第4世代のセファロスポリン耐性菌が中国上海市で分離されたSerovar Enteritidis株のうち，ハーバリングプラスミドによってもたらされたもの．

Fourth Generation Cephalosporin Resistance Among Serovar Enteritidis Isolates in Shanghai, China Conferred by Harboring Plasmids.

• Ying Fu
• Xuebin Xu
• Lina Zhang
• Zhiying Xiong
• Yeben Ma
• Yihuan Wei
• Zhengquan Chen
• Jie Bai
• Ming Liao
• Jianmin Zhang

抄録

本研究では、2005年から2014年までに中国上海で分離されたEnterica serotype Enteritidisの抗菌薬耐性のパターンを調査した。その結果、2010年から第4世代セファロスポリンであるセフェピムに対して初めて耐性を有する分離株を発見した。さらに、2010年以降に発見されたEnteritidis分離株におけるセフェピム耐性の流行特性とその背景にあるメカニズムを解析した。Kirby-Bauer disk diffusionにより2,914株中38株（1.30％）がセフェピム耐性Enteritidis（CRSE）分離株として同定された。2株は動物由来の食品から分離されたものであり，36株はサルモネラ症患者の糞便から分離されたものであった．寒天希釈法を用いた抗菌薬感受性試験の結果，すべてのCRSE株は少なくともceftazidime，cefotaximeおよびampicillinに対して耐性を示した．さらに、パルスフィールドゲル電気泳動（PFGE）プロファイルは、89.47％のCRSE分離株が同様のPFGEパターンを示したことを示した。PCRおよび塩基配列解析により，5種類のβ-ラクタマーゼ遺伝子（100.00％，38/38），（65.79％，25/38），（52.63％，20/38），（18.42％，7/38），（5.26％，2/38）が検出された．遺伝子の中では、優性型（84.21％、32/38）であった。また、プラスミドのレプリコンタイピングと共役・形質転換実験により、76.8kbから138.9kbまでの大きさの様々なレプリコンタイプのプラスミド上に存在することが明らかになった。また、プラスミド配列解析の結果、この遺伝子は主にIS--ORF477トランスポジションユニットによって動員され、独自のISベースのプロモーターを有していることが明らかになった。 選抜された形質転換体SH12G706-Cの全ゲノム配列（イルミナ社）を解析したところ、この遺伝子を担持するプラスミドは、2010年に中国で検出されたIncI1プラスミドバックボーンp628-CTX-Mと高い類似性を示した。本研究では、IS-ORF477に動員された遺伝子がCRSE分離株に共通する主な特徴であり、セフェピン耐性の伝播に重要な役割を果たしていると考えられることが示された。CRSE分離株の数は年々増加しており，IS-ORF477を保有するプラスミドが異種間で強力に伝播することは，セフェピム耐性菌の治療効果を脅かす重要な脅威となっている。

In this study, we investigated the pattern of antimicrobial resistance in enterica serotype Enteritidis isolates in Shanghai, China from 2005 to 2014. We found the first isolates with resistance to the fourth-generation cephalosporin cefepime starting in 2010. Furthermore, we analyzed the epidemic characteristics and mechanisms of underlying cefepime resistance in Enteritidis isolates found from 2010. In total, 38 of 2,914 (1.30%) isolates were identified as cefepime-resistant Enteritidis (CRSE) isolates by Kirby-Bauer disk diffusion. Two isolates were from animal derived food sources; 36 isolates were from fecal samples of human patients with salmonellosis. Antimicrobial susceptibility testing using the agar dilution method revealed that all CRSE isolates showed additional resistances at least to ceftazidime, cefotaxime, and ampicillin. Additionally, pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) profiles indicated that 89.47% of CRSE isolates also displayed similar PFGE patterns. Five types of β-lactamase genes, (100.00%, 38/38), (65.79%, 25/38), (52.63%, 20/38), (18.42%, 7/38), and (5.26%, 2/38) were detected by PCR and sequencing. Among genes, was the dominant type (84.21%, 32/38). Conjugation and transformation experiments along with plasmid replicon typing revealed that was located on plasmids of various replicon types with sizes ranging from 76.8 to 138.9 kb. Plasmid sequence analysis also showed that the gene was mobilized mainly by the IS--ORF477 transposition unit and had its own IS-based promoter, which accelerated the expression and transmission of . Analysis of whole genome sequences (Illumina) of one selected transformant SH12G706-C showed high similarity of the carrying plasmid with the IncI1 plasmid backbone p628-CTX-M of detected in 2010 in China. The present study demonstrated that the gene mobilized by IS- -ORF477 was the main feature shared by CRSE isolates and seems to play an important role for transmission of cefepime resistance. The number of CRSE isolates is rising annually, and the strong dissemination ability of IS--ORF477-harboring plasmids among different species represents an important threat to the therapeutic effectiveness of cefepime.

Copyright © 2020 Fu, Xu, Zhang, Xiong, Ma, Wei, Chen, Bai, Liao and Zhang.