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鲍曼不动杆菌是一种多重耐药病原体,导致难以治疗的医院获得性感染。了解导致这种病原体出现多药耐药性的机制至关重要。
摘要
鲍曼不动杆菌感染是一个主要的健康威胁,由于抗生素耐药性,尤其是碳青霉烯类抗生素的耐药性,导致治疗失败。虽然临床菌株的基因组分析表明同源重组在获得抗生素耐药基因中起着重要作用,但水平基因转移的潜在机制仍然是推测性的。由于缺乏能够复制基因组观察结果的实验系统,我们对获得抗生素耐药性的理解受到了阻碍。我们在这里报告了在混合菌群中自发发生的重组事件的检测,这些重组事件可以导致获得对碳青霉烯类抗生素的耐药性。我们表明,自然转化是应变内的主要驱动力,也是应变间重组事件的主要驱动力A、 鲍曼尼临床分离株及病原菌不动杆菌我们观察到,在混合种群中进行细菌间自然转化比向同一细菌提供大量纯化的基因组DNA时更有效地促进大抗性岛(AbaR4和AbaR1)的获得。重要的是,对重组子代的基因组进行分析后发现了较大的重组区(从13到123)?与临床分离株基因组中观察到的相似。此外,我们强调转化DNA的有效性是重组体比率的关键决定因素,是自发释放和细菌间捕食行为的结果。根据我们的研究结果,自然转化应被认为是抗生素耐药基因基因组重组和水平基因转移的主导机制鲍曼不动杆菌.
重要性 鲍曼不动杆菌是一种多药耐药病原体,导致医院获得性感染难以治疗。了解导致这种病原体产生多药耐药性的机制是至关重要的。水平基因转移被认为是这种多药耐药的主要原因。但是,在A、 鲍曼尼而导致基因组重组和抗性基因水平转移的机制还不清楚。我们描述的实验证据表明,自然转化,一种水平基因转移机制最近在A、 鲍曼尼,允许携带对最后一线抗生素碳青霉烯类抗生素耐药的基因元素在细菌间高效转移。重要的是,我们证明了不动杆菌,可以调动多个抗性基因,实现大抗性岛的转移。
简介
鲍曼不动杆菌是一种革兰氏阴性细菌,在人类和动物身上引起广泛的感染(1,2)这种多药耐药(MDR)制剂对健康构成威胁,特别是在重症监护病房,它可能导致菌血症和呼吸机相关性肺炎。因此,继发感染多药耐药A、 鲍曼尼在COVID-19大流行期间就有报道(三,4).A、 鲍曼尼感染通常对多种抗生素耐药,包括碳青霉烯类抗生素。仅在欧洲,近30%的侵袭性细胞对氟喹诺酮类、氨基糖苷类和碳青霉烯类抗生素有联合耐药性不动杆菌分离菌株(5).英寸A、 鲍曼尼碳青霉烯类抗生素耐药主要与OXA23碳青霉烯酶的表达有关废话牛津大学-23基因(6).复合转座子Tn2006,由两个ISAba1插入序列组成废话牛津大学-23基因,是废话牛津大学-23基因和可以在不同的位置发现,包括质粒,但它最常被发现插入大的抗性岛AbaR4(6,7).如此庞大多样A、 鲍曼尼抗药性岛(Ab-RI)是导致多药耐药表型的潜在因素A、 鲍曼尼2006年首次报道了Ab-RI在流行株AYE中的首次描述,AbaR1岛由86kb长的基因组结构组成(8)。此后,分析了3000多个A、 鲍曼尼基因组显示,近65%的人存在Ab-RI(9)这些基因组岛在基因含量上呈现出巨大的多样性,通常有多个假定的抗生素耐药基因(10,11).Ab-RI最初被认为是通过质粒接合和染色体插入获得的,并通过多次插入和插入序列的重排来进化(12,13)然而,基因组分析也支持它们在远亲分离株之间的水平转移,例如获得21kb长的AbGRI3抗性岛(14)以及35 kb长的AbGRI5(15)涉及重大重组事件(两起收购事件均为34起?在岛两侧的序列中。事实上,高比率的基因组重组是A、 鲍曼尼基因组(16,17)重组事件可能导致MDR菌株获得parC公司或喹诺酮对氟喹诺酮类药物和胰岛素抵抗的等位基因阿巴1上游ampC公司导致对第三代头孢菌素耐药的基因(14,17,18)对来自纵向研究的分离物的基因组分析也提供了在医院环境中进行基因转移和重组的一瞥废话OXA-72型的变体废话氧杂24/40-碳青霉烯酶基因型及其重组对其的影响废话OXA-51轨迹(19).
尽管它们在A、 鲍曼尼作为一种多药耐药病原菌,导致基因组重组和依赖重组获得抗性基因和Ab-RI的机制仍不清楚。事实上,很少有研究对染色体抗生素抗性基因的水平转移进行实验研究A、 鲍曼尼11 kb长Tn的染色体转移215窝藏废话NDM-1型在R2090与参考菌株cip70.10交配过程中,通过同源重组获得了一个65kb的区域(20)虽然有人提出用原噬菌体进行转导,但其传递机制尚未阐明。从临床分离株NU-60培养上清液制备的组分中发现噬菌体颗粒介导染色体转移到参考菌株ATCC 17978(21)如果说菌株特异性原噬菌体的广义转导是抗性基因传递的潜在机制,那么自然转化则是另一种潜在且高度保守的途径。自然转化允许细菌主动导入外源DNA,只要有足够的序列一致性,它就可以通过同源重组整合受体细胞的基因组(22).大多数A、 鲍曼尼分离并密切相关医院不动杆菌当DNA纯化后能自然转化(23–27)然而,我们目前对自然转化在基因组动力学中的作用和抗生素耐药性的传播的理解有限A、 鲍曼尼人口。
在当前的研究中,我们探讨了抗生素耐药性的种内和属内转移,尤其是对碳青霉烯类抗生素的耐药,碳青霉烯类抗生素是在致病性混合种群中自发发生的不动杆菌我们提供证据表明自然转化是主要的转移途径,并促进重组事件的发生和大基因组岛携带的多个抗性基因的获得。我们的实验结果复制了在A、 鲍曼尼染色体和暗示了在自然转化中起主要作用的动力学A、 鲍曼尼基因组。