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羊源大肠杆菌及其小菌落变异体（SCVs）生物学特性研究

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羊源大肠杆菌及其小菌落变异体（SCVs）生物学特性研究

作者：吴自豪塔里木大学

学位级别：硕士

大肠杆菌(Escherichia coli)是一种条件性致病菌,可引起人和动物腹泻、脑膜炎和乳腺炎等疾病。大肠杆菌可通过动物和动物性食品在人畜间进行交叉传播,被污染的肉类食品是其常见传播媒介之一。阿克苏市作为我国羊养殖、供应和消费的主要... 详细信息

大肠杆菌(Escherichia coli)是一种条件性致病菌,可引起人和动物腹泻、脑膜炎和乳腺炎等疾病。大肠杆菌可通过动物和动物性食品在人畜间进行交叉传播,被污染的肉类食品是其常见传播媒介之一。阿克苏市作为我国羊养殖、供应和消费的主要地区之一,为了解该地区羊源大肠杆菌的潜在危害,本研究对阿克苏地区某屠宰场羊源大肠杆菌的分子分型、耐药性和毒力基因等情况展开调查。研究发现,大肠杆菌在亚致死浓度抗生素的作用下会形成一种耐药性强且感染持久的小菌落变异体(Small colony variants,SCVs),对公共卫生和食品安全构成潜在威胁。目前尚缺乏羊源大肠杆菌SCVs的相关报道,本研究对羊源大肠杆菌SCVs进行自然筛选和药物诱导,比较分析其与野生株的生物学特性差异,结合基因组数据初步分析其形成原因。主要研究结果如下:(1)阿克苏市某屠宰场羊源大肠杆菌分子分型、耐药性和毒力基因检测:从57只新鲜屠宰的绵羊胴体、胆汁、粪便和肠系膜淋巴结中分离得到91株大肠杆菌,对其进行分子分型、耐药性、生物被膜形成能力和毒力基因检测。结果表明,91株大肠杆菌的系统发育群分属于A群(52.75%)和B1群(47.25%);LPS核心型的优势型为R3(43.96%),R1(28.57%)型次之,K12(17.58%)、R2(5.49%)和R4(4.4%)型的检出率较低;大部分菌株(63.74%)具有生物被膜形成能力。分离株对青霉素G(90.11%)、复方新诺明(51.65%)、四环素(42.86%)、氟苯尼考(27.47%)和阿米卡星(21.98%)具有不同程度的耐药性,多重耐药菌株的检出率为41.76%;携带Ⅰ型整合子int-I(59.34%)基因和blaTEM(84.62%)、aphA1(63.74%)、tetA(42.86%)等多种耐药基因;此外,还携带编码志贺毒素的Stx1(7.69%)和编码脑血管内皮细胞侵袭素的ibe B(60.44%)等多种毒力基因。(2)羊源大肠杆菌及其SCVs生物学特性和基因组分析:从羊胆汁中分别分离出1株野生株和硫辛酸依赖型SCV(LA-SCV),野生株经阿米卡星诱导形成1株血红素依赖型SCV(HD-SCV)。随后对野生株和2株SCVs的生理生化、培养特性、耐药性、溶血活性、生物被膜形成、运动性和代谢等生物学特性进行比较分析,结合基因组数据初步分析SCVs形成原因。结果显示,与野生株相比,SCVs在生理生化和培养特性等方面存在较大差异,SCVs耐药性、溶血活性和生物被膜形成能力显著增强(P<0.01);不发酵利用醋酸盐、生长缓慢、胞内ATP和运动性显著降低(P<0.01)。qPCR结果显示,LA-SCV的能量代谢和氨基酸代谢在对数期受到抑制,HD-SCV的能量代谢和氨基酸代谢在对数期和稳定期均受到抑制。基因组分析表明,LA-SCV中的lipA(编码硫酰合酶,是硫辛酸合成的关键基因)发生移码删除突变,HD-SCV中hem G基因(编码甲萘醌依赖性原卟啉原Ⅸ脱氢酶,是血红素合成的关键基因)发生终止突变,硫辛酸合成(lipB)和血红素合成(hemA和hemD)通路相关基因的表达量也显著降低(P<0.01),分别表现为硫辛酸依赖型和血红素依赖型。表明,LA-SCV和HD-SCV可能是由于lipA或hemG基因突变导致硫辛酸和血红素合成通路障碍,形成SCVs,表现为能量代谢抑制,进而促使其不发酵醋酸盐、运动性降低和耐药性增强。综上所述,屠宰场羊源大肠杆菌耐药情况严重,携带多种毒力基因,对食品安全构成潜在威胁。羊源大肠杆菌SCVs的生物学特性与野生株相比有较大差异,可能会给大肠杆菌致病性和耐药等方面的防治带来更大挑战。

