霉烯耐藥菌株開始出現(xiàn)，特別是碳青霉烯耐藥腸桿菌科細菌的不斷出現(xiàn)，給人醫(yī)臨床和公共衛(wèi)生帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。由于動物源耐藥菌是耐藥基因重要的儲存庫之一，并且可以通過直接接觸、環(huán)境以及食物鏈等方式轉移擴散給人類，進而威脅人類健康。因此，動物源碳青霉烯耐藥菌和其耐藥基因的流行特點和傳播機制的研究對揭示碳青霉烯耐藥菌和其耐藥基因的擴散傳播機制具有十分重要的意義。

近期發(fā)表于《Journal of Antimicrobial Chemotherapy》的一項研究報道，首次發(fā)現(xiàn)了產金屬β-內酰胺酶IMP-4的豬源陰溝腸桿菌。作者在對我國東北地區(qū)動物源碳青霉烯耐藥腸桿菌科細菌進行流行病學調查過程中，發(fā)現(xiàn)一株豬直腸拭子來源的碳青霉烯耐藥陰溝腸桿菌，藥敏試驗結果顯示該分離菌呈現(xiàn)多重耐藥表型，同時對美羅培南、亞胺培南、爾他培南、氨曲南、頭孢他啶、青霉素、慶大霉素、環(huán)丙沙星、氟苯尼考、磷霉素、四環(huán)素耐藥。利用雙紙片協(xié)同法和E-test法檢測表明該分離菌產金屬β-內酰胺酶，耐藥基因檢測顯示該菌株攜帶重要的金屬β-內酰胺酶基因-blaIMP-4。通過接合轉移試驗表明blaIMP-4耐藥基因位于能夠自我轉移的接合型質粒中，將其命名為pIMP-4-EC62。為了進一步鑒定和分析質粒pIMP-4-EC62，對其進行了全基因組測序，獲得了該質粒的全序列。比對分析顯示質粒pIMP-4-EC62具有典型的IncHI2質粒骨架，與數(shù)據庫中IncHI2質粒骨架具有高度的同源性。同時，序列分析顯示質粒pIMP-4-EC62包含4個多重耐藥區(qū)，多種不同類型的耐藥基因、重金屬離子抗性基因、消毒劑抗性基因以及大量的可移動遺傳元件，分別分布于4個多重耐藥區(qū)。此外，基因環(huán)境分析顯示blaIMP-4基因位于一個具有不同基因盒陣列新的I類整合子(blaIMP-4-Kl.pn.I3-qacG2-aacA4-arr-3)中，質?；蛐蛄猩蟼髦罣enBank數(shù)據庫后該整合子被收錄至整合子數(shù)據庫并將其命名為In1589。根據質粒穩(wěn)定性試驗結果，在沒有抗生素的選擇壓力下該質粒在野生菌和受體菌中均具有高度的穩(wěn)定性。為了進一步闡明IncHI2質粒的進化以及質粒中耐藥基因的分布特征，作者將質粒pIMP-4-EC62與GenBank數(shù)據庫中不同國家、不同菌種來源的51個IncHI2質?；蛐蛄羞M行了核心基因組進化分析，顯示這些質粒分為兩個不同的進化支。不論是在質粒核心結構方面還是在耐藥基因分布方面，ST1/IncHI2質粒與其它序列型的IncHI2質粒明顯不同。同時，耐藥基因分布結果表明ST1/IncHI2質粒是介導碳青霉烯類耐藥基因傳播的重要載體。

本研究首次在食品動物中發(fā)現(xiàn)了碳青霉烯類耐藥基因blaIMP-4，其成為動物健康和人類公共衛(wèi)生安全的重大隱患。因此，為了進一步防控碳青霉烯類耐藥菌和耐藥基因的擴散和傳播，迫切需要對動物源碳青霉烯類耐藥菌的流行情況進行及時和重點監(jiān)測。