鲍曼不动杆菌群体感应系统中abaI/R基因功能及调节机制的研究

鲍曼不动杆菌不仅是常见的院内感染病原菌，而且对常用抗生素耐药率很高（80-100%）。鲍曼不动杆菌的耐药率如此之高与其复杂的耐药机制有关，其中主要耐药机制包括形成生物被膜、产生超广谱β-内酰胺酶（Extended-spectrum β-lactamases，ESBLs）和外排泵机制等。近年来研究发现，革兰阴性杆菌中Quorum Sensing System（QS系统，群体感应系统）是负责全面调节细菌多种耐药基因的网络系统，因此引起国内外学者高度重视。QS系统，又称群体感应系统，是负责细菌感知菌体密度的一种环境感应系统，在细菌之间扮演着信号传递的角色。研究鲍曼不动杆菌QS系统中AbaR和AbaI的生物学功能，包括细菌的耐药基因表达情况和生物被膜形成情况，能够揭示AbaR和AbaI在鲍曼不动杆菌QS系统中的重要作用，从而进一步了解该菌在临床上引起的高度耐药和院内感染机制。

鲍曼不动杆菌因其较高的耐药性，成为常见的院内感染病原菌，引起国内外广泛关注。鲍曼不动杆菌毒力机制主要包括离子相关蛋白和转运机制，主要耐药机制包括形成生物被膜和外排泵机制等。课题组对鲍曼不动杆菌耐药机制及其流行病学情况进行了研究，建立了鲍曼不动杆菌耐药分析数据库。研究结果显示，医院中流行的鲍曼不动杆菌药性较高且以多重耐药株为主，存在欧洲克隆II型的播散，应在重点病房开展严格的目标监测工作。近年来有报道显示，革兰阴性杆菌中Quorum Sensing System（QS系统，群体感应系统）是负责全面调节细菌多种生理功能（包括毒力和耐药相关蛋白）的网络系统。目前，QS系统调节鲍曼不动杆菌基因组表达水平变化尚不清楚。本课题设置C6-HSL（QS信号分子之一）分子环境，利用生物表达谱芯片技术筛查鲍曼不动杆菌基因组中表达差异显著变化的基因并进行了功能统计分析，对部分基因进行了生物学验证。结果显示，受QS系统分子调节表达显著变化的基因功能群包括：1、细菌粘附相关基因-鲍曼不动杆菌I型菌毛系统（正相关）；2、转运/通道相关蛋白（负相关）；3、离子代谢相关蛋白（负相关）；4、氧化还原相关蛋白（负相关）。课题组利用了Realtime-PCR（RT-PCT）、TOPO-II质粒敲除系统、细菌迁移试验、透射电子显微镜、激光共聚焦电子显微镜等技术对QS分子调控鲍曼不动杆菌粘附能力，即I型菌毛系统和生物膜形成情况进行验证并进一步探讨了其机制。实验结果显示，在鲍曼不动杆菌中C6-HSL分子通过刺激I型菌毛的调节基因bfmS/R促进鲍曼不动杆菌合成I型菌毛，表达的I型菌毛增强鲍曼不动杆菌定植能力，促使细菌成功建立感染、建立成熟的生物膜以及增强细菌的耐药性。课题研究结论：（1）QS系统对鲍曼不动杆菌基因组进行全面的网络调节，（2）QS系统主要调节细菌离子代谢、转运、氧化还原等生理功能，（3）QS系统同时刺激细菌粘附能力，促进感染和生物膜的建立。课题揭示了QS系统对鲍曼不动杆菌全面的调节作用，发表了多篇SCI、Medline以及核心期刊文章，培养了多名青年研究者，同时也为进一步研究基因精细调控、抑制QS系统等方面奠定了基础。