blaNDM-1基因敲除对阴沟肠杆菌毒力的影响

doi:10.13481/j.1671-587X.20220603

摘要/Abstract

摘要：

目的比较blaNDM-1基因敲除前后阴沟肠杆菌毒力的变化，阐明blaNDM-1基因对其毒力的影响。方法将携带blaNDM-1基因的阴沟肠杆菌分为携带耐药基因blaNDM-1的阴沟肠杆菌T2（T2组）、阴沟肠杆菌T2 blaNDM-1基因敲除株（ΔT2组）和阴沟肠杆菌ATCC13047（ST组）。检测各组质粒稳定性、各组阴沟肠杆菌的菌落运动直径、生物膜吸光度（A）值、黏附细菌量、黏附率及侵袭黏附比。结果传代200次后，T2组阴沟肠杆菌仍携带blaNDM-1基因，ΔT2和ATCC13047组阴沟肠杆菌不携带blaNDM-1基因；T2组阴沟肠杆菌仅携带碳青霉烯类耐药基因blaNDM-1，其他碳青霉烯类耐药基因blaKPC-2、blaIMP-4、blaVIM-1和blaOXA-48均为阴性；ΔT2和ST组所检测的5种碳青霉烯类耐药基因均为阴性，T2与ΔT2组阴沟肠杆菌携带相同的毒力基因clpB、icmf和acrA。T2组菌落运动直径小于ΔT2和ST组（P<0.05）。与T2组比较，ΔT2组生物膜A值升高，但差异无统计学意义（P>0.05）。与T2组比较，ΔT2组黏附细菌量降低，但差异无统计学意义（P>0.05）。共培养24 h后，T2组和ΔT2组RAW264.7细胞的黏附率和侵袭黏附比低于ST组（P<0.05）。结论 blaNDM-1基因未明显增加阴沟肠杆菌的毒力。

关键词: 阴沟肠杆菌, blaNDM-1, 基因敲除, 毒力, 耐药

Abstract:

Objective To compare the changes of virulence of Enterobacter cloacae before and after blaNDM-1 gene knockout， and to clarify the effect of blaNDM-1 gene on the virulence of Enterobacter cloacae. Methods The Enterobacter cloacae carrying blaNDM-1 gene were divided into Enterobacter cloacae T2 carrying drug resistant gene blaNDM-1 group（T2 group），Enterobacter cloacae T2 with blaNDM-1 gene-knockout group （ΔT2 group） and Enterobacter cloacae ATCC13047 control group （ST group）. The stabilities of the plasmids in various groups were detected，and the colony movement diameters，biofilm absorbance （A）values， amounts of adhesion bacteria， adhesion rates and invasion adhesion ratios of the Enterobacter cloacae in various groups were detected. Results After 200 passages， the Enterobacter cloacae in T2 group still carried blaNDM-1 gene， while the Enterobacter cloacae in Δ T2 and ATCC13047 groups did not carry blaNDM-1 gene；the Enterobacter cloacae inT2 group only carried the carbapenem resistance gene blaNDM-1， while the other carbapenem resistance genes blaKPC-2， blaIMP-4， blaVIM-1 and blaOXA-48 were negative； five carbapenem resistance genes detected in Δ T2 and ST groups were negative；the Enterobacter cloacae in T2 and Δ T2 groups carried the same virulence genes clpB， icmf and acrA. The colony movement diameter of the bacteria in T2 group was smaller than those in Δ T2 and ST groups （P<0.05）. Compared with T2 group， the biofilm A value in Δ T2 group was increased，but the difference was not significant（P>0.05）. Compared with T2 group， the amount of adhesion bacteria in Δ T2 group was decreased，but the difference was not significant（P>0.05）. After co-culture for 24 h， the adhesion rate and invasion adhesion ratio of the RAW264.7 cells in T2 group and Δ T2 group were lower than that in ST group （P<0.05）. Conclusion BlaNDM-1 does not significantly increase the virulence of Enterobacter cloacae.

Key words: Enterobacter cloacae, BlaNDM-1, Gene knockout, Virulence, Drug-resistance

中图分类号:

R378.2

代鹏飞,杨恺,杜艳,刘淑敏. blaNDM-1基因敲除对阴沟肠杆菌毒力的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(6): 1389-1394.

Pengfei DAI,Kai YANG,Yan DU,Shumin LIU. Effect of blaNDM-1 gene knockout on virulence of Enterobacter cloacae[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2022, 48(6): 1389-1394.

