Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khảo sát các chủng kháng carbapenem mang gen blaAFM-1 được phân lập tại Quảng Châu, Trung Quốc
Tóm tắt
Sự sản xuất carbapenemase đóng một vai trò lớn trong việc kháng thuốc carbapenem ở các vi khuẩn Gram âm. Gen blaAFM-1 được chúng tôi phát hiện lần đầu tiên trong chủng Alcaligenes faecalis AN70 được phân lập tại Quảng Châu, Trung Quốc và đã được gửi đến NCBI vào ngày 16 tháng 11 năm 2018. Các thử nghiệm độ nhạy kháng sinh được thực hiện bằng phương pháp pha loãng vi khuẩn trong môi trường lỏng sử dụng BD Phoenix 100. Cây phát sinh chủng loại của AFM và các loại carbapenemase metallo-β khác được trực quan hóa bằng MEGA7.0. Công nghệ giải trình tự toàn bộ gen được sử dụng để giải mã các chủng kháng carbapenem bao gồm gen blaAFM-1. Việc nhân bản và biểu hiện gen blaAFM-1 được thiết kế để xác minh chức năng của AFM-1 trong việc thủy phân các carbapenem và các cơ chất β-lactamase thông thường. Các thí nghiệm Carba NP và Etest được tiến hành để đánh giá hoạt tính của carbapenemase. Mô hình hóa tương đồng được áp dụng để dự đoán cấu trúc không gian của AFM-1. Thí nghiệm chuyển giao được thực hiện để kiểm tra khả năng chuyển nhượng theo chiều ngang của enzyme AFM-1. Bối cảnh di truyền của gen blaAFM-1 được thực hiện thông qua việc căn chỉnh Blast. Các chủng Alcaligenes faecalis AN70, Comamonas testosteroni NFYY023, Bordetella trematum E202, và Stenotrophomonas maltophilia NCTC10498 đã được xác định là mang gen blaAFM-1. Tất cả bốn chủng này đều là các chủng kháng carbapenem. Phân tích phát sinh chủng loại cho thấy AFM-1 có ít đồng nhất nucleotide và axit amin với các carbapenemase lớp B khác (độ đồng nhất cao nhất (86%) với NDM-1 ở cấp độ chuỗi axit amin). Cấu trúc không gian của enzyme AFM-1 được dự đoán là cấu trúc chiếc bánh αβ/βα, với hai nguyên tử kẽm tại vị trí hoạt động. Việc nhân bản và biểu hiện gen blaAFM-1 xác nhận AFM-1 có khả năng thủy phân các carbapenem và các cơ chất β-lactamase thông thường. Thí nghiệm Carba NP cho thấy enzyme AFM-1 có hoạt tính carbapenemase. Việc truyền thành công pAN70-1 (plasmid của AN70) vào E.coli J53 cho thấy gen blaAFM-1 có thể được phát tán qua plasmid. Bối cảnh di truyền của blaAFM chỉ ra rằng bên dưới gen blaAFM luôn nằm gần trpF và bleMBL. Phân tích gen so sánh cho thấy blaAFM dường như đã được chuyển giao qua một sự kiện liên quan đến ISCR27. Gen blaAFM-1 xuất phát từ nhiễm sắc thể và plasmid, và gen blaAFM-1 xuất phát từ plasmid pAN70-1 có thể truyền kháng carbapenem cho các chủng nhạy cảm thông qua sự chuyển nhượng theo chiều ngang. Một số loài dương tính với blaAFM-1 đã được phân lập từ phân ở Quảng Châu, Trung Quốc.
Từ khóa
#carbapenemase #blaAFM-1 #kháng thuốc #Alcaligenes faecalis #phân lập #Quảng Châu #Trung QuốcTài liệu tham khảo
Berglund F, Marathe NP, österlund T, et al. Identification of 76 novel B1 metallo-β-lactamases through large-scale screening of genomic and metagenomic data. Microbiome. 2017;5(1):134.
Queenan AM, Bush K. Carbapenemases: the versatile β-Lactamases. Clin Microbiol Rev. 2007;20(3):440–58.
Nordmann P, Poirel L, Walsh TR, et al. The emerging NDM carbapenemases. Trends Microbiol. 2011;19(12):588–95.
Gottig S, Hamprecht AG, Christ S, et al. Detection of NDM-7 in Germany, a new variant of the New Delhi metallo-β -lactamase with increased carbapenemase activity. J Antimicrob Chemoth. 2013;68(8):1737–40.
