第 170 期 2006-10-05

研究發展
從基因體研究到棘手的細菌抗藥性問題

從三十年前人類完成第一個噬菌體MS2的全基因體定序開始，隨著科技的進步與各種研究成果的累積，當代科學已經逐漸得以從基因體的角度研究各種致病細菌。本院分子基因組為國內第一個完成細菌全基因體定序的研究團隊成員，近幾年除了陸續完成許多微生物的基因體定序，也積極與細菌學相關的研究團隊互動，希望藉由合作來獲致研究發展的突破。

克雷白氏菌(Klebsiella pneumoniae)是一臨床上常見的細菌，也是造成院內感染之一主要病原，近年來對抗生素抗藥性亦不斷增加，故對其致病及抗藥機制的研究是國內外極重視之議題。分子基因組在進行克雷白氏菌基因體定序工作的同時，發現了許多質體(plasmid)。經過註解發現，其中一株來自成大醫院病人檢體分離出的克雷白氏菌(編號NK245)，有一具多重抗藥性之質體。

分子基因組與臨床研究組合作，調查此質體(命名為pK245)之抗藥基因及表現，發現pK245之基因序列中同時帶有超廣效乙內醯胺(Extended-Spectrum ß-Lactamase)與恩菎類抗生素抗藥性(quinolone-resistance)基因，及一系列細菌常用以對抗其他抗生素，包括璜胺劑(trimethoprim/sulfamethoxazole)、氯黴素(chloramphenicol)、四環黴素(tetracycline)、氨基糖苷(aminoglycosides)等的抗藥基因。它的基因序列長度有98 kb(如圖)。作為常見的細菌抗藥性基因攜帶者，這類的多重抗藥性質體極可能普遍的存在一些經常使用抗生素的環境中。此外，註解質體序列的同時，我們也發現這些基因很可能也藉由質體上不同及重複存在的插入序列(insertion sequences)而更容易散佈開來。

這是首次在台灣被發現帶有恩菎類藥物抗性基因之質體。雖然其他國家已發現克雷白氏菌中帶有恩菎類抗藥基因qnrA及qnrB之質體，但pK245所帶之恩菎類抗藥基因為qnrS，與qnrA及qnrB僅有五成的氨基酸序列相似性，故這也是全球首次在克雷白氏菌中發現之qnrS。此研究報告已於近期被接受發表[Antimicrobial Agents and Chemotherapy 2006 Aug 28; (Epub ahead of print)]。

相對於其它較早被發現的恩菎類藥物抗藥機制，目前學界對於這種由質體帶有恩菎類藥物抗性之了解仍然有限，因此分子基因組將持續與臨床研究組合作進行這個基因的功能性分析與盛行率的研究。從基因體研究到棘手的抗藥性問題，讓兩組實驗室找到一片共同揮灑的空間，我們滿心期待未來將可循此合作模式，在跨單位研究工作帶來更多的突破。
《文：分子基因組陳盈璁，臨床研究組楊采菱；圖：陳盈璁》