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碳青霉烯耐药肠杆菌科细菌（CRE）威胁全球健康，多拷贝耐药基因或加剧耐药性。研究人员对肺炎克雷伯菌中携带 blaNDM-1的 IncFII 质粒进行研究，发现四个串联的 blaNDM-1拷贝，其结构不稳定。该研究为解析耐药机制提供依据。
在医疗领域，细菌耐药问题日益严峻，碳青霉烯耐药肠杆菌科细菌（CRE）就像一群难以对付的 “超级细菌”，给全球健康带来了巨大的威胁。这类细菌对碳青霉烯类抗生素具有耐药性，使得原本有效的治疗手段逐渐失去作用，患者的治疗难度大大增加，病情也可能因此恶化。在众多耐药机制中，多拷贝耐药基因的出现是一个潜在的关键因素。它们就像隐藏在细菌内部的 “武器库”，不断为细菌提供抵抗抗生素的能力，导致细菌耐药性不断增强。然而，目前对于多拷贝耐药基因的产生机制以及它们如何影响细菌耐药性，人们的了解还十分有限。在这样的背景下，为了更深入地探究这一复杂的问题，浙江大学医学院附属第一医院的研究人员开展了一项极具意义的研究。
研究人员从一株肺炎克雷伯菌（Enterobacter hormaechei）L710hy 入手，这株细菌分离自一位 71 岁肺炎患者的粪便样本。他们对其进行了全面而细致的研究，最终取得了一系列重要发现，并将研究成果发表在《iScience》杂志上 。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是全基因组测序（Whole-genome sequencing，WGS），这一技术就像是给细菌的基因组做了一次 “全面体检”，帮助研究人员详细了解细菌的基因组成和结构。其次是抗菌药物敏感性测试（Antimicrobial susceptibility testing，AST），通过这种方法可以准确判断细菌对各种抗生素的敏感程度，了解细菌的耐药特性。还有 S1 脉冲场凝胶电泳（S1 pulsed-field gel electrophoresis，S1-PFGE）和质粒分析，它们能够帮助研究人员分析细菌中质粒的情况，包括质粒的大小、数量以及耐药基因在质粒上的位置等信息 。另外，研究人员还进行了接合试验和稳定性试验，以此探究质粒的转移能力以及耐药基因结构的稳定性。
下面来看看具体的研究结果。在抗菌药物敏感性测试（AST）方面，研究发现 L710hy 对多种抗生素表现出耐药性，如氨曲南、亚胺培南、美罗培南等，对多粘菌素 B 呈现中介敏感性，而对替加环素、氯霉素和复方新诺明敏感。这表明这株细菌的耐药谱较广，给临床治疗带来了很大挑战。
质粒分析和接合试验结果显示，L710hy 含有四个质粒，其中 blaNDM-1位于大小为 218,724 bp 的 pL710hy-NDM-OXA 质粒上，该质粒属于 IncFII（Yp）型。而且，这个质粒可以成功转移到受体菌株铜绿假单胞菌 PAO1Ri 中，使受体菌株也获得耐药性。这意味着耐药质粒能够在不同细菌之间传播，进一步加剧耐药性的扩散。
对分离株 L710hy 的基因组特征分析发现，其基因组包含一个环形染色体和四个质粒。在 pL710hy-NDM-OXA 质粒上，除了携带多种耐药基因外，还存在四个串联重复的 blaNDM-1基因。这些基因的遗传环境独特，与已知的结构既有相似之处，又存在一些差异，周围还有多个插入序列，如 ISCR1、ISAba125 等 。
关于 blaNDM-1四串联重复结构的稳定性，研究人员通过传代培养 L710hy 菌株，对第 50 代的多个单克隆进行分析。结果发现，在传代过程中，四串联重复的 blaNDM-1结构发生了明显变化，拷贝数减少。但每个菌株中 blaNDM-1周围的遗传环境保持不变。这说明虽然耐药基因的拷贝数不稳定，但它们所处的遗传环境相对稳定。
综合上述研究结果，研究人员得出以下结论：首次在肺炎克雷伯菌中发现了携带四个串联 blaNDM-1拷贝的 IncFII 质粒，这是一个全新的发现。同时，研究表明插入序列可能在多拷贝 blaNDM-1区域的产生过程中发挥重要作用，但具体机制还需要进一步研究。此外，虽然观察到 L710hy 携带多拷贝 blaNDM-1时对碳青霉烯类抗生素有较高耐药性，但目前还无法确定 blaNDM-1拷贝数与碳青霉烯耐药性之间的明确关系，这也为后续研究指明了方向。
在讨论部分，研究人员指出，肺炎克雷伯菌作为医院感染的重要病原菌，其携带的多拷贝耐药基因对人类健康构成了潜在威胁。多拷贝耐药基因的出现可能是细菌应对抗生素压力的一种进化策略，而插入序列在其中的作用值得深入研究。虽然此次研究取得了一定成果，但仍存在局限性，例如仅对一株临床分离株进行了研究，关于插入序列介导多拷贝耐药基因产生的机制以及多拷贝耐药基因对抗生素耐药性的影响，都只是基于现有数据的推断，需要更多的研究来验证。不过，这项研究依然具有重要意义，它为深入了解细菌耐药机制提供了新的线索，有助于开发更有效的抗菌策略，应对日益严重的细菌耐药问题，为临床治疗和公共卫生防控提供重要的理论依据。
