一株同时携带SGI1和SXT/R391耐药基因岛的奇异变形杆菌

肖桃 鲁炳怀 代航 蔡红艳 黄振洲 王多春

引用本文: 肖桃, 鲁炳怀, 代航, 蔡红艳, 黄振洲, 王多春. 一株同时携带SGI1和SXT/R391耐药基因岛的奇异变形杆菌[J]. 疾病监测. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2019.07.009 shu
Citation:  Tao Xiao, Binghuai Lu, Hang Dai, Hongyan Cai, Zhenzhou Huang and Duochun Wang. Genomic context of a Proteus mirabilis strain carrying both SGI1 and SXT/R391 resistance genomic islands[J]. Disease Surveillance. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2019.07.009 shu

一株同时携带SGI1和SXT/R391耐药基因岛的奇异变形杆菌

    作者简介: 肖桃,女,四川省成都市人,硕士研究生在读,主要从事病原生物学相关工作,Email:793438338@qq.com;
    通信作者: 王多春, wangduochun@icdc.cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(No. 31570134),国家科技重大专项(No. 2018ZX10734404)

摘要: 目的分析1株人源奇异变形杆菌CA151922的2个耐药相关基因岛SGI1和SXT/R391的基因结构和耐药基因。方法聚合酶链式反应(PCR)检测SGI1和SXT/R391基因岛特异性整合酶基因,采用二代测序方法测定CA151922基因组。 分别以SGI1和SXT/R391基因岛的参考序列,从基因组序列中提取基因岛片段并组装。 在线预测并注释开放读码框(ORFs)。 基因岛的同源序列通过在线工具BLASTn获得,采用cd-hit获得非冗余的同源基因,利用R语言构建同源基因的聚类进化关系树。 利用微量肉汤稀释法进行耐药表型检测。结果奇异变形杆菌CA151922同时含有SGI1(SGI1-B)和SXT/R391(ICEPmiJpn1)2个耐药相关基因岛。 SGI1-B和ICEPmiJpn1与已知序列相似性分别为97% ~ 99%和96% ~ 99%。 SGI1-B和ICEPmiJpn1携带的耐药基因种类有所差异,但两者携带不同的编码β-内酰胺酶的基因。CA151922为多耐药菌株,耐药达18种,与基因岛耐药基因有关的耐药表型为氨苄西林和磺胺类药物,提示菌株耐药表型不完全由该耐药岛内的耐药基因决定。结论首次在奇异变形杆菌中发现,同时携带SGI1和SXT/R391耐药相关基因岛, 增加了菌株耐药的复杂性和严重性,提示应加强对多耐药菌株耐药相关基因岛的监测。

English

    1. [1]

      Schaffer JN, Pearson MM. Proteus mirabilis and urinary tract infections[J]. Microbiol Spectr, 2015,3(5). DOI:10.1128/microbiolspec.UTI-0017-2013.

    2. [2]

      Wang JT, Chen PC, Chang SC, et al. Antimicrobial susceptibilities of Proteus mirabilis: a longitudinal nationwide study from the Taiwan surveillance of antimicrobial resistance (TSAR) program[J]. BMC Infect Dis, 2014,14:486. DOI:10.1186/1471-2334-14-486.

    3. [3]

      Boyd D, Peters GA, Cloeckaert A, et al. Complete nucleotide sequence of a 43-kilobase genomic island associated with the multidrug resistance region of Salmonella enterica serovar typhimurium DT104 and its identification in phage type DT120 and serovar agona[J]. J Bacteriol, 2001,183(19):5725–5732. DOI:10.1128/JB.183.19.5725-5732.2001.

    4. [4]

      Hamidian M, Holt KE, Hall RM. The complete sequence of Salmonella genomic island SGI1-K[J]. J Antimicrob Chemother, 2015,70(1):305–306. DOI:10.1093/jac/dku331.

