中国MRSA的比较和进化基因组学研究

"超级细菌"甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌(MRSA)已成为医院和社区感染的最重要的多重耐药菌。据前期研究结果，我们选取近15年不同来源、不同克隆型的108株金葡菌(包括MSSA、HA-MRSA、CA-MRSA、hVISA/VISA、动物源和国际克隆株)，采用已构建的金葡菌DNA芯片进行比较基因学研究，比较基因岛、致病性岛(SaPIs)、噬菌体、质粒和转座子等携带的毒素基因、耐药基因、粘附蛋白基因、调控基因的异同，发掘MRSA不同克隆的特异基因及差异区域，结合大规模位点特异性PCR，明确基因获得或者缺失在MRSA微进化中的作用，探索成功的流行克隆t030、t002的生存优势，勾勒MRSA基因组进化的概略图；采用spa、MLST分析关键基因位点的遗传多态性，研究金葡菌的系统发育，构建系统进化树，确定其种群结构。通过此研究从全基因组水平阐明MRSA微进化规律，为MRSA的追踪溯源提供遗传学依据。

甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌（MRSA）已成为医院和社区感染的最重要的多重耐药菌。我们利用Mu50和CN79中2811个基因的PCR产物构建了金黄色葡萄球菌比较基因组芯片。据前期研究结果，我们选取近15年不同来源、不同克隆型的80株金葡菌(包括MSSA、HA-MRSA、CA-MRSA、hVISA/VISA、动物源和国际克隆株)，利用互换双色荧光标记，完成金葡菌比较基因组杂交，最终得到78株可用于后续分析的芯片杂交数据。聚类分析显示年代、来源和遗传背景相同的菌株通过基因芯片数据的结果都集中在了一起。.根据比较基因组芯片数据的分析，我们推测猪源MRSA可能通过获得基因组岛（vSa3, vSa4, vSaβ和前噬菌体 ɸSa3）和2个新的基因组岛，同时失去1个新的基因组岛，从而进化为人源MRSA。人源MSSA可能通过获得基因组岛（vSa4, vSaα, Tn5801和SCCmec）和1个新的基因组岛，进化为MRSA。北京地区MRSA流行克隆的变迁，可能是ST239-spa t037通过获得vSa4, 前噬菌体 ɸSa1和ɸSa3增强毒力和耐药性，发展成为ST239-spa t030。.我们还对160株金葡菌进行spa分析和MLST分析，并对部分血流感染的金葡菌进行了agr分型，研究关键基因位点的遗传多态性，验证差异基因的普遍性。通过分析10个耐药基因的表达差异，我们发现我国主要流行克隆ST239和ST5 MRSA携带较多的抗生素耐药基因。其中，mecA, aphA, dfrA, isaA, msrA和msrB在所有检测的MRSA中都存在。但是，ermA和tetM 在人源ST59，猪源ST9和某些ST5 MRSA中缺失。ant (9) 在所有ST5 MRSA中缺失。aadD 仅特异性存在于猪源ST9和1个ST5菌株。.另外，我们对临床分离菌株CN79进行了全基因组测序。CN79基因组包含2734个基因，携带11个耐药基因和65个毒力基因，含有2个前噬菌体phiCN79A和phiNM3-like。与已测序的25株金黄色葡萄球菌比较后发现CN79含有30个特异基因，大部分是噬菌体相关基因。.总之，利用金黄色葡萄球菌比较基因组芯片，我们发掘金葡菌不同克隆的特异基因及差异区域，结合大规模位点特异性PCR，明确基因获得或者缺失在金葡菌微进化中的作用，勾勒金葡菌基因组进化的概略图。