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NDM-1産生菌Raoultella ornithinolyticaとEnterobacter cloacaeの中国における1人の患者における2つのNDM-1産生菌の発生：コンジュゲーションによる新規抗菌抵抗性プラスミドのin vivoへの移行が考えられる
Occurrence of two NDM-1-producing Raoultella ornithinolytica and Enterobacter cloacae in a single patient in China: probable a novel antimicrobial resistance plasmid transfer in vivo by conjugation.
PMID: 32652247 DOI: 10.1016/j.jgar.2020.06.022.
抄録
目的:
中国の一人の患者から分離された2つの多剤耐性Enterobacteriaceae株における薬剤耐性遺伝子の獲得の一般的な特徴を明らかにすること。
OBJECTIVES: To identify the general features of acquisition of drug-resistance genes in two multi-drug resistantEnterobacteriaceae strains isolated from a single patient in China.
方法:
全プラスミドは、Illumina Hiseq 4000とPacbio RSIIを用いて配列決定を行った。プラスミドコンジュゲーショントランスファー実験はmating-outアッセイを用いて行った。薬剤耐性遺伝子はPCRアッセイで増幅した。
METHODS: The whole-plasmid was sequenced by Illumina Hiseq 4000 and Pacbio RSII procedures. The plasmid conjugation transfer experiment were performed by the mating-out assay. Drug-resistance genes were amplified by PCR assay.
結果:
我々は，ニューデリーメタロ-β-ラクタマーゼ1型（NDM-1）産生株Raoultella ornithinolytica B1645-1とEnterobacter cloacae B1645-2を同定し，これらはスルホンアミド耐性ジヒドロプテロエート合成酵素sul2遺伝子とアミノグリコシドO-phosphotransferase aph(3'')-Ib遺伝子を共有していた。多剤耐性菌R. ornithinolytica B1645-1から新規抗菌薬耐性プラスミドpCYNDM01が初めて発見された。興味深いことに、プラスミドpCYNDM01はGifsy-2プロファージ遺伝子を持っていた。bla遺伝子は、sul1-qacEΔ1-ΔISAba125-bla-bla-trpC-ISCR1-catb8-aacA4-IS1-IS6100-dfrA14-intI1の構造を持つ新規複合体クラス1インテグロン上に位置していた。bla遺伝子プラスミドpCYNDM01を担持したものをE. cloacae B1645-2レシピエント株にトランスフェクトした。この149.44kbのプラスミドpCYNDM01はIncFII型に属していた。
RESULTS: We identified two New Delhi metallo-β-lactamase type 1(NDM-1)-producing isolates, namedRaoultella ornithinolytica B1645-1 and Enterobacter cloacae B1645-2, which shared the same sulfonamide-resistant dihydropteroate synthase sul2 gene and aminoglycoside O-phosphotransferase aph(3'')-Ib gene. A novel antimicrobial resistance plasmid pCYNDM01 was first discovered from the multi-drug resistant R. ornithinolytica B1645-1. Interestingly, plasmid pCYNDM01 carried a Gifsy-2 prophage gene. The bla gene was located on a novel complex class 1 integron with a structure of sul1-qacEΔ1-ΔISAba125-bla-bla-trpC-ISCR1-catb8-aacA4-IS1-IS6100-dfrA14-intI1. The carrying the bla gene plasmid pCYNDM01 was transferred to the E. cloacae B1645-2 recipient strain. This 149.44 kb plasmid pCYNDM01 belonged to the IncFII type.
結論:
中国から分離された多剤耐性R. ornithinolytica B1645-1から新規抗菌抵抗性プラスミドpCYNDM01が初めて回収された。この新規複合体sul1型クラス1インテグロンは、異なる腸内細菌種間でのbla遺伝子の動員に不可欠な役割を果たしている可能性がある。また、プラスミドpCYNDM01がR. ornithinolyticaからE. cloacaeに移入されたことから、プラスミドpCYNDM01は自己共役性プラスミドであることが示唆され、in vivoでは一人の患者から異なる腸内細菌種に薬剤耐性遺伝子が移入される可能性が示唆された。また、プラスミドpCYNDM01の新規変異体F-like T4SSは、R. ornithinolytica B1645-1の薬剤耐性遺伝子導入のためのツールとなる可能性が示唆された。このようなNDM-1産生菌の出現は中国でも注目されており、今後の流行を防ぐためにも必要なことである。
CONCLUSIONS: A novel antimicrobial resistance plasmid pCYNDM01 was first recovered from a multi-drug resistanceR. ornithinolytica B1645-1 isolated from China. The novel complex sul1-type class 1 integron might play an essential role in the mobilization of the bla gene among different enterobacterial species. The occurrence of plasmid pCYNDM01 transfer from R. ornithinolytica to E. cloacae in vitro by conjugation showed that plasmid pCYNDM01 was a self-conjugative plasmid and might cause dissemination of drug-resistance genes within different enterobacterial species from a single patient in vivo by conjugation. The novel variant F-like T4SS of plasmid pCYNDM01 might be as a tool of R. ornithinolytica B1645-1 for resistance genes transfer. The emergence of the two NDM-1-producing Enterobacteriaceae strains should be attracted China attentions and required to prevent its future prevalence.
Copyright © 2020. Published by Elsevier Ltd.