    5. [5]

      de Curraize C, Neuwirth C, Bador J, et al. Two new Salmonella genomic islands 1 from Proteus mirabilis and description of blaCTX-M-15 on a variant (SGI1-K7)[J]. J Antimicrob Chemother, 2018,73(7):1804–1807. DOI:10.1093/jac/dky108.

    6. [6]

      Coetzee JN, Datta N, Hedges RW. R factors from Proteus rettgeri[J]. J Gen Microbiol, 1972,72(3):543–552. DOI:10.1099/00221287-72-3-543.

    7. [7]

      Waldor MK, Tschäpe H, Mekalanos JJ. A new type of conjugative transposon encodes resistance to sulfamethoxazole, trimethoprim, and streptomycin in Vibrio cholerae O139[J]. J Bacteriol, 1996,178(14):4157–4165. DOI:10.1128/jb.178.14.4157-4165.1996.

    8. [8]

      Beaber JW, Burrus V, Hochhut B, et al. Comparison of SXT and R391, two conjugative integrating elements: definition of a genetic backbone for the mobilization of resistance determinants[J]. Cell Mol Life Sci, 2002,59(12):2065–2070. DOI:10.1007/s000180200006.

    9. [9]

      Bi DX, Xu Z, Harrison EM, et al. ICEberg: a web-based resource for integrative and conjugative elements found in Bacteria[J]. Nucleic Acids Res, 2012,40(D1):D621–626. DOI:10.1093/nar/gkr846.

    10. [10]

      Schultz E, Cloeckaert A, Doublet B, et al. Detection of SGI1/PGI1 elements and resistance to extended-spectrum cephalosporins in Proteae of animal origin in France[J]. Front Microbiol, 2017,8:32. DOI:10.3389/fmicb.2017.00032.

    11. [11]

      McGrath BM, O'Halloran JA, Piterina AV, et al. Molecular tools to detect the IncJ elements: a family of integrating, antibiotic resistant mobile genetic elements[J]. J Microbiol Methods, 2006,66(1):32–42. DOI:10.1016/j.mimet.2005.10.004.

    12. [12]

      Soliman AM, Ahmed AM, Shimamoto T, et al. First report in Africa of two clinical isolates of Proteus mirabilis carrying Salmonella genomic island (SGI1) variants, SGI1-PmABB and SGI1-W[J]. Infect Genet Evol, 2017,51:132–137. DOI:10.1016/j.meegid.2017.03.029.

    13. [13]

      Lei CW, Zhang AY, Liu BH, et al. Two novel Salmonella genomic island 1 variants in Proteus mirabilis isolates from swine farms in China[J]. Antimicrob Agents Chemother, 2015,59(7):4336–4338. DOI:10.1128/AAC.00120-15.

    14. [14]

      Sung JY, Kim S, Kwon G, et al. Molecular characterization of Salmonella genomic island 1 in Proteus mirabilis isolates from Chungcheong province, Korea[J]. J Microbiol Biotechnol, 2017,27(11):2052–2059. DOI:10.4014/jmb.1708.08040.

    15. [15]

      Doublet B, Poirel L, Praud K, et al. European clinical isolate of Proteus mirabilis harbouring the Salmonella genomic island 1 variant SGI1-O[J]. J Antimicrob Chemother, 2010,65(10):2260–2262. DOI:10.1093/jac/dkq283.

    16. [16]

      Mather AE, Denwood MJ, Haydon DT, et al. The prevalences of Salmonella genomic island 1 variants in human and animal Salmonella typhimurium DT104 are distinguishable using a Bayesian approach[J]. PLoS One, 2011,6(11):e27220. DOI:10.1371/journal.pone.0027220.

    17. [17]

      Nonaka L, Maruyama F, Miyamoto M, et al. Novel conjugative transferable multiple drug resistance plasmid pAQU1 from Photobacterium damselae subsp. damselae isolated from marine aquaculture environment[J]. Microbes Environ, 2012,27(3):263–272. DOI:10.1264/jsme2.ME11338.

