鲍曼不动杆菌生物膜相关基因研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-1358.2021.02.010

目的

探讨临床分离鲍曼不动杆菌生物膜相关基因的不同生物膜形成能力。

方法

收集成都医学院第一附属医院2014年1月至2015年1月住院患者临床分离的鲍曼不动杆菌47株，采用结晶紫染色法测定鲍曼不动杆菌的生物膜形成能力。PCR检测abaI、bap、pgaA、pgaB、pgaC、pgaD、csuA/B、csuA、csuB、csuC、csuD、csuE、bfmR、bfmS、pglC、pglL、gacS、H-NS和ompA等19个生物膜相关基因。采用Pearson卡方检验或连续校正卡方检验分析生物被膜形成能力相关基因检出率。

结果

47株菌株中生物膜形成菌株13株；共检测到17个生物膜相关基因。基因ompA、pgaC、pgaD和bfmR检出率均为100%（47/47），pglL和H-NS检出率均为0（0/47），bap检出率为17.02%（8/47），csuD检出率为53.19%（25/47），其余基因检出率> 85%（40/47）。基因bap、pgaB、csuA/B、csuA、csuB和csuD在生物膜阳性菌株中的检出率分别为53.85%、92.31%、100%、100%、92.31%和53.85%，于阴性菌株中检出率分别为2.94%、85.29%、91.18%、97.06%、88.24%和52.94%；csuA/B和csuA在生物膜阳性菌株检出率均为100%，在阴性菌株中检出率分别为91.18%和97.06%。基因bap在生物膜阳性菌株（53.85%、7/13）和阴性菌株的检出率（2.94%、1/34）差异有统计学意义（χ² = 13.838、P < 0.001），而其他基因在阳性和阴性菌株中检出率差异无统计学意义（P均> 0.05）。

结论

鲍曼不动杆菌生物被膜相关基因bap可能促进生物膜的形成。

关键词: 鲍曼不动杆菌, 生物被膜, 基因

Objective

To investigate the different biofilm formation ability of clinical isolation of Acinetobacter baumannii (A. baumannii) biofilm related genes.

Methods

A total of 47 A. baumannii clinical isolates from January 2014 to January 2015 in the First Affiliated Hospital of Chengdu Medical College were collected to analyze the biofilm formation by crystal violet staining assay. The biofilm genes abaI, bap, pgaA, pgaB, pgaC, pgaD, csuA/B, csuA, csuB, csuC, csuD, csuE, bfmR, bfmS, pglC, pglL, gacS, H-NS and ompA were detected by polymerase chain reaction. The clinical isolates biofilm formation ability elated genes were analyzed by Pearson Chi-square to analysis or Chi-square test with continuous correction.

Results

Thirteen isolates exhibited biofilm formation ability among 47 clinical isolates, and seventeen genes were detected. The detection rates of gene ompA、pgaC、pgaD and bfmR were all 100% (47/47), respectively. The detection rates of pglL and H-NS were both 0 (0/47), the ratios of bap and csuD were 17.02% (8/47) and 53.19% (25/47), respectively. The detection rate of other gene was > 85% (40/47). The detection rates of gene bap, pgaB, csuA/B, csuA, csuB and csuD were 53.85%, 92.31%, 100%, 100%, 92.31% and 53.85% in positive strains, respectively, which were 2.94%, 85.29%, 91.18%, 97.06%, 88.24% and 52.94%, respectively in negative strains. The detection rate of csuA/B and csuB were both 100% in positive strains and were 91.18% and 97.06% in negative isolates, respectively. The detection rates of bap gene were significantly different between positive (53.85%, 7/13) and negative (2.94%, 1/34) strains, with significant difference (χ² = 13.838, P < 0.001), but there was no significant difference in the detection rates of other genes between positive and negative strains (all P > 0.05).