关键词：羊源大肠杆菌耐药性毒力基因小菌落变异体生物学特性基因组分析

金黄色葡萄球菌小菌落变异体在关节假体周围感染中的分子病原学特征

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微生物与感染 2023年第2期18卷 65-74页

作者：魏莹刘颖刘薇郭宇北京积水潭医院医学检验中心微生物实验室北京100035

本研究旨在了解关节假体周围感染(periprosthetic joint infection,PJI)中金黄色葡萄球菌小菌落变异体(Staphylococcus aureus small colony variant,SASCV)的毒力、耐药基因携带情况及分子型别,为探讨其致病机制提供基础数据。收集从19... 详细信息

本研究旨在了解关节假体周围感染(periprosthetic joint infection,PJI)中金黄色葡萄球菌小菌落变异体(Staphylococcus aureus small colony variant,SASCV)的毒力、耐药基因携带情况及分子型别,为探讨其致病机制提供基础数据。收集从19例PJI患者关节液中分离出的SASCV,进行全基因组测序、生物信息学分析及数据库比对,以了解其毒力相关基因和耐药基因的携带情况;采用多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)分析菌株型别,并构建系统发育树。结果显示,19株SASCV中,有8株与正常形态金黄色葡萄球菌混合生长。对全部27株菌株进行全基因组测序,基因组长度为2696437~3011803 bp,G+C含量为(32.8±0.05)%。共检出23种毒力相关基因:其中14种黏附素相关基因的检出率较高,为21.1%~100.0%;4种与免疫逃逸相关基因的检出率为36.8%~68.4%;5种溶血及杀白细胞素基因也有检出。耐药基因检出12种:blaZ检出率为78.9%(15/19);mecA检出率为31.6%(6/19);大环内酯类及氨基糖苷类抗生素耐药基因也有不同比例的检出。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌中耐药基因的检出数量高于甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌。MLST分析结果显示,19株SASCV共分10个型别。8组表型混合生长的菌株中,2组SCV与正常表型菌株分属不同型别,且毒力及耐药基因差异较大,其余6组为同一型别。本研究还发现,PJI中SASCV的生物膜相关黏附素基因检出率高,耐药基因中mecA检出率较高,MLST以ST59最多,其次为ST398和ST25。SCV与正常表型菌株混合生长时可分属不同型别。

关键词：小菌落变异体关节假体周围感染金黄色葡萄球菌全基因组测序

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纳米凝胶提高硫酸头孢喹肟抗菌活性研究

畜牧与兽医 2023年第3期55卷 62-67页

作者：罗万和周继萍鞠牧洁刘金环买热亚木古力·尼吉米丁古丽乃再尔·艾麦提弓超韩俊成新疆农业大学动物医学学院新疆乌鲁木齐830052 塔里木大学动物科学与技术学院新疆阿拉尔843300 新疆生产建设兵团塔里木动物疫病诊断与防控工程实验室新疆阿拉尔843300 新疆草食动物新药研究与创制重点实验室新疆乌鲁木齐830052

为治疗金黄色葡萄球菌小菌落变异体(SCVs)感染,分别以羧甲基纤维素钠和明胶为阴、阳离子载体,通过静电作用制备一种硫酸头孢喹肟纳米凝胶。以溶胀率为指标,筛选最优配方;以外观性状、扫描电镜图、包封率(EE)、载药量(LC)、粒径和Zeta电... 详细信息