    18. [18]

      Li XY, Du Y, Du PC, et al. SXT/R391 integrative and conjugative elements in Proteus species reveal abundant genetic diversity and multidrug resistance[J]. Sci Rep, 2016,6(1):37372. DOI:10.1038/srep37372.

    19. [19]

      Harada S, Ishii Y, Saga T, et al. Chromosomally encoded blaCMY-2 located on a novel SXT/R391-related integrating conjugative element in a Proteus mirabilis clinical isolate[J]. Antimicrob Agents Chemother, 2010,54(9):3545–3550. DOI:10.1128/AAC.00111-10.

    20. [20]

      Mata C, Navarro F, Miró E, et al. Prevalence of SXT/R391-like integrative and conjugative elements carrying blaCMY-2 in Proteus mirabilis[J]. J Antimicrob Chemother, 2011,66(10):2266–2270. DOI:10.1093/jac/dkr286.

    21. [21]

      Lei CW, Zhang AY, Wang HN, et al. Characterization of SXT/R391 integrative and conjugative elements in Proteus mirabilis isolates from food-producing animals in China[J]. Antimicrob Agents Chemother, 2016,60(3):1935–1938. DOI:10.1128/AAC.02852-15.

    22. [22]

      Bie LY, Wu H, Wang XH, et al. Identification and characterization of new members of the SXT/R391 family of integrative and conjugative elements (ICEs) in Proteus mirabilis[J]. Int J Antimicrob Agents, 2017,50(2):242–246. DOI:10.1016/j.ijantimicag.2017.01.045.

    23. [23]

      Douard G, Praud K, Cloeckaert A, et al. The Salmonella genomic island 1 is specifically mobilized in trans by the IncA/C multidrug resistance plasmid family[J]. PLoS One, 2010,5(12):e15302. DOI:10.1371/journal.pone.0015302.

    24. [24]

      Beaber JW, Hochhut B, Waldor MK. SOS response promotes horizontal dissemination of antibiotic resistance genes[J]. Nature, 2004,427(6969):72–74. DOI:10.1038/nature02241.

    25. [25]

      Daccord A, Ceccarelli D, Burrus V. Integrating conjugative elements of the SXT/R391 family trigger the excision and drive the mobilization of a new class of Vibrio genomic islands[J]. Mol Microbiol, 2010,78(3):576–588. DOI:10.1111/j.1365-2958.2010.07364.x.

    1. [1]

      张利锋李娟卢金星 . 奇异变形杆菌耐药性研究进展. 疾病监测, 2016, 31(5): 427-432. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2016.05.017

    2. [2]

      . 一起农村聚餐引发细菌性食物中毒的实验室检测. 疾病监测, 2015, 30(2): 154-156. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2015.02.017

    3. [3]

      周翠吴庆吴莲凤邹安庆周铁丽 . 鲍曼不动杆菌OXA-23基因和ISAba1基因检测和耐药性关系. 疾病监测, 2013, 28(7): 583-586. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2013.7.019

    4. [4]

      刘海灿蒋毅李马超赵秀芹万康林 . 中国结核分枝杆菌复合群菌株pstS1基因中人T/B细胞表位多态性分析. 疾病监测, 2014, 29(4): 260-265. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2014.04.004

    5. [5]

      尹建雯徐闻古文鹏周永民李超群杨建斌伏晓庆 . 云南省发现1株携带NDM-1基因的产酸克雷伯菌. 疾病监测, 2012, 27(3): 211-213,217.

    6. [6]

      杜鹏程阚飙王多春 . 霍乱弧菌中VSP-Ⅰ岛的分布和变异特征研究. 疾病监测, 2015, 30(5): 353-357. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2015.05.004

    7. [7]

      陈寅茅海燕周敏李榛严菊英张严峻卢亦愚 . 浙江省近年甲型H1N1流感病毒神经氨酸酶基因序列分析. 疾病监测, 2013, 28(10): 811-814. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2013.10.007

    8. [8]

      朱端昊冯长华路亮贺凤兰魏芳芳张健倪贤生 . 人类免疫缺陷病毒HIV-1基因分型方法的初步构建. 疾病监测, 2015, 30(9): 789-791. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2015.09.021

