外排泵AcrA/AcrB对肺炎克雷伯氏菌耐胆盐能力的作用研究开题报告

一 本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等

1.1 肺炎克雷伯菌带来的危害

肺炎克雷伯菌（KlebsiellaPneumoniae），属革兰氏阴性菌，是一类肠杆菌科克雷伯氏菌属中极为重要的条件性致病菌。该菌呈杆状，较短粗，由有大量黏性的多糖包覆形成荚膜。其分布广泛，除了在自然环境中，人与动物的呼吸道、肠道以及泌尿生殖道中也都可分离到。肺炎克雷伯菌致病谱相当广泛，能引起肺炎、败血症、尿路感染等多种疾病。目前，对于免疫力低下人群、外科手术易感人群、糖尿病和恶性肿瘤患者，肺炎克雷伯菌已经成为他们诱发医源性感染的重要威胁，对临床治疗带来极大挑战。

1.2 胆汁的杀菌作用

目前已有多项研究表明，胆汁对于许多微生物的生长具有抑制作用，主要作用在细胞膜的损伤，这在红细胞实验中得到了令人信服的证明。加入胆汁会引起溶血，由于红细胞不具有细胞器，缺乏摄取和代谢胆盐的特定机制，因此，裂解只能归因于膜化作用。许多其他调查也间接地证实了这种结果。环境或生理刺激能够改变膜的特性，如酸性适应、渗透压增加或进入固定相，使细胞更能抵抗胆汁的有害影响。此外,胆盐敏感型突变体中大多数被中断的位点都直接或间接的与维护膜完整性有关。最后,在电子显微镜中显示,细胞在暴露于胆汁后变得收缩，酶测定证实细胞内物质泄漏，这两者都意味着胆汁会改变膜的完整性和渗透性。

除了影响膜特性外，胆汁对细菌细胞也有许多其他影响，例如干扰大分子稳定性。胆汁酸已被证明能诱导RNA的二次结构形成，并诱导DNA损伤，激活细菌和哺乳动物细胞中参与DNA修复的酶。胆汁的去垢作用能改变蛋白质的构象，导致其折叠错误或变性。胆汁也能通过产生氧自由基引起细胞氧化应激反应。Leverrier等人鉴定了11种胆汁应激蛋白，其中有3种在氧化损伤修复中发挥作用。大肠杆菌中胆盐能激活包括对氧化应激有反应的基因。此外，由于胆汁可以螯合钙和铁，细胞内胆汁的存在可能导致细胞内钙和铁浓度降低。

1.3 acrA、acrB基因对肺炎克雷伯菌的调控

药物外排机制是微生物抵御外界不良环境产生的一个重要机制，能够将有害物质系统的向外界排泄。外排泵不能特异性的排泄相关物质，并且范围广泛，能够对多种抗菌类药物进行外排，致使病原菌能对对于诸多抗生素类药物产生了较强的耐药性，也就是多重耐药性。目前已有5个外排泵家族被发现，包括：ABC家族（ATP binding cassette）、MATE超家族（multi-drug and toxic compound extrusion）、MF家族（major facilitator）、SMR家族（small multi-drug resistance）和RND家族（resistance nodulation cell division）。

其中AcrAB外排泵就属于RND家族，已被证实能够引起多种细菌对不同类药物的耐受机制。 AcrAB外排泵由基因acrA和acrB编码构成，它们上游具有共同的操纵子序列marRAB，marRAB由启动子marO、阻遏基因marR、和转录激活基因marA、marB组成。ramA的结合位点位于acrAB基因的上游，能促进acrAB的表达从而提高肺炎克雷伯菌的外排抗生素的能力，如喹诺酮类、β内酰胺类以及甘氨酰四环素类(替加环素)。marR是操纵子marRAB的转录阻遏基因，与上游启动子marO结合后，能够负向调节 marRAB的转录，从而抑制acrAB的表达。

Mazzariol等人就曾经报道，使用TG1诱导敲除acrB后，大肠杆菌表现出对β-内酰胺类药物的超敏反应，而过量表达AcrAB泵则会使耐药性恢复，证明AcrAB外排泵是大肠杆菌对β-内酰胺类耐药的重要机制之一。赵金云等人的研究发现，AcrAB外排系统可引起肺炎克雷伯菌对环丙沙星的耐药。这些研究都表明，AcrAB外排泵对肠道病原菌耐药性发挥了重要作用。

1.4 本研究的目的和意义

本课题拟以胆盐和肺炎克雷伯菌为研究对象，研究acrA、acrB基因对肺炎克雷伯菌耐胆盐能力的作用，以便更全面的了解肺炎克雷伯菌的致病机制，对于肺炎克雷伯菌相关疾病的临床治疗也具有指导意义。