为治疗金黄色葡萄球菌小菌落变异体(SCVs)感染,分别以羧甲基纤维素钠和明胶为阴、阳离子载体,通过静电作用制备一种硫酸头孢喹肟纳米凝胶。以溶胀率为指标,筛选最优配方;以外观性状、扫描电镜图、包封率(EE)、载药量(LC)、粒径和Zeta电位为指标,进行质量评价;通过溶血性试验进行安全性评价;采用微量肉汤稀释法评价硫酸头孢喹肟原料药、市售硫酸头孢喹肟注射液和硫酸头孢喹肟纳米凝胶对SCVs的抗菌活性。结果表明,当明胶500 mg、羧甲基纤维素钠200 mg、三聚磷酸钠0.5 mg时为最优配方,为均一淡黄色;扫描电镜图显示硫酸头孢喹肟被明胶、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠所交联的网络结构所包裹,网络大小均一;平均粒径为(75.72±2.62)nm, Zeta电位为(-0.010 2±0.001 4)mV,EE和LC分别为(85.68±2.41)%和(22.35±1.93)%;且硫酸头孢喹肟纳米凝胶在3 h内均未有溶血现象发生;硫酸头孢喹肟原料药、市售硫酸头孢喹肟注射液和硫酸头孢喹肟纳米凝胶对SCVs的最小抑菌浓度分别为2、1和0.5μg/mL。故本研究所制备的硫酸头孢喹肟纳米凝胶具有较小的纳米尺寸和良好的生物相容性,可为提高由SCVs引起的感染性疾病疗效提供依据。

关键词：纳米凝胶小菌落变异体硫酸头孢喹肟抗菌活性制备

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纳米抗菌药物抗金黄色葡萄球菌感染研究进展

畜牧与兽医 2022年第7期54卷 140-144页

作者：鲁壮壮刘金环张珊玲鞠牧洁罗万和陈伟新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室/塔里木大学动物科学学院/新疆生产建设兵团塔里木动物疫病诊断与防控工程实验室新疆阿拉尔843300

金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus耐药性问题日益严重,由其引起的奶牛乳腺炎的临床治疗面临着严峻的挑战。通过新型纳米载体系统所制备的纳米抗菌药物治疗金葡菌感染尤为重要。通过总结金葡菌感染机制、常规药物及纳米抗菌药物在治... 详细信息

金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus耐药性问题日益严重,由其引起的奶牛乳腺炎的临床治疗面临着严峻的挑战。通过新型纳米载体系统所制备的纳米抗菌药物治疗金葡菌感染尤为重要。通过总结金葡菌感染机制、常规药物及纳米抗菌药物在治疗金葡菌感染中的应用,讨论并分析纳米抗菌药物在兽医临床上治疗金葡菌感染所面临的挑战,对纳米抗菌药物治疗金葡菌感染的应用前景进行展望。

关键词：金黄色葡萄球菌感染机制小菌落变异体纳米抗菌药物纳米载体系统

氟苯尼考纳米凝胶的制备及对奶牛乳房炎性金黄色葡萄球菌SCVs的疗效评价

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氟苯尼考纳米凝胶的制备及对奶牛乳房炎性金黄色葡萄球菌SCVs的疗...

作者：冷楠楠塔里木大学

学位级别：硕士

奶牛乳房炎是影响奶牛业健康发展的重大疾病之一,不仅危害奶牛健康,还会引起产奶量的下降和奶品质降低,从而带来巨大的经济损失。而金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,以下简称金葡菌)是引起奶牛乳房炎的主要病原微生物之一。更严... 详细信息

