Xác định gen kháng kháng sinh từ dữ liệu giải trình tự bộ gen của chủng acinetobacter baumannii đa kháng lâm sàng

TỔNG QUANCơ chế kháng kháng sinh ở vi khuẩn 4 Nordmann et al... MỤC ĐÍCHXác định gene kháng kháng sinh bằng công cụ tin sinh học từ dữ liệu giải trình bộ gene của chủng A.. baumannii • D

Lê Võ Hồng Ngọc (BCV), Lê Thị Liên, Trần Thị Bích Phượng,

Lê Quốc Thịnh*, Lê Hà Tầm Dương, Cao Thị Bảo Vân

Viện Pasteur TP HCM

* BV Nhi đồng I TP HCM

HỘI NGHỊ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐẠI HỌC Y DƯỢC

TP HỒ CHÍ MINH LẦN THỨ 34

Viện Pasteur TP HCM

TỔNG QUAN

• Vi khuẩn Gram âm

• Tác nhân nhiễm khuẩn bệnh viện

• Thuộc nhóm “ESK A PE”:

Enterococcus faecium

Staphylococcus aureus

Klebsiella pneumoniae

Acinetobacter baumannii

Pseudomonas aeruginosa

Enterobacter spp.

2

Acinetobacter baumannii

TỔNG QUAN

Tình hình vi khuẩn kháng kháng sinh

59.50%

70.50% 70.50% 70.50%

65.90%

0.00%

21.20%

64.80% 69.20% 69.70%

51.60%

68.50%

53.20%

69.60%

2012 (n=132)

TỔNG QUAN

Cơ chế kháng kháng sinh ở vi khuẩn

4

Nordmann et al (2012)

TỔNG QUAN

Phương pháp nghiên cứu kháng thuốc

Whole genome sequencing

(Next generation sequencing)

PCR, điện di trường xung,

whole-genome shotgun

- Ít thông tin

- Nhiều bước

- Tốn thời gian.

- Nhanh chóng

- Lượng thông tin rất lớn

- Phân tích kết hợp

- Phát hiện cơ chế kháng mới

MỤC ĐÍCH

Xác định gene kháng kháng sinh bằng công cụ tin

sinh học từ dữ liệu giải trình bộ gene của chủng A.

baumannii đa kháng được phân lập trong lâm sàng.

• Lắp ráp bộ gene phác thảo của chủng A baumannii

• Dò tìm gene kháng kháng sinh, đặc biệt là gene kháng carbapenem

• Dự đoán các gene có tiềm năng liên quan tính kháng thuốc.

6

VẬT LIỆU

Chủng A baumannii đa kháng thuốc được phân lập

từ bệnh phẩm dịch hút đờm của một bệnh nhi hơn 2 tháng tuổi ở Bệnh viện Nhi đồng 1 TP HCM trong năm 2013.

Nhóm Phân nhóm Tên kháng

sinh

Đường kính kháng khuẩn (mm)

MIC (µg/ml) Kiểu hình

Beta-lactam

Penicilin

Cephalosporin

Carbapenem

Imipenem 7 > 64 Kháng Ertapenem 6 > 128 Kháng Meropenem 6 > 128 Kháng

Aminoglycoside

Đặc điểm kháng kháng sinh ở chủng A baumannii

PHƯƠNG PHÁP

Tách chiết DNA

QIAamp DNA Blood Midi kit (QIAGEN)

Chuẩn bị thư viện DNA

Nextera XT (Illumina)

Giải trình tự

MiSeq (Illumina) với kích thước trình tự đọc 2x150 bp

PHƯƠNG PHÁP

10

Chú giải gene

(Res finder, CARD, ARG-ANNOT)

(Spades)

(Ragout)

KẾT QUẢ

Bộ Gene Phác Thảo (Draft Genome)

• Số lượng contig (≥ 500 bp): 119

• Contig dài nhất là 328.233 bp

• N50: 100.121

• Chiều dài scaffold: 3.902.379 bp (9 gap)

• Phần trăm GC: 38,96%

• Độ bao phủ (coverage) trung bình của các contig trong

scaffold: 79,6

12

Xác Định Gene Kháng Kháng Sinh

• Nhóm RND (Resistance-Nodulation-Division): adeABC,

adeFGH, adeIJK

• Nhóm MATE (Multi-antimicrobial extrusion protein): abeM

• Nhóm SMR (Small Multidrug Resistance): abeS

• Nhóm ABC (ATP-binding cassette): msrE

 Bơm đào thải thuốc

Xác Định Gene Kháng Kháng Sinh

STT Tên Nhóm kháng sinh chịu tác động

Beta-lactam (Cephalosporin, carbapenem…)

Aminoglycoside (Gentamycin, kanamycin…)

14

 Enzyme bất hoạt kháng sinh

Acinetobacter baumannii

3.902.379 bp

Vòng 1: cấu trúc scaffold Vòng 2: gene phiên mã xuôi Vòng 3: gene phiên mã ngược Vòng 4: %GC

Vòng 5: đường xiên GC

Xác Định Gene Kháng Kháng Sinh

Penicillin-binding protein (PBP):

• Nhóm có khối lượng phân tử cao: ponA, mcrB, pbpA và ftsI

• Nhóm có khối lượng phân tử thấp: dacC, dacD và pbpG

• Gene mtgA

Porin: CarO, Opr 33-36, HMP-AB

16

Không đột biến

 Gene liên quan tính kháng carbapenem

Dự Đoán Gene Kháng Kháng

3 Nhóm MATE (Multi-antimicrobial extrusion protein) 2

 Enzyme: 3 gene thuộc lớp metallo-beta-lactamase và 2 gene

thuộc beta-lactamase lớp A.

 Bơm:

KẾT LUẬN

• 6 loại bơm đào thải kháng sinh

• 11 gene mã hóa các enzyme phân hủy kháng sinh,

bao gồm gene blaOXA-23 và blaOXA-66

• Nhiều gene kháng tiềm năng.

18

Nghiên cứu được tài trợ kinh phí bởi Viện Nghiên cứu Y khoa của Quân đội Hoa Kỳ (AFRIMS) và Viện Sức khỏe Hoa Kỳ (NIH).