Conclusion

A. baumannii biofilm related gene bap may promote the ability of biofilm formation.

Key words: Acinetobacter baumannii, Biofilm, Gene

表1 基因引物序列及目的产物长度

基因	引物	核酸序列（5'→3'）	长度（bp）
opmA	F	GTTAAAGGCGACGTAGACG	578
opmA	R	CCAGTGTTATCTGTGTGACC	578
abaI	F	GCCAGACTACTACCCACCAC	159
abaI	R	CACAGCCTGACTGCTAGAGG	159
bap	F	CAGCAACGGTTGTAGGGGTA	224
bap	R	AGCATCTGCCGAAGGATCTG	224
pgaA	F	AGTGCTGGAGCAAGGACAAA	358
pgaA	R	AAGCCGATCAACTTCAGCGA	358
pgaB	F	CATACTGCCCATCGCCATCT	856
pgaB	R	TCTGATTGGAAGCCCATTCGC	856
pgaC	F	GCTCACAACGGCTAATGCAG	892
pgaC	R	AGCTCCGCCTTATGATCAGC	892
pgaD	F	AGCGTACCTTTGGCCGTTTA	413
pgaD	R	GCTCACAACGGCTAATGCAG	413
csuA/B	F	CAGCAGCAACAGGTGGCAATA	167
csuA/B	R	AAGGTTTGTACGTGCAGCATCA	167
csuA	F	TCATGGGCTGCTTGACCAAA	431
csuA	R	AATGCGGGTGAAATTGGTGC	431
csuB	F	ATGCAGCAGATCCTCAGCTC	365
csuB	R	TGCCAGACGGTTTGTAGGTG	365
csuC	F	CAACTGCGGTTTGGCTTCAA	469
csuC	R	CGCGCAAACTTCTGACCATT	469
csuD	F	TGGCCTATCCGGTTCCCTAA	215
csuD	R	AATCGATTGGGTCGACGCTG	215
csuE	F	TCTATTCTGTGCCCGCAGTC	205
csuE	R	TCAAGCTTGGAAGCAAACGC	205
bfmR	F	ATGTTGCCGGGTGCAGAT	540
bfmR	R	TTACAATCCATTGGTTTCTTTAACAA	540
bfmS	F	TCGGCGGGTATTACCTTATTTAGCT	221
bfmS	R	GCCTCAATCAAACGCTGAATATGGT	221
PglL	F	GACGGTAGCTGTTGGGACAA	533
PglL	R	ACCCTAACCAAGGATGCTGC	533
GacS	F	CGTGTGTTGGGGCTTTTCTG	552
GacS	R	TGTCTGCATTGAGACGCTGT	552
H-NS	F	TTCTCTACGCTATCAGCGGC	236
H-NS	R	ACACCGCAGGATTCCATGTC	236
PglC	F	AGCAACCGACTTTTAGCCCC	773
PglC	R	CATGCTGGTGTAATGGCAGC	773

表1 基因引物序列及目的产物长度

基因	引物	核酸序列（5'→3'）	长度（bp）
opmA	F	GTTAAAGGCGACGTAGACG	578
opmA	R	CCAGTGTTATCTGTGTGACC	578
abaI	F	GCCAGACTACTACCCACCAC	159
abaI	R	CACAGCCTGACTGCTAGAGG	159
bap	F	CAGCAACGGTTGTAGGGGTA	224
bap	R	AGCATCTGCCGAAGGATCTG	224
pgaA	F	AGTGCTGGAGCAAGGACAAA	358
pgaA	R	AAGCCGATCAACTTCAGCGA	358
pgaB	F	CATACTGCCCATCGCCATCT	856
pgaB	R	TCTGATTGGAAGCCCATTCGC	856
pgaC	F	GCTCACAACGGCTAATGCAG	892
pgaC	R	AGCTCCGCCTTATGATCAGC	892
pgaD	F	AGCGTACCTTTGGCCGTTTA	413
pgaD	R	GCTCACAACGGCTAATGCAG	413
csuA/B	F	CAGCAGCAACAGGTGGCAATA	167
csuA/B	R	AAGGTTTGTACGTGCAGCATCA	167
csuA	F	TCATGGGCTGCTTGACCAAA	431
csuA	R	AATGCGGGTGAAATTGGTGC	431
csuB	F	ATGCAGCAGATCCTCAGCTC	365
csuB	R	TGCCAGACGGTTTGTAGGTG	365
csuC	F	CAACTGCGGTTTGGCTTCAA	469
csuC	R	CGCGCAAACTTCTGACCATT	469
csuD	F	TGGCCTATCCGGTTCCCTAA	215
csuD	R	AATCGATTGGGTCGACGCTG	215
csuE	F	TCTATTCTGTGCCCGCAGTC	205
csuE	R	TCAAGCTTGGAAGCAAACGC	205
bfmR	F	ATGTTGCCGGGTGCAGAT	540
bfmR	R	TTACAATCCATTGGTTTCTTTAACAA	540
bfmS	F	TCGGCGGGTATTACCTTATTTAGCT	221
bfmS	R	GCCTCAATCAAACGCTGAATATGGT	221
PglL	F	GACGGTAGCTGTTGGGACAA	533
PglL	R	ACCCTAACCAAGGATGCTGC	533
GacS	F	CGTGTGTTGGGGCTTTTCTG	552
GacS	R	TGTCTGCATTGAGACGCTGT	552
H-NS	F	TTCTCTACGCTATCAGCGGC	236
H-NS	R	ACACCGCAGGATTCCATGTC	236
PglC	F	AGCAACCGACTTTTAGCCCC	773
PglC	R	CATGCTGGTGTAATGGCAGC	773