奶牛乳房炎是影响奶牛业健康发展的重大疾病之一,不仅危害奶牛健康,还会引起产奶量的下降和奶品质降低,从而带来巨大的经济损失。而金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,以下简称金葡菌)是引起奶牛乳房炎的主要病原微生物之一。更严重的是金葡菌常以小菌落变异体(Small Colony Variants,SCVs)的形式在机体内持续存在,逃避抗菌药物的杀菌作用,导致奶牛长期和反复感染乳房炎。氟苯尼考因其抗菌谱广常用来治疗细菌性疾病。但氟苯尼考在体内分布广泛,难以在靶部位达到有效治疗浓度,导致氟苯尼考对SCVs引起的奶牛乳房炎疗效相对较差。因此,本研究通过制备一种新型药物递送系统——氟苯尼考纳米凝胶,在保证氟苯尼考抗菌活性的同时,又具有一定的缓释作用。本研究通过制备氟苯尼考纳米凝胶并进行配方筛选及质量评价;再通过测定氟苯尼考纳米凝胶对金葡菌及其SCVs的体外抗菌活性,判断其抗菌效果;通过临床效果治疗实验,评价氟苯尼考纳米凝胶对金葡菌及其SCVs引起的奶牛乳房炎治疗效果,研究结果为氟苯尼考新药物剂型提供了基础参考。1.成功通过包合作用和静电作用自组装制备出氟苯尼考纳米凝胶。进行配方筛选与表征,结果表明转速为1200 r/min,β-环糊精(β-Cyclodextrin,β-CD)为25 mg/m L、明胶(gelatin,G)为50 mg/m L、γ-聚谷氨酸(γ-poly-l-glutamic acid,γ-PGA)为20 mg/m L,三聚磷酸钠(sodium Tripolyphosphate,TPP)为1.5 mg/m L时为最优配方,其包封率(encapsulation efficiency,EE)为43.0%±1.5%和载药量(loading capacity,LC)为21.0%±0.4%;其外观性状颜色清亮,无沉淀和絮状体,在低于10℃的环境下成固态凝胶状;扫描电镜图显示均匀分布球体,药物被均匀包裹且形成了三维网状结构;沉降体积比为1,再分散性良好;平均粒径和Zeta电位分别为174.60±3.72 nm和-3.57±1.56 m V;氟苯尼考纳米凝胶冻干粉的X光衍射(Powder X-Ray Diffraction,PXRD)和傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared,FTIR)表明,氟苯尼考纳米凝胶成功地形成了包合和静电相互作用;在酸性和中性牛乳液中都表现出明显的缓释效果。最终再通过安全性溶血试验判断氟苯尼考纳米凝胶是否具有生物安全性,结果表明其溶血率(小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)和最小杀菌浓度(Minimum bactericidal concentration,MBC)。结果显示氟苯尼考标准品、氟苯尼考注射液对金葡菌101和SCVs 102的MIC、MBC均为4、16μg/m L,氟苯尼考纳米凝胶对金葡菌101和SCVs 102的MIC、MBC均为2、8μg/m L;相对于氟苯尼考标准品和市售氟苯尼考注射液,氟苯尼考纳米凝胶对金葡菌101和SCVs 102具有更强的抑菌抑菌效果和杀菌能力。再通过体外抑菌曲线判断其抑菌菌类型,结果表明氟苯尼考纳米凝胶相对于标准品和注射液,具有更强的抑菌能力,呈现浓度依赖性抑菌特征(P小鼠乳房来建立小鼠乳房炎模型,建立成功后再治疗,通过观察PCR检测和病理组织切片评价其治疗效果。结果发现氟苯尼考纳米凝胶在小鼠体内对金葡菌及SCVs的抗菌活性良好,可将小鼠乳房炎治愈。最后本研究为了探索氟苯尼考对临床中奶牛乳房炎的治疗效果是否与小鼠试验结果一致,在新疆南疆地区某团场奶牛场找出患有临床乳房炎的泌乳期奶牛12头进行临床奶牛乳房炎治疗试验,来研究氟苯尼考纳米凝胶对奶牛乳房炎是否具有良好的疗效。结果表明,氟苯尼考纳米凝胶对临床奶牛乳房炎的治愈率为66.7%,而市售的氟苯尼考注射液对临床奶牛乳房炎的治愈率为33.3%。氟苯尼考纳米凝胶的治疗效果明显高于明显市售的氟苯尼考注射液,可以很好的治疗临床型奶牛乳房炎,具有临床应用意义。