    9. [9]

      周显凤贺凤兰樊国印夏文倪贤生孔令岩张悦 . 2011年南昌市乙型流感病毒HA1基因特征分析. 疾病监测, 2012, 27(11): 849-852. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2012.11.004

    10. [10]

      司晨琛李振军唐璐韦超吉兴照徐帅楼永良 . secA1基因用于诺卡菌菌种鉴定分型的研究. 疾病监测, 2016, 31(12): 1001-1006. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2016.12.007

    11. [11]

      李臻鹏卢昕逄波阚飙 . 霍乱弧菌O1血清群产毒株重复基因分析. 疾病监测, 2019, 34(6): 546-550. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2019.06.016

    12. [12]

      . 儿科耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌携带-内酰胺酶基因的调查. 疾病监测, 2015, 30(1): 67-70. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2015.01.017

    13. [13]

      刘海灿赵丽丽赵秀芹万康林 . 耐多药结核分枝杆菌二线药物耐药相关基因的分析. 疾病监测, 2016, 31(6): 471-476. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2016.06.007

    14. [14]

      . 鲍曼不动杆菌OXA型碳青霉烯酶基因型检测分析. 疾病监测, 2014, 29(7): 556-559. DOI: 10.3784/j.issn.1003-9961.2014.07.013

  • 图 1  基于同源基因的SGI1-B(A)和ICEPmiJpn1(B)的聚类分析

    Figure 1.  Cluster analysis based on homologous genes of SGI1-B(A)and ICEPmiJpn1(B)

    图 2  SGI1和SXT/R391的基因结构

    Figure 2.  Genetic structure of SGI1 and SXT/R391

    表 1  SGI1-B和ICEPmiJpn1用于构建同源基因聚类分析的代表序列

    Table 1.  Representative sequences of SGI1-B and ICEPmiJpn1 for homologous gene cluster analysis

      菌 名 基因岛名称 分离时间(年) 分离地点 分离样本  登记号
    SGI1-B
     奇异变形杆菌Pm37THOMI SGI1-Pm37THOMI
    (SGI1-K7)
    2014 法国 尿样 MF372717.1
     阴沟肠杆菌EclC2185 SGI1-A 2012 法国 尿样 MH545561.1
     奇异变形杆菌VB1248 SGI1-V 2009 法国 血液培养 HQ888851.1
     摩根摩根菌Pr5 2016 法国 临床 LT630458.1
     奇异变形杆菌Pm2CHAMA SGI1-Pm2CHAMA 2013 法国 尿样 MF372716.1
     奇异变形杆菌Pm107 SGI1-I 2012 中国 鸡肉 KJ186152.1
     塞罗沙门菌SRC5 SGI1-F 1999 澳大利亚 旅行者 KU847976.2
     婴儿沙门菌SRC46 SGI1-D 2001 澳大利亚 婴儿 KU854986.1
     奇异变形杆菌PmBRI SGI1-PmBRI 2011 法国 粪便 JX089582.1
     奇异变形杆菌SLB1 SGI1-B 2012 中国 患者 KU987430.1
     鲍曼不动杆菌D4 AGI1 2006 澳大利亚 伤口分泌物 KP054476.2
     奇异变形杆菌 PGI2 2016 中国 MG201402.1
    ICEPmiJpn1
     奇异变形杆菌R997 pR997 1977 印度 大肠埃希菌AB1157 KY433363.1
     奇异变形杆菌PmPHI ICEPmiFra1 2012 法国 粪便 MF490434.1
     溶藻弧菌A056 ICEValA056-1 2003 中国 鱼鳃 KR231688.1
     霍乱弧菌Ind4 ICEVchInd4 1997 印度 GQ463141.1
     霍乱弧菌Ban5 ICEVchban5 1998 孟加拉国 GQ463140.1
     霍乱弧菌ICDC-143 SXT 2001 中国 患者 KT151654.1
     胸膜肺炎放线杆菌app6 ICEAplChn1 2013 中国 猪肺 KX196444.1
     河流弧菌H08942 ICEVflInd1 2002 印度 婴儿 KM213605.1
     溶藻弧菌HN437 ICEValHN437 2008 中国 海水 KT072771.1
     霍乱弧菌Mex1 ICEVchmex1 2001 墨西哥 环境 GQ463143.1
     溶藻弧菌ANC4-1 ICEValInd1 2010 印度 珊瑚 KU341408.1
     雷氏普罗威登斯菌 R391 大肠埃希菌AB2463 AY090559.1
     奇异变形杆菌JN39 ICEPmiJpn1 2013 中国 肉鸡屠宰厂 KY437729.1
      注:–. 未找到相应信息
    下载: 导出CSV