表2 鲍曼不动杆菌生物膜相关基因检出率[株（%）]

基因	合计	生物被膜菌株		χ ²值	P值
基因	合计	阳性（13株）	阴性（34株）	χ ²值	P值
abaI	40（85.11）	10（76.92）	30（88.24）	0.949	0.330
bap	8（17.02）	7（53.85）	1（2.94）	13.838	< 0.001^a
pgaA	44（93.62）	12（92.31）	32（94.12）	0.052	0.820
pgaB	41（87.23）	12（92.31）	29（85.29）	0.415	0.519
pgaC	47（100.00）	13（100.00）	34（100.00）	—	—
pgaD	47（100.00）	13（100.00）	34（100.00）	—	—
csuA/B	44（93.62）	13（100.00）	31（91.18）	1.225	0.268
csuA	46（97.87）	13（100.00）	33（97.06）	0.391	0.532
csuB	42（89.36）	12（92.31）	30（88.24）	0.164	0.685
csuC	45（95.74）	12（92.31）	33（97.06）	0.521	0.470
csuD	25（53.19）	7（53.85）	18（52.94）	0.003	0.956
csuE	44（93.62）	12（92.31）	32（94.12）	0.052	0.820
bfmR	47（100.00）	13（100.00）	34（100.00）	—	—
bfmS	45（95.74）	12（92.31）	33（97.06）	0.521	0.470
pglC	42（89.36）	11（84.62）	31（91.18）	0.426	0.514
pglL	0（0.00）	0（0.00）	0（0.00）	—	—
gacS	45（95.74）	12（92.31）	33（97.06）	0.521	0.470
H-NS	0（0.00）	0（0.00）	0（0.00）	—	—
ompA	47（100.00）	13（100.00）	34（100.00）	—	—

表2 鲍曼不动杆菌生物膜相关基因检出率[株（%）]

基因	合计	生物被膜菌株		χ ²值	P值
基因	合计	阳性（13株）	阴性（34株）	χ ²值	P值
abaI	40（85.11）	10（76.92）	30（88.24）	0.949	0.330
bap	8（17.02）	7（53.85）	1（2.94）	13.838	< 0.001^a
pgaA	44（93.62）	12（92.31）	32（94.12）	0.052	0.820
pgaB	41（87.23）	12（92.31）	29（85.29）	0.415	0.519
pgaC	47（100.00）	13（100.00）	34（100.00）	—	—
pgaD	47（100.00）	13（100.00）	34（100.00）	—	—
csuA/B	44（93.62）	13（100.00）	31（91.18）	1.225	0.268
csuA	46（97.87）	13（100.00）	33（97.06）	0.391	0.532
csuB	42（89.36）	12（92.31）	30（88.24）	0.164	0.685
csuC	45（95.74）	12（92.31）	33（97.06）	0.521	0.470
csuD	25（53.19）	7（53.85）	18（52.94）	0.003	0.956
csuE	44（93.62）	12（92.31）	32（94.12）	0.052	0.820
bfmR	47（100.00）	13（100.00）	34（100.00）	—	—
bfmS	45（95.74）	12（92.31）	33（97.06）	0.521	0.470
pglC	42（89.36）	11（84.62）	31（91.18）	0.426	0.514
pglL	0（0.00）	0（0.00）	0（0.00）	—	—
gacS	45（95.74）	12（92.31）	33（97.06）	0.521	0.470
H-NS	0（0.00）	0（0.00）	0（0.00）	—	—
ompA	47（100.00）	13（100.00）	34（100.00）	—	—

