伝染性プラスミドとインテグロンは、大腸菌の集団をより大きな複数の薬剤耐性にシフトします

伝染性プラスミドとインテグロンは、抗生物質耐性遺伝子を蓄積することにより、水生環境全体に抗生物質耐性細菌の持続と拡散に重要な役割を果たす可能性があります（ARG）。クラス1およびクラス2インテグロン（INTI）、動員（MOB）、スルファメトキサゾール抵抗性（SUL）、およびトリメトプリム耐性（DFR）遺伝子をPCR増幅し、139抗生物質耐性大腸菌からのプラスミド抽出後のDNA配列決定により確認しました。大腸菌は以前に廃水処理プラント排水から回収され、アーカンソー州北西部の河川水を受け取り、分離株は1〜6個の抗生物質に対する耐性を発現していました。総分離株のほぼ半分（47％）は、最も頻繁に検出された動員遺伝子としてMobF12遺伝子を伴う推定的に伝染性プラスミドを運びました。分離株ごとに2つまたは3つのMOB遺伝子が検出された場合、集団に大きな複数の薬剤耐性（MDR）数への有意な変化がありました。クラス1および/または2つのインテグロンが一般的であり（46％）、インテグロンの存在は分離株の母集団をより大きなMDR数に著しくシフトしました。より多くの分離株は、2つまたは3つのSUL遺伝子（99.3％）の単一または共存、およびそれぞれの抗生物質に対してin vitro耐性を示したよりも最大5つのDFR遺伝子（89.3％）の単一または組み合わせを運びました。これらの発見は、廃水処理排水の役割と、複数の抗生物質耐性の大腸菌集団における透過プラスミドおよびインテグロンとのARGの皮膚蓄積における流れ環境だけでなく、隔離液内のSULおよびDFR耐性遺伝子の密度が、一般的なモバイルMDRの生物計算体として役立つ可能性があることを示唆しています。

Transmissible plasmids and integrons may play important roles in the persistence and spread of antibiotic-resistant bacteria throughout aquatic environment by accumulating antibiotic resistance genes (ARG). Class 1 and class 2 integron (intI), mobilization (mob), sulfamethoxazole resistance (sul), and trimethoprim resistance (dfr) genes were PCR-amplified and confirmed through DNA sequencing following plasmid extraction from 139 antibiotic-resistant Escherichia coli. E. coli had previously been recovered from wastewater treatment plant effluent and receiving stream water in Northwest Arkansas and isolates had expressed resistance to one to six antibiotics. Almost half of the total isolates (47%) carried putatively transmissible plasmids with mobF12 gene as the most frequently detected mobilization gene. When two or three mob genes were detected per isolate, there was a significant shift in the population toward larger multiple drug resistance (MDR) number. Class 1 and/or 2 integrons were prevalent (46%), and the presence of integron significantly shifted the isolate population toward larger MDR number. More isolates carried single or coexistence of two or three sul genes (99.3%), and single or a combination up to five dfr genes (89.3%) than had exhibited in vitro resistance to the respective antibiotics. These findings indicate not only the role of the wastewater treatment effluent and the stream environment in coaccumulation of ARG with transmissible plasmids and integrons in multiple antibiotic-resistant E. coli populations but also suggest that density of sul and dfr resistance genes within an isolate may serve as a biomarker for mobile MDR in general.