    表 2  SGI1-B和ICEPmiJpn1在NCBI数据库中部分比对结果

    Table 2.  Partial BLASTn results of SGI1-B and ICEPmiJpn1 in NCBI database

      类 型 最大得分 总得分 覆盖度(%) 一致性(%) 登记号
    SGI1-B
     奇异变形杆菌SLB1,SGI1-B 6.55×104 6.60×104 100 99    KU987430.1
     鼠伤寒沙门菌CDC 2011K-1702 6.13×104 6.17×104 93 99    CP014967.1
     摩根摩根菌基因岛1,Pr5 3.66×104 5.92×104 85 99    LT630458.1
     奇异变形杆菌VB1248,SGI1-Ⅴ 2.61×104 5.51×104 81 99    HQ888851.1
     鲍曼不动杆菌D4,AGI1 2.56×104 4.65×104 61 99    KP054476.2
     肠杆菌属CRENT-193 1.50×104 3.67×104 59 98    CP024812.1
    ICEPmiJpn1
     奇异变形杆菌,ICEPmiJpn1 1.71×105 1.76×105 100 99    KY437729.1
     霍乱弧菌MJ-1236 3.89×104 1.16×105 76 97    CP001485.1
     雷氏普罗威登斯菌,R391 3.93×104 1.22×105 75 97    AY090559.1
     美人鱼发光杆菌PC554.2,ICEPdaSpa1 2.85×104 1.20×105 75 97    AJ870986.2
     交替单胞菌MED64 5.07×104 1.10×105 61 97    CP004848.1
     溶藻弧菌ZJ-T 2.21×104 1.58×105 58 98    CP016224.1
     单胞菌属Mex14 2.05×104 8.66×104 58 97    CP018023.1
     欧文斯氏弧菌V180403 2.04×104 8.58×104 57 98    CP033144.1
     河流弧菌H08942,ICEVflInd1 5.08×104 8.94×104 57 97    KM213605.1
     普通变形杆菌 08MAS2213 5.07×104 8.89×104 57 97    KX243403.1
     胸膜肺炎放线杆菌MIDG3553,ICEApl2 3.63×104 8.66×104 57 96    MF187965.1
     溶藻弧菌A056,ICEValA056-1 3.84×104 8.41×104 56 97    KR231688.1
     胸膜肺炎放线杆菌,ICEAplChn1 2.77×104 8.66×104 56 97    KX196444.1
    噬甲基菌属JAM7 2.70×104 8.57×104 56 97    CP003380.1
     施万菌属Pdp11 2.02×104 8.34×104 55 97    CP015194.1
     副溶血弧菌CHN25 2.01×104 8.35×104 55 97    CP010883.1
    下载: 导出CSV
  • 2018-0500 一株同时携带SGI1和SXT R391耐药基因岛的奇异变形杆菌.docx

  • 加载中
图(2)表(2)
计量
  • PDF下载量:  19
  • 文章访问数:  2037
  • HTML全文浏览量:  430
  • 引证文献数: 0
文章相关
  • 通信作者:  王多春, wangduochun@icdc.cn
  • 收稿日期:  2018-12-03
  • 网络出版日期:  2019-05-16
  • 刊出日期:  2019-07-01
通信作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章

在线交流