图/表 3

参考文献 23

1	CAI Y M， CHEN C， ZHAO M， et al. High prevalence of metallo-β-lactamase-producing enterobacter cloacae from three tertiary hospitals in China［J］. Front Microbiol， 2019， 10： 1610.
2	贾晓炯. 携带NDM-1基因阴沟肠杆菌的耐药传播机制及流行病学分析［D］. 重庆：重庆医科大学， 2019.
3	DAVIN-REGLI A， LAVIGNE J P， PAGÈS J M. Enterobacter spp.： update on taxonomy， clinical aspects， and emerging antimicrobial resistance［J］. Clin Microbiol Rev， 2019， 32（4）： e00002-e00019.
4	MUSTAFA A， IBRAHIM M， RASHEED M A，et al. Genome-wide analysis of four Enterobacter cloacae complex type strains： insights into virulence and Niche adaptation［J］. Sci Rep， 2020， 10（1）： 8150.
5	BRUST F R， BOFF L， SILVA TRENTIN D D A，et al.Macrocolony of NDM-1 producing enterobacter hormaechei subsp. oharae generates subpopulations with different features regarding the response of antimicrobial agents and biofilm formation［J］.Pathogens，2019，8（2）： 49.
6	DAVIN-REGLI A， LAVIGNE J P， PAGÈS J M. Enterobacter spp.： update on taxonomy， clinical aspects， and emerging antimicrobial resistance［J］. Clin Microbiol Rev， 2019， 32（4）： e00002-e00019.
7	AZEVEDO P A A， FURLAN J P R， OLIVEIRA-SILVA M， et al. Detection of virulence and β-lactamase encoding genes in Enterobacter aerogenes and Enterobacter cloacae clinical isolates from Brazil［J］. Braz J Microbiol， 2018， 49（）： 224-228.
8	COSMO ANDRADE J， SILVA A R PDA， AUDILENE FREITAS M， et al. Control of bacterial and fungal biofilms by natural products of Ziziphus joazeiro Mart. （Rhamnaceae）［J］. Comp Immunol Microbiol Infect Dis， 2019， 65： 226-233.
9	FERRY A， PLAISANT F， GINEVRA C， et al. Enterobacter cloacae colonisation and infection in a neonatal intensive care unit： retrospective investigation of preventive measures implemented after a multiclonal outbreak［J］. BMC Infect Dis， 2020， 20（1）： 682.
10	CHEN J J， TIAN S F， NIAN H， et al. Carbapenem-resistant Enterobacter cloacae complex in a tertiary Hospital in Northeast China， 2010-2019［J］. BMC Infect Dis， 2021， 21（1）： 611.
11	JIN C M， ZHANG J G， WANG Q， et al. Molecular characterization of carbapenem-resistant Enterobacter cloacae in 11 Chinese cities［J］. Front Microbiol， 2018， 9： 1597.
12	WU W J， FENG Y， TANG G M， et al. NDM metallo-β-lactamases and their bacterial producers in health care settings［J］. Clin Microbiol Rev， 2019， 32（2）： e00115-e00118.
13	LIU S X， FANG R C， ZHANG Y， et al. Characterization of resistance mechanisms of Enterobacter cloacae Complex co-resistant to carbapenem and colistin［J］. BMC Microbiol， 2021， 21（1）： 208.
14	ZHAO Y X， ZHANG J S， FU Y J， et al. Molecular characterization of metallo-β-lactamase- producing carbapenem-resistant Enterobacter cloacae complex isolated in Heilongjiang Province of China［J］. BMC Infect Dis， 2020， 20（1）： 94.
15	LIU S X， HUANG N， ZHOU C， et al. Molecular mechanisms and epidemiology of carbapenem-resistant Enterobacter cloacae complex isolated from Chinese patients during 2004-2018［J］. Infect Drug Resist， 2021， 14： 3647-3658.
16	宋顺佳，金鑫莹，姜菲菲，等. 幽门螺杆菌对克拉霉素、甲硝唑和左氧氟沙星的耐药率及其相关耐药基因突变特征［J］.吉林大学学报（医学版），2022，48（3）：630-637.
17	余艳，牛敏，杜艳，等. 产NDM-1阴沟肠杆菌的耐药性与毒力基因分布［J］. 中国感染控制杂志， 2021， 20（10）： 869-875.
18	HUANG C， LIU L Z， KONG H K， et al. A novel incompatibility group X3 plasmid carrying blaNDM-1 encodes a small RNA that regulates host fucose metabolism and biofilm formation［J］. RNA Biol， 2020， 17（12）： 1767-1776.
19	LIU B M， SHUI L L， ZHOU K， et al. Impact of plasmid-encoded H-NS-like protein on blaNDM-1-bearing IncX3 plasmid in Escherichia coli ［J］. J Infect Dis， 2020， 221（）： S229-S236.
20	LEE H， SHIN J， CHUNG Y J， et al. Co-introduction of plasmids harbouring the carbapenemase genes， blaNDM-1 and blaOXA-232， increases fitness and virulence of bacterial host［J］. J Biomed Sci， 2020， 27（1）： 8.
21	CUSUMANO J A， CAFFREY A R， DAFFINEE K E， et al. Weak biofilm formation among carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae ［J］. Diagn Microbiol Infect Dis， 2019， 95（4）： 114877.
22	余艳. blaNDM-1阳性阴沟肠杆菌分子分型、耐药与毒力相关性研究［D］.昆明：昆明医科大学，2021.
23	GÖTTIG S， RIEDEL-CHRIST S， SALEH A， et al. Impact of blaNDM-1 on fitness and pathogenicity of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae ［J］. Int J Antimicrob Agents， 2016， 47（6）： 430-435.

