β-内酰胺酶检测新方法研究

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细菌对目前抗生素的耐药性正变得越来越严重,由耐药细菌导致的感染已对人类健康构成重大威胁。为应对这一威胁,研发具有新抗菌机理的抗生素和合理使用目前的抗生素起着非常关键的作用。β-内酰胺酶作为引起细菌耐药的重要原因之一,对其进行快速灵敏检测对耐药细菌鉴定、耐药流行分析、临床指导用药等均具有重要意义。本论文针对目前β-内酰胺酶检测方法中存在的问题,研究了新德里金属β-内酰胺酶(New Delhi metallo-β-lactamase1,NDM)及其突变体的快速检测方法以及采用荧光探针快速筛查产β-内酰胺酶菌株的方法。  超级耐药菌,即产新德里金属β-内酰胺酶(NDM)的细菌被认为是潜在的全球健康威胁,为了解NDM流行及突变体对β-内酰抗生素的水解情况,对NDM及其突变体的检测是非常必要的。为克服克隆表达突变体耗时耗力的缺陷,本研究建立了一种新型的基于PCR和体外表达的检测blaNDM基因及其突变体编码的不同活性的碳青霉烯酶(功能性突变体)的方法(PCR-P)。该方法联合了长片段实时荧光定量PCR(LF-qPCR)与体外表达系统,将blaNDM扩增产物直接转录翻译为NDM并对其进行活性检测。该方法可以在3小时内筛查到基因的存在,检测限低至5个拷贝每PCR体系,同时能够在1天内检测到NDM存在的功能性突变体。用该方法对5株最近的blaNDM-1的突变体进行测试,有效检测到了其中存在的2株功能性突变体blaNDM-4和blaNDM-5。也对23株临床分离株进行了初步试验,PCR-P的方法正确发现了其中含有blaNDM-1的8株细菌。这种新型方法是第一个能快速检测全长基blaNDM基因同时揭示其存在的功能性突变体的方法。  此外,本研究还重组表达了NDM、TEM、OXA-1、CARB、PER五种常见β-内酰胺酶,并检测了这五种酶对两种荧光探针CDC-1、CDG-3的水解活性。其中CDG-3能够特异的检测五种β-内酰胺酶中的NDM。EDTA也能对其中的B类金属β-内酰胺酶表现出应有的抑制作用。此外,用探针CDC-1对35株临床鲍曼不动杆菌进行了检测,与表型药敏结果比较,CDC-1探针能100%特异且敏感的反映头孢噻肟、头孢吡肟和哌拉西林三种药物的药敏情况。而对头孢他啶、亚胺培南、美罗培南三种药物的敏感性也是100%,特异性均大于50%。这些结果显示只要探针检测呈阴性,该临床菌株则对此六种药物敏感。而探针检测呈阳性时,可能只需对头孢他啶、亚胺培南、美罗培南CDC-1三种药物的耐药性进一步确认。因此,该方法能快速地筛查产β-内酰胺酶菌株,并且能极大地减少需要采用表型耐药检测方法确认产β-内酰胺酶菌株耐药性的成本和工作量。为指导临床用药提供了新的快速途径。
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