[1]	马晓春, 代军, 徐磊, 等. 鲍曼不动杆菌生物膜形成机制研究进展[J]. 中国感染与化疗杂志,2018,18(1):124-128.
[2]	Alav I, Sutton JM, Rahman KM. Role of bacterial efflux pumps in biofilm formation[J]. J Antimicrob Chemother,2018,73(8):2003-2020.
[3]	Longo F, Vuotto C, Donelli G. Biofilm formation in Acinetobacter baumannii[J]. New Microbiol,2014,37(2):119-127.
[4]	Chapartegui-Gonzalez I, Lazaro-Diez M, Bravo Z, et al. Acinetobacter baumannii maintains its virulence after long-time starvation[J]. PLoS One,2018,13(8):e0201961.
[5]	杨长亮, 黄前川. 鲍曼不动杆菌生物膜形成的调节[J]. 中国感染控制杂志,2012,11(3):228-230, 235.
[6]	蔺飞, 余彬, 袁明勇, 等. 鲍曼不动杆菌生物被膜形成与调控的研究进展[J]. 中国感染控制杂志,2019(12):1176-1183.
[7]	Pour NK, Dusane DH, Dhakephalkar PK, et al. Biofilm formation by Acinetobacter baumannii strains isolated from urinary tract infection and urinary catheters[J]. FEMS Immunol Med Microbiol,2011,62(3):328-338.
[8]	蔺飞, 杜冰洁, 高灿, 等. 鲍曼不动杆菌生物被膜对抗菌药物耐药性的影响[J]. 中国感染控制杂志,2018,17(1):1-5.
[9]	Zhou G, Shi QS, Huang XM, et al. The three bacterial lines of defense against antimicrobial agents[J]. Int J Mol Sci,2015,16(9):21711-21733.
[10]	Jamal M, Ahmad W, Andleeb S, et al. Bacterial biofilm and associated infections[J]. J Chin Med Assoc,2018,81(1):7-11.
[11]	Eze EC, Chenia HY, El Zowalaty ME. Acinetobacter baumannii biofilms: effects of physicochemical factors, virulence, antibiotic resistance determinants, gene regulation, and future antimicrobial treatments[J]. Infect Drug Resist,2018,11:2277-2299.
[12]	Zhang HZ, Zhang JS, Qiao L. The Acinetobacter baumannii group: a systemic review[J]. World J Emerg Med,2013,4(3):169-174.
[13]	Cabral MP, Soares NC, Aranda J, et al. Proteomic and functional analyses reveal a unique lifestyle for Acinetobacter baumannii biofilms and a key role for histidine metabolism[J]. J Proteome Res,2011,10(8):3399-3417.
[14]	Wood CR, Mack LE, Actis LA. An update on the Acinetobacter baumannii regulatory circuitry[J]. Trends Microbiol,2018,26(7):560- 562.
[15]	黎皓思, 潘频华. 鲍曼不动杆菌黏附相关机制研究进展[J]. 中国感染与化疗杂志,2015,15(5):496-500.
[16]	Gaddy JA, Tomaras AP, Actis LA. The Acinetobacter baumannii 19606 OmpA protein plays a role in biofilm formation on abiotic surfaces and in the interaction of this pathogen with eukaryotic cells[J]. Infect Immun,2009,77(8):3150-3160.
[17]	Eijkelkamp BA, Stroeher UH, Hassan KA, et al. H-NS plays a role in expression of Acinetobacter baumannii virulence features[J]. Infect Immun,2013,81(7):2574-2583.
[18]	Lees-Miller RG, Iwashkiw JA, Scott NE, et al. A common pathway for O-linked protein-glycosylation and synthesis of capsule in Acinetobacter baumannii[J]. Mol Microbiol,2013,89(5):816-830.
[19]	皇甫昱婵, 刁文晶, 俞静, 等. 鲍曼不动杆菌生物被膜形成能力的研究[J]. 诊断学理论与实践,2019,18(5):532-537.
[20]	牛付轩, 吴亮, 王廷廷, 等. 临床分离鲍氏不动杆菌生物膜形成能力与耐药性关系研究[J]. 中华医院感染学杂志,2018,28(18):2721-2724, 2730.
[21]	Bhargava N, Sharma P, Capalash N. Quorum sensing in Acinetobacter: an emerging pathogen[J]. Crit Rev Microbiol,2010,36(4):349-360.
[22]	De Gregorio E, Del Franco M, Martinucci M, et al. Biofilm-associated proteins: news from Acinetobacter[J]. BMC Genomics,2015,16:933.
[23]	Amin M, Navidifar T, Shooshtari FS, et al. Association between biofilm formation, structure, and the expression levels of genes related to biofilm formation and biofilm-specific resistance of Acinetobacter baumannii strains isolated from burn infection in Ahvaz, Iran[J]. Infect Drug Resist,2019,12:3867-3881.
[24]	Sechi LA, Karadenizli A, Deriu A, et al. PER-1 type beta-lactamase production in Acinetobacter baumannii is related to cell adhesion[J]. Med Sci Monit,2004,10(6):180-184.
[25]	Fiester SE, Actis LA. Stress responses in the opportunistic pathogen Acinetobacter baumannii[J]. Future Microbiol,2013,8(3):353-365.

