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目的:
肠外致病性大肠埃希菌(ExPEC)是引起泌尿系感染的最主要致病菌,同时也是引起新生儿脑膜炎和新生儿败血症的主要致病菌之一,也可以引起医院获得性肺炎等多种疾病。与致腹泻性大肠埃希菌不同的是ExPEC的致病机制主要由其携带的毒力因子情况决定,ExPEC的致病严重程度也与其遗传谱系分型情况相关。为了了解天津地区ExPEC毒力因子携带情况及遗传谱系分型情况,本课题选取210株不同来源的ExPEC菌株作为研究对象,通过检测菌株30种毒力因子(VFs),了解其基因的检出情况,不同来源单个基因的分布情况;通过对ExPEC菌株进行遗传谱系分型,将菌株分为A组、B1组、B2组和D组,了解其系统化分组情况,不同来源菌株系统化分组的差异情况。初步探讨ExPEC毒力因子与遗传谱系分型之间的关系,探究ExPEC的分子流行病学特点,以便为更好的了解ExPEC提供临床解读。
方法:
收集2010年12月至2011年12月分离的共210株分离自痰液、尿液、血液及其他部位的非重复感染大肠埃希菌作为实验菌株。根据来源不同将菌株分为Ⅰ组(痰液组)、Ⅱ组(尿液组)和Ⅲ组(血液、拭子及分泌物等)。将30对毒力因子基因根据扩增片段的大小分为5组,分别采用6重3步PCR方法进行基因片段扩增,然后通过琼脂糖凝胶电泳的方式判断毒力因子基因的检出情况;并分别统计不同来源菌株单个毒力因子基因检出情况及单个菌株毒力因子基因检出数量进行比较。采用3重2步PCR方法对遗传谱系分型3种基因进行扩增,通过比对琼脂糖凝胶电泳产生条带情况对ExPEC菌株进行分组,并根据不同来源菌株进行分组比较。对临床分离菌株毒力因子基因的检出情况与遗传谱系分型情况进行统计学分析,比较菌株遗传谱系分型各组间毒力因子基因的检出情况有否差异。
结果:
ExPEC中毒力因子基因fimH、fyuA、traT、iutA、kpsMTⅡ、PAI的检出率较高,分别为79%、75%、74%、73%、62%和46%;不同来源的ExPEC菌株分组比较显示有5种毒力因子在非尿液来源中检出率更高,分别是papGalleleⅡ(Internal)、papC、papA、papEF和rfc。
ExPEC菌株遗传谱系分型4个系统进化组A组、B1组、B2组和D组分别以3个基因的检出情况判断:chuA(-)、YjaA(+/-)和TSPE4.C2(-);chuA(-),YjaA(+/-)和TSPE4.C2(+);chuA(+),YjaA(+),TSPE4.C2(+/-)和chuA(+),YjaA(-)和TSPE4.C2(+/-)。4个系统进化组所占比例分别为24%、11%、29%和36%;不同来源的ExPEC遗传谱系分型情况也略有不同,统计结果显示痰标本来源的菌株比尿液标本来源的菌株中分型为B2组的更多,而其他各组之间的比较无统计学意义。
在进行ExPEC菌株遗传谱系分型各组之间毒力因子基因检出情况的统计学比较显示,6种毒力因子基因的检出情况与细菌遗传谱系分型之间无统计学差异,它们分别是traT、iutA、pagG alleⅢ、ibeA、papG flanking、sfaS;毒力因子中有8种仅与B2组联系密切,分别是pagG alleⅡ、papA、sfa/focDE、hlyA、rfc、cnfl、cvaC和focG;有4种仅与D组联系密切,分别是papGflankingⅡanaⅢ、afa/draBC、kpsMTⅢ和nfaE;有6种与B2组和D组均有关系,分别是fyuA、PAI、K5、papEF、K1和papC。在对菌株毒力因子基因检出个数的统计发现随着菌株毒力因子检出个数的增加,A组及B1组所占比例逐渐减少,而B2组和D组,尤其是B2组所占比例逐渐增加。
结论:
ExPEC存在毒力因子以及毒力因子的种类和数量影响菌株的致病性,毒力因子基因fimH、fyuA、traT、iutA、kpsMTⅡ、PAI在菌株中存在广泛的流传性;非尿液来源标本引起机体致病可能需要种类更广泛、毒力更强的毒力因子的存在,从痰液标本分离出的ExPEC菌株可能比来自于尿液标本的菌株致病性更强; ExPEC毒力因子基因检出情况与菌株遗传谱系分型相关,尤其与B2组关系密切; ExPEC致病性与其遗传谱系分型有关联,菌株所属B2组或者D组与致病性高度相关。