Group	A value
Group	（t/h）24	48	72
LB T2	0.091±0.003 0.117±0.005^*	0.097±0.005 0.141±0.017^*	0.092±0.007 0.145±0.009^*
ΔT2	0.118±0.007^*	0.151±0.012^*	0.153±0.016^*
ST	0.148±0.016^*	0.170±0.013^*	0.193±0.018^*

[1]	马亚楠,谭兵,徐磊,张健东. 实时荧光定量PCR法对ICU患者痰液标本中鲍曼不动杆菌耐药基因的检测及其评价[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(6): 1623-1628.
[2]	额尔德木图null,王艳艳,吕莹莹,陈贵林,王俊瑞. 杀白细胞毒素基因阴性金黄色葡萄球菌的基因分型、耐药性及其生物学特征[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(4): 971-978.
[3]	宋顺佳,王鑫莹,姜菲菲,贾慧建,赵远,杨志平,孙丽媛,赵云冬. 幽门螺杆菌对克拉霉素、甲硝唑和左氧氟沙星的耐药率及其相关耐药基因突变特征[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 630-637.
[4]	王青慧,李波,胡传翠,聂明朝,郑小妹. miR-107对卵巢癌细胞免疫逃逸的调控和紫杉醇耐药性的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 734-743.
[5]	冯少青,孟峻. 血清和糖皮质激素诱导蛋白激酶3与肿瘤发生发展关系的研究进展Research progress in relationship between serum and glucocorticoid-induced protein kinase 3 and occurrence and development of tumor[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(2): 540-545.
[6]	陈立松,房惠,王鹤霏,何程远,盖晓东,历春. Notch1信号通路对肺腺癌细胞侵袭和顺铂耐药的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(5): 1171-1177.
[7]	陆路,黎东明,王学国,宋丹,王太成,赵红岩,吴晓勇. 氯喹通过影响胰腺癌细胞自噬和线粒体功能对吉西他滨耐药细胞的作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(4): 926-933.
[8]	任英俊, 张慧, 周颖. 敲低着丝粒蛋白U对顺铂耐药卵巢癌细胞自我更新、顺铂耐药和Wnt/β-catenin信号活性的抑制作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(3): 608-614.
[9]	冶秀兰, 李明, 王兆建, 赵海燕, 马建宁, 刘婧, 郑怡, 李顺清, 张玉. 山茱萸多糖对难治性癫痫幼鼠行为学和海马组织中多药耐药基因1b及主穹隆蛋白表达的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(3): 644-651.
[10]	卢瑞云,谷敬锋,张建,张新,徐菲. miR-30a-5p靶向调控TRIM31表达对结直肠癌细胞5-氟尿嘧啶耐药的逆转作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(3): 714-723.
[11]	任爱华,刘婉,王大伟. 基于CRISPR/Cas9技术敲除PD-L1对非小细胞肺癌 PC-9/T790M细胞吉非替尼耐药敏感性的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(2): 292-298.
[12]	黄果,王佑权,陈娟. miRNA-138-5p靶向抑制HIF-1α表达对乳腺癌MCF-7细胞顺铂耐药的逆转作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(2): 360-368.
[13]	姚广,陆玉颖,张庆华,朱海霞,陈益伟,孙东,庄振,张峰,刘鼎,宋治. 人源单核细胞增生李斯特菌的基因组进化及耐药性分析[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(1): 180-186.
[14]	苗双,倪娜,杨丽娟,武艳,李雪琳,董洪亮,宫凯凯. aaptamine 与顺铂联合用药对人肺腺癌顺铂耐药A549/DDP细胞的协同抑制作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(1): 8-15.
[15]	柳叶,陈龙云. 黄芪多糖对人肺癌顺铂耐药株A549/DDP细胞耐药性的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(6): 1162-1168.