Ragheb SM, Govinden U, Osei SJ. Genetic support of carbapenemases: a one health systematic review and meta-analysis of current trends in Africa. Ann Ny Acad Sci. 2022;1509(1):50–73.
Partridge SR, Kwong SM, Firth N, et al. Mobile genetic elements associated with antimicrobial resistance. Clin Microbiol Rev. 2018;31(4):e00088-e117.
Acman M, Wang R, van Dorp L, et al. Role of mobile genetic elements in the global dissemination of the carbapenem resistance gene blaNDM. Nat Commun. 2022;13(1):1–13.
Zhang S, Abbas M, Rehman MU, et al. Dissemination of antibiotic resistance genes (ARGs) via integrons in Escherichia coli: a risk to human health. Environ Pollut. 2020;266: 115260.
Rui Y, Lu W, Li S, et al. Integrons and insertion sequence common region 1 (ISCR1) of carbapenem-non-susceptible Gram-negative bacilli in fecal specimens from 5000 patients in southern China. Int J Antimicrob Ag. 2018;52(5):571–6.
Qin Y, Duan X, Peng Y, et al. Rapid detection of a novel B1-β-lactamase gene, blaAFM-1 using a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay. Ann Clin Microb Anti. 2021;20(1):1–7.
Lin X, Lu J, Qian C, et al. Molecular and functional characterization of a novel plasmid-borne blaNDM-like gene, blaAFM-1, in a clinical strain of Aeromonas hydrophila. Infect Drug Resist. 2021;14:1613–22.
Zhang X, Wang L, Li D, et al. Characterization of the novel plasmid-encoded MBL gene blaAFM-1, integrated into a blaIMP-45-bearing transposon Tn6485e in a carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa clinical isolate. J Antimicrob Chemoth. 2022;77(1):83–8.
Li Y, Zhu Y, Zhou W, et al. Alcaligenes faecalis metallo-β-lactamase in extensively drug-resistant Pseudomonas aeruginosa isolates. Clin Microbiol Infec. 2022;28(6):880–1.
Chen M, Cai H, Li Y, et al. Plasmid-borne aFM alleles in Pseudomonas aeruginosa clinical isolates from China. Microbiol Spectr. 2022;10(5):e02035-e2122.
CLSI. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing: Thirty-second edition. M100–32ed. 2022.
Chin C, Alexander DH, Marks P, et al. Nonhybrid, finished microbial genome assemblies from long-read SMRT sequencing data. Nat Methods. 2013;10(6):563–9.
Luo R, Liu B, Xie Y, et al. SOAPdenovo2: an empirically improved memory-efficient short-read de novo assembler. Gigascience. 2012;1(1):1–18.
Danecek P, Bonfield JK, Liddle J, et al. Twelve years of SAMtools and BCFtools. Gigascience. 2021;10(2):giab008.
Milne I, Stephen G, Bayer M, et al. Using Tablet for visual exploration of second-generation sequencing data. Brief Bioinform. 2013;14(2):193–202.
Nordmann P, Poirel L, Dortet L. Rapid detection of carbapenemase-producing enterobacteriaceae. Emerg Infect Dis. 2012;18(9):1503–7.
Walsh TR, Bolmstrom A, Qwärnström A, et al. Evaluation of a new Etest for detecting metallo-β-lactamases in routine clinical testing. J Clin Microbio. 2002;40(8):2755–9.
Møller TSB, Liu G, Boysen A, et al. Treatment with cefotaxime affects expression of conjugation associated proteins and conjugation transfer frequency of an IncI1 plasmid in Escherichia coli. Front Microbiol. 2017;8:2365.
Guo Y, Wang J, Niu G, et al. A structural view of the antibiotic degradation enzyme NDM-1 from a superbug. Protein Cell. 2011;2(5):384–94.
Chen C, Xiang Y, Yang KW, et al. A protein structure-guided covalent scaffold selectively targets the B1 and B2 subclass metallo-β-lactamases. Chem Commun. 2018;54(38):4802–5.
Zong Z, Zhang X. blaNDM-1-carrying acinetobacter johnsonii detected in hospital sewage. J Antimicrob Chemoth. 2013;68(5):1007–10.
Chen Z, Li H, Feng J, et al. NDM-1 encoded by a pNDM-BJ01-like plasmid p3SP-NDM in clinical Enterobacter aerogenes. Front Microbiol. 2015;6:294.