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什么是肺炎克雷伯菌物种复合体

学术   2024-11-08 09:56   上海  

全基因组测序显示，在临床和研究实验室通过生化或蛋白质组学分析鉴定为肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）的分离株中，有部分可能不是K. pneumoniae，而是属于K. pneumoniae密切相关的物种，它们与K. pneumoniae的平均核苷酸同一性（ANI）约为95-96%。这一类群称之为肺炎克雷伯菌物种复合体（K. pneumoniae species complex, KpSC）。

如图1所示，近期的群体基因组学研究发现，KpSC包括了七个主要的系统发育类群（phylogroup）：K. pneumoniae subsp. pneumoniae（Kp1）、K. quasipneumoniae subsp. quasipneumoniae（KP2）、K. variicola subsp. variicola（KP3）、K. quasipneumoniae subsp. similipneumoniae（KP4）、K. variicola subsp. tropica（KP5）、K. quasivariicola（KP6）、K. africana（KP7），因此也被称为广义的肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae sensu lato）。其中phylogroup Kp1特指真正的K. pneumoniae，于是它又被称为严格意义上的肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae sensu stricto）。在较早期的时候，为了区分最常见的K. pneumoniae、K. quasipneumoniae和K. variicola这三个类群，研究者也会使用KpI、KpII和KpIII来称呼它们。
图1 K. pneumoniae的分类地位、种群结构及多样性
doi: 10.1038/s41579-019-0315-1
由于KpSC成员之间存在密切的亲缘关系，我们可以使用同一套MLST、cgMLST、rMLST以及荚膜分型（wzi、wzc）方案来对它们进行等位基因谱分析。如图2所示，常用的数据库网站Institut Pasteur支持对KpSC成员的分型预测。不过通常来讲，不同物种即使使用同一套分型方案，它们在MLST分型上仍会表现出一定的独特性，也就是说K. pneumoniae、K. quasipneumoniae和K. variicola的常见分型一般并不会重叠。

图2 KpSC的分型预测网站Institut Pasteur(BigSdb)

https://bigsdb.pasteur.fr/klebsiella/
另外，KpSC的各组员在毒力、耐药等方面也表现出一定程度的差异，如图3所示，K. pneumoniae相对其它KpSC成员在耐药和毒力的携带上明显更具有优势。而且KpI、KpII和KpIII染色体携带的核心β-内酰胺类耐药基因也不同，分别为blaSHV、blaOKP和blaLEN，通常可以作为区分它们的一个重要标志。因此我们在分析K. pneumoniae时应尽可能确定菌株物种水平的真实性，避免因菌种鉴定问题对K. pneumoniae表型和基因型特征产生错误的认知，得到错误的结论。

图3 KpSC及其亲缘物种在耐药、毒力基因携带情况的差异
doi: 10.1038/s41467-021-24448-3


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