肺炎克雷伯菌JM45株全基因组测序分析  

Whole-genome sequence-based analysis of Klebsiella pneumoniae JM45

作　　者：朱健铭 姜如金[1] 翁幸鐾[2] 吴康乐[1] 孔海深[3] 

机构地区：[1]杭州市余杭区中医院检验科,311106 [2]宁波市第一医院检验科 [3]浙江大学医学院附属第一医院检验科传染病诊治国家重点实验室

出　　处：《中华临床感染病杂志》2014年第1期27-33,共7页Chinese Journal of Clinical Infectious Diseases

基　　金：国家“十一五”科技重大专项（2008ZX100-03-004）;杭州市科技计划引导项目（2012027）;杭州市余杭区重大科技项目（2012001）志谢本研究得到国家人类基因组南方研究中心郑华军老师和无锡新区虎马生物信息工作室糜祖煌老师的鼎力支持,肺炎克雷伯菌JM45株由浙江大学医学院附属第二医院检验科张嵘老师提供

摘　　要：目的 探讨泛耐药肺炎克雷伯菌JM45株β-内酰胺酶基因的携带情况.方法 肺炎克雷伯菌JM45株分离自2010年4月浙江大学医学院附属第二医院重症监护病房患者的血液样本.采用E-test法检测该菌株对26种抗菌药物的敏感性,用Cica-β-Test法检测β-內酰胺酶,改良Hodge试验检测碳青霉烯酶表型,聚合酶链反应（PCR）、DNA测序以及BLAST比对等方法确定菌株耐药基因型,用Roche 454高通量测序技术对JM45株做全基因组测序（完成图）,全面分析β-内酰胺酶基因携带状况.结果 除多黏菌素B和替加环素外,肺炎克雷伯菌JM45株对包括头孢菌素类、碳青霉烯类在内的其他24种药物均耐药.Cica-β-Test法显示该菌株同时产多种β-内酰胺酶,改良Hodge试验阳性.常规PCR法检出TEM-1、SHV-11、CTX-M-24、VEB-3基因,但未检出碳青霉烯酶基因和金属酶基因.全基因组测序得到一条完整的基因组（染色体）序列（GenBank登录号：CP006656）及两条质粒序列（GenBank登录号：CP006657,CP006658）.在质粒1中发现了CTX-M-24（全基因组Locus tag：N559_5233）、TEM-1（全基因组Locus tag：N559_5242）和VEB-3（全基因组Locus tag：N559_5248）.CTX-M-24位于插入序列中,排序为IS903-CTX-M-24-ISEep1;TEM-1位于转座子中,排序为tnpA-TEM-1-rmtB;VEB-3位于转座子中,排序为VEB-3-tnpA.在基因组（染色体）中发现了SHV-11（全基因组Locus tag：N559_2715）,并发现4种推导的β-内酰胺酶基因或β-内酰胺酶结构域序列,分别为：（1）金属β-内酰胺酶结构域蛋白序列（全基因组Locus tag：N559_0119,长度为780 bp）;（2）推导的β-内酰胺酶序列（全基因组Locus tag：N559_1633,长度为1 308 bp）;（3）β-内酰胺酶结构域蛋白序列（全基因组Locus tag：N559_2279,长度为813 bp）;（4）β-内酰胺酶结构域蛋白序列（全基因组Locus tag：N559_3769,长度为1 101 bp）.在SHV-11基因的相邻位置未发现插入序列或转座酶基�Objective To investigate the distribution of β-lactamase genes in a pan-drug resistant Klebsiella pneumoniae isolate JM45.Methods Klebsiella pneumoniae JM45 was isolated from the blood sample of a patient admitted in the intensive care unit,the Second Affiliated Hospital,Zhejiang University School of Medicine on April 7,2010.The susceptibilities to 26 antibiotics were tested using E-test method.Cica-β-Test was performed to detect β-lactams,and modified Hodge test was performed to detect carbapenemase.Resistant genotypes were detected using PCR,DNA sequencing and BLAST algorithm.Whole genome sequencing （complete graph） was performed by high throughput Roche 454 sequencing approach to analyze the distribution of β-lactamase genes.Results Except polymyxin B and tigecycline,JM45 was resistant to other 24 kinds of antibiotics including cephalosporins and carbapenems.Several β-lactamases were positive in Cica-β-Test,and modified Hodge test was positive.Based on PCR typing,TEM-1,SHV-11,CTX-M-24 and VEB-3 were positive,but carbapenemase genes and metallo-β-lactamase genes were negative.A complete genome （chromosome） sequence （GenBank accession number：CP006656） and 2 plasmids sequences （GenBank accession number：CP006657,CP006658） were obtained by wholegenome sequencing.CTX-M-24 （Locus tag：N559_5233）,TEM-1 （Locus tag：N559_5242） and VEB-3 （Locus tag：N559_5248） were positive in plasmid 1.CTX-M-24 located in insertion sequence （IS903-CTXM-24-ISEcp1）,while TEM-1 and VEB-3 located in transposons （tnpA-TEM-1-rmtB and VEB-3-tnpA）.SHV-11 （Locus tag：N559_2715） was positive in genome （chromosome）,and 4 putative β-lactamase genes or β-lactamase domains were obtained：（1） metallo-β-lactamase domain protein （Locus tag：N559_0119,780 bp） ; （2） putative β-lactamase （Locus tag：N559_1633,1308 bp） ; （3） β-lactamase domain protein （Locus tag：N559_2279,813 bp）; （4） β-lactamase domain protein （Locus tag：N559_3769,1101 bp）.No insertion s

关 键 词：克雷伯菌 肺炎 抗药性 多药 全基因组关联研究 Β内酰胺酶类 碳青霉烯酶 

分 类 号：R446.5[医药卫生—诊断学]