关键词：奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌小菌落变异体氟苯尼考纳米凝胶抗菌活性

金黄色葡萄球菌在人工关节感染中的分子型别与耐药基因特征

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国际检验医学杂志 2023年第23期44卷 2886-2892页

作者：梁玉龙程翔魏莹刘颖郭宇首都医科大学附属北京积水潭医院医学检验中心北京100035

目的探讨导致人工关节假体周围感染(PJI)的金黄色葡萄球菌的抗菌药物耐药率、耐药基因和分子型别,为抗感染治疗提供依据和流行病学信息。方法收集2017年1月至2022年1月该院80例髋膝PJI患者关节液及假体周围组织中分离的金黄色葡萄球菌,... 详细信息

目的探讨导致人工关节假体周围感染(PJI)的金黄色葡萄球菌的抗菌药物耐药率、耐药基因和分子型别,为抗感染治疗提供依据和流行病学信息。方法收集2017年1月至2022年1月该院80例髋膝PJI患者关节液及假体周围组织中分离的金黄色葡萄球菌,进行抗菌药敏试验,分析其对骨科常用抗菌药物的耐药率;对菌株进行全基因组测序和生物信息学分析,研究其耐药基因携带情况;采用多点位序列分型(MLST)进行菌株分型和系统发育分析,比较主要流行分子型别对抗菌药物的耐药差异。结果该研究共收集80株金黄色葡萄球菌,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)检出率为26.25%,甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA)检出率为73.75%。耐药性分析结果显示,MRSA对红霉素、克林霉素、氟喹诺酮类药物和四环素的耐药率较高,未发现对万古霉素、利奈唑胺和替加环素耐药菌株。95%的金黄色葡萄球菌携带耐药基因,其中β-内酰胺类耐药基因检出率最高(92.50%)。MRSA平均携带4.3种耐药基因,MSSA平均携带2.2种。金黄色葡萄球菌小菌落变异体(SCVs)检出率为23.75%。MLST结果显示,PJI中金黄色葡萄球菌主要流行克隆复合物型别为ST-398型(22.50%)、ST-5型(13.75%)和ST-59型(11.25%)。ST-59型金黄色葡萄球菌的万古霉素最低抑菌浓度相对较高。结论万古霉素、利奈唑胺可作为PJI中抗MRSA感染的主要选择;PJI中金黄色葡萄球菌SCVs检出率较高;ST-398、ST-5、ST-59型是该院PJI金黄色葡萄球菌的主要流行克隆菌株,应针对不同金黄色葡萄球菌克隆类型采取个性化抗感染治疗策略。

关键词：人工关节假体周围感染金黄色葡萄球菌多位点序列分型耐药基因小菌落变异体

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常见病原菌少见表型在临床微生物检验实习教学中的应用

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中华临床实验室管理电子杂志 2020年第4期8卷 201-204页

作者：袁文常张艳玲唐晓华广州医科大学金域检验学院广州510182 广州医科大学第三附属医院广州510150 广州医科大学第五附属医院 510700

目的探讨常见病原菌少见表型在临床微生物检验实习教学中的应用效果。方法将常见病原菌少见表型相关知识进行总结,引入到临床微生物学检验实习教学过程中。结果常见病原菌少见表型丰富了教学内容,调动了学生能动性与积极性,提高临床微... 详细信息

目的探讨常见病原菌少见表型在临床微生物检验实习教学中的应用效果。方法将常见病原菌少见表型相关知识进行总结,引入到临床微生物学检验实习教学过程中。结果常见病原菌少见表型丰富了教学内容,调动了学生能动性与积极性,提高临床微生物检验实习教学的质量。结论把常见病原菌少见表型引入到临床微生物检验实习教学取得较好的效果,是对常规实习教学的有益补充。

关键词：临床微生物检验病原菌小菌落变异体实习