[1]	林昌盛, 战军, 肖雪. 上皮性卵巢癌患者诊疗中基因检测及分子靶向药物治疗[J]. 中华妇幼临床医学杂志(电子版), 2023, 19(05): 505-510.
[2]	罗丹, 孔为民, 陈姝宁, 赵小玲, 谢云凯. 子宫内膜异位症患者在位及异位内膜上皮细胞-间充质转化相关生物标志物的变化[J]. 中华妇幼临床医学杂志(电子版), 2023, 19(05): 530-539.
[3]	涂家金, 廖武强, 刘金晶, 涂志鹏, 毛远桂. 严重烧伤患者鲍曼不动杆菌血流感染的危险因素及预后分析[J]. 中华损伤与修复杂志(电子版), 2023, 18(06): 491-497.
[4]	李维, 莫俊俏. 儿童呼吸道耐药流感嗜血杆菌基因型鉴定及耐药分析对抗菌药物治疗选择的意义[J]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2023, 17(05): 315-323.
[5]	王得晨, 杨康, 杨自杰, 归明彬, 屈莲平, 张小凤, 高峰. 结直肠癌微卫星稳定状态和程序性死亡、吲哚胺2,3-双加氧酶关系的研究进展[J]. 中华普通外科学文献(电子版), 2023, 17(06): 462-465.
[6]	黄威, 刘启, 陈流华, 滕茶香, 区喆建, 刘韩笑, 陈健聪, 张昆松. 新定义的可预测肝癌预后的焦亡相关lncRNA模型[J]. 中华普通外科学文献(电子版), 2023, 17(05): 357-365.
[7]	樊丽超, 郭瑾瑛, 陈鑫. 野生型RET与RET/PTC融合基因检测对甲状腺乳头状癌中央区淋巴结清扫的指导意义[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2023, 17(06): 631-635.
[8]	袁育韬, 邢金琳, 谢克飞, 殷凯. CT征象及BRAF^V600E基因突变与甲状腺乳头状癌中央区淋巴结转移的相关性[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2023, 17(06): 611-614.
[9]	彭雨诗, 苗芸, 严紫嫣. 宏基因组高通量测序诊断肾移植术后华支睾吸虫感染一例[J]. 中华移植杂志(电子版), 2023, 17(05): 297-299.
[10]	刘恒, 侯宇川. 膀胱癌新型灌注药物的研究进展[J]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2023, 17(05): 445-451.
[11]	许丁伟, 马江云, 李新成, 黄洁. Alagille综合征疑诊为先天性胆道闭锁一例并文献复习[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2023, 12(06): 681-687.
[12]	陈安, 冯娟, 杨振宇, 杜锡林, 柏强善, 阴继凯, 臧莉, 鲁建国. 基于生物信息学分析CCN4在肝细胞癌中表达及其临床意义[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2023, 12(06): 702-707.
[13]	王飞飞, 王光林, 孟泽松, 李保坤, 曹龙飞, 张娟, 周超熙, 丁源一, 王贵英. 敲低IMPDH1对结肠癌SW480、HT29细胞生物功能的影响[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(08): 884-890.
[14]	高红琴, 陈晨, 陆瑞科, 王小雨, 张敏, 李少华, 郝梨岚, 黄新程, 关凌耀, 张韵红. 外阴阴道假丝酵母菌病对女性阴道-宫颈菌群的影响研究[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(06): 720-725.
[15]	张许平, 刘佳成, 张舸, 杜艳姣, 李韶, 商丹丹, 王浩, 李艳, 段智慧. CYP2C19基因多态性联合血栓弹力图指导大动脉粥样硬化型非致残性缺血性脑血管事件患者抗血小板治疗的效果[J]. 中华脑血管病杂志(电子版), 2023, 17(05): 477-481.

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