综述｜Current Opinion in Microbiology：第一类整合子可以被看作是入侵物种

论文信息

论文题目：Class 1 integrons as invasive species

期刊：Current Opinion in Microbiology

IF：6.916

发表时间：2017

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临床第一类整合子 (Clinical class 1 integrons) 在微生物进化和抗生素抗性传播中发挥重要作用，目前发现的临床第一类整合子中均具有保守的模体，说明其可能来源于一个共同的祖先。

临床第一类整合子在近100年间丰度和分布都出现明显的增长，这一现象与由于人类活动导致的物种入侵十分类似。目前临床第一类整合子已经传播进入了70种以上的医疗相关重要细菌中，同时其广泛存在于人类和家畜的肠道，并且已经入侵了地球上的每一个地方，包括南极洲。

转座子、重金属、消毒剂和抗生素抗性基因均于临床第一类整合子的传播有关，由于其对于自然环境的入侵，目前临床第一类整合子已经被认为是自然环境中一种重要的污染物质。

整合子的共性

整合子是通过可移动基因盒的形式捕获外源基因的遗传单元，所有的整合子均包含3个核心的部分：整合酶基因intI，重组位点attI和启动子Pc。

整合子是一种多样性很高的古老遗传单元，广泛存在于各种环境中，在超过15%的细菌基因组中均发现了整合子，由于整合子的多样性很高，因此在环境细菌中已经有了数百种整合子，但是其中只有部分整合子在临床环境具有重要意义，其中第一类整合子是最为重要的。

临床第一类整合子

当人类开始使用抗菌物质时，即同时开启了对其抗性的选择，因而能够抵抗抗菌物质的基因以及能够帮助这些基因在细菌间转移的DNA单元备受关注。

第一类整合子就同时满足了以上两种条件，因此使其成为了现代医疗种抗生素抗性转移的重要临床载体。

临床第一类整合子通过attC位点整合捕获各种基因单元进入基因盒，从而使其随着整合子一起进行转移。

在第一类整合子的进化过程中，其首先捕获了一个能够外排消毒剂的基因QacE，之后又进一步捕获了磺胺抗性基因sul1，从而构成了其保守的基因结构。

整合子之具有捕获基因的能力，因而在整合子进化过程中，其先后与Tn402和Tn501转座子相连，时期能够在染色体不同位置，以及染色体和质粒之间进行转移。

临床第一类整合子对生态系统的入侵

现在，人类及其畜养的动物的数量是野生陆地哺乳动物的35倍以上，由于抗生素治疗或促生长用抗生素，人类和家畜的微生物中具有很高丰度的临床第一类整合子，使得每天都会产生大量携带整合子的粪便，致使第一类整合子污染了所有人类相关的生态系统。

由于对动物粪便和污水污泥的排放，第一类整合子和其它抗性单元在各种环境中传播，并且丰度越来越高。虽然大部分废物均会经过处理后被排放或再次利用，但目前的处理技术只能去除细菌的生物量，而无法去除第一类整合子，甚至还会造成整合子相对丰度的提高。第一类整合子可以作为评估环境受到人类活动影响强度的指示基因。

结论

临床第一类整合子可能起源于十九世纪，经过了数百年，临床第一类整合子不断进化，并且已经入侵了各种细菌、细菌的宿主生物以及与人类活动有关的几乎所有环境中。

显然，目前需要建立环境中整合子单元的检测方法，并且建立更全面的整合子抗性基因数据库，同时还需要建立完善的重金属、消毒剂、抗生素排放和使用标准，只有这样，才能更好的理解和控制生态环境中的抗生素抗性问题。

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