高通量测序分析病原菌质粒携带的耐药新基因

细菌耐药性大多与细菌所携带的耐药基因有关，而这些基因多位于耐药菌所携带的耐药性质粒上。而目前对耐药基因相关质粒的多样性、耐药新基因的大规模检测等的研究仍很少开展。因此本研究从临床常见耐药菌株着手，采用高通量DNA测序技术，测定1000多株不同年代临床分离的常见多重耐药病原菌（大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌等）所携带的质粒基因组；采用分子流行病学、分子遗传学、基因组学等新技术，全面分析质粒基因组携带的耐药基因，预测所有质粒携带的功能基因和功能基因水平转移有关DNA元件；在分析已知耐药性相关基因的基础上，克隆、表达并验证耐药相关新基因的功能；探索细菌耐药性的产生和播散的分子机制；为控制耐药菌的播散和流行，研发抗病原微生物新药，指导临床合理用药，科学治疗病原微生物感染提供理论依据，具有显著的科学意义和社会效益。

细菌耐药性大多与细菌所携带的耐药基因有关，而这些基因多位于耐药菌所携带的耐药性质粒上。目前对耐药基因相关质粒的多样性、耐药新基因的大规模检测等的研究仍很少开展。本研究从临床常见耐药菌株着手，采用高通量 DNA 测序技术，测定了1000多株不同年份临床分离的常见多重耐药病原菌（大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌等）所携带的质粒基因组，发现各类病原菌均携带了众多类型的耐药基因，包括碳青霉烯酶基因、超广谱β-内酰胺酶基因、质粒介导的喹诺酮耐药基因（PMQR）以及16S rRNA 甲基化酶基因，研究发现这些耐药基因多数是可以通过质粒在细菌之间进行传递的。通过对各类病原菌测序发现编码新的未知功能的基因有1048个，其中我们成功构建了231个功能未知基因的克隆和表达载体质粒，并对克隆基因进行了耐药性检测。此外，在大肠埃希菌中发现了一种新的β-内酰胺类的耐药基因型blaKluc-3，在阴沟肠杆菌中也发现了该基因的新的基因型blaKluc-4。新的耐药基因的发现为我国医药单位的药物研发提供相关信息，具有重要的意义。该项研究在方法学上也充分表明了新一代高通量测序技术非常适合用来分析多重耐药细菌质粒基因组的耐药基因分布及遗传变异规律，为以后大规模筛选耐药基因提供一定的方法依据。我们已经在实验室内初步建立了病原菌耐药性相关基因资源库，为进一步深入开展病原菌耐药性分子机理与调控研究打下了基础，同时也为开发快速、特异、敏感的分子生物学检测技术提供支持。