微生物所揭示不動桿菌中新型固有耐藥基因水平轉移機制

　　不動桿菌的耐藥性包括獲得性耐藥和固有耐藥。固有耐藥是細菌對某類抗生素的天然耐受，由固有耐藥基因決定。固有耐藥基因是指存在于某類細菌染色體上位置保守的與耐藥相關的一類基因。固有耐藥基因的發現可以為新藥研制提供藥物作用靶標，并且固有耐藥基因可以被移動原件捕獲而成為獲得性耐藥的來源。

　　針對固有耐藥，中國科學院微生物研究所馮婕課題組之前已在蠟樣芽孢桿菌群和銅綠假單胞菌中分別發現了新型固有大環內酯磷酸轉移酶[Environ Microbiol. 2015, 17(5):1560-73]和固有的氨基糖苷磷酸轉移酶耐藥基因[Antimicrob Agents Chemother. 2016, 60(11): 6983-85]。

　　最近，馮婕課題組在人類重要病原細菌不動桿菌中又發現了新型的氨基糖苷腺苷轉移酶ANT(3")-II（包括IIa, IIb, IIc），該酶廣泛分布在不動桿菌屬中，包括臨床常見的鮑曼不動桿菌（Acinetobacter baumanii, IIa）、皮特不動桿菌（Acinetobacter pittii, IIa）、吉倫伯不動桿菌（Acinetobacter gyllenbergii, IIc）、小不動桿菌（Acinetobacter parvus, IIc）和其它未確定名稱的不動桿菌（Acinetobacter sp., IIb和IIc）。

　　系統進化分析顯示ANT(3")-II與已知的ANT(3")-I進化關系最近，在進化樹上形成了單獨的兩個分枝，已知的ANT(3")-I普遍位于革蘭氏陰性菌的移動原件中，而ANT(3")-II只特異性存在于不動桿菌的染色體保守位置上，因此ANT(3")-II是一個新的氨基糖苷腺苷轉移酶亞類。

　　進一步研究發現，ant(3")-II基因可以在不動桿菌中進行頻繁的水平轉移。例如鮑曼不動桿菌的ant(3")-IIa基因可以轉移至瓊氏不動桿菌（Acinetobacter junii），并且這種水平轉移是通過同源重組、而非移動原件介導的（圖1）。對不動桿菌所含全部基因進行重組熱點分析，發現ant(3")-II基因位于染色體的重組熱點區（圖2），表明ant(3")-II基因在不動桿菌中頻繁轉移。這一發現首次表明固有耐藥基因可以通過同源重組的方式在不動桿菌的不同種間進行傳播。

　　該項題為A new subclass of intrinsic aminoglycoside nucleotidyltransferases, ANT(3")-II, is horizontally transferred among Acinetobacter spp. by homologous recombination 的論文于2017年2月在線發表在Plos Genetics上。微生物所助理研究員張剛是該論文的第一作者，馮婕為通訊作者。研究獲得了國家重點基礎研究發展計劃（“973”計劃）和國家自然科學基金的資助。

圖1 ant(3")-IIa基因的同源重組分析

圖2 不動桿菌中基因的重組熱點分析