肺炎克雷伯菌是医院和社区获得性肺炎中的常见感染病原菌之一，根据其毒力特征可分为经典肺炎克雷伯菌（classical K. pneumoniae，cKP）和高毒力肺炎克雷伯菌（hypervirulent K. pneumoniae，hvKP）。其中，hvKP更易引发严重的侵袭性和播散性感染。近年来，hvKP感染在全球范围内的发生率不断增加，已成为公共卫生领域的重大挑战。
hvKP感染往往具有多发感染病灶、病情进展迅速的特征，临床治疗与cKP相比更依赖于手术治疗或经皮引流。若未能获得有效治疗将有较高的致残甚至致死风险。因此，及时检测出hvKP并进行针对性治疗对于改善患者预后非常关键。本文分享的案例为一化脓性肝脓肿的糖尿病患者，实验室检测人员结合查阅文献鉴定为hvKP菌株感染，最终患者获得良好预后。
01
案例回顾
患者，男，68岁，因“发热伴腹部不适5天”入住我院。患者一周前于当地诊所拔牙，次日夜间出现发热，体温最高38.8°C，伴咳嗽咳痰，时有中上腹痛，自服头孢后症状未缓解。患者具有糖尿病和高血压冠心病病史。实验室检查：白细胞计数17.02*10^9/L（↑），中性粒细胞百分比84.4%（↑），高敏C反应蛋白498.0mg/L（↑），降钙素原3.41ng/mL（↑），糖化血红蛋白9.0%（↑）。影像学检查：左上肺结节；两肺慢性炎症；冠脉病变；肝右叶实质占位，考虑肝脓肿可能；胆囊炎；胆囊结石。
患者入院后行肝脓肿穿刺引流，并送检引流液至微生物实验室检查。实验室报告引流液细菌涂片：找见革兰阴性杆菌少量。引流液培养结果为：肺炎克雷伯菌，阳性。药敏结果：头孢菌素类、碳青霉烯类、四环素类、磺胺类等抗菌药物均敏感，氟喹诺酮类抗菌药物中介。综合患者病史特征和相对敏感的药敏结果，医生考虑患者菌株为hvKP可能，遂联系实验室能否进一步检测。实验室立即加做拉丝试验，使用接种环竖直向上轻轻蘸起血琼脂平板上的单个菌落，菌落拉丝长度≥5 mm为阳性（图1）。该患者感染菌株的拉丝试验阳性。
图1：患者引流液培养的肺炎克雷伯菌拉丝试验阳性
事实上，拉丝试验阳性提示菌株为高黏液表型，而肺炎克雷伯菌的高黏性和高毒力有一定相关性，但并非其必要条件，也有越来越多的研究显示该方法检测hvKP的准确性欠佳（1）。
为了进一步检测该毒株是否为hvKP，实验室通过查阅文献，了解到菌株荚膜量多也可以反应其毒力较高（2）。因此，实验室进行了糖醛酸（荚膜成分）含量测定试验，结果显示，该菌株糖醛酸含量接近高毒力标准菌株，较低毒力对照菌株明显增加（图2左），进一步说明其可能为高产荚膜的高毒力菌株。另外，实验室又通过离心沉淀法证实该菌株离心后不易沉淀（图2右），和拉丝试验共同验证其为高黏液型。实验室同时将菌株送检二代测序（NGS）,结果显示该细菌携带rmpA和iutA毒力基因，证实该菌为hvKP。
图2：患者感染菌株的糖醛酸含量测定和离心沉淀法检测结果
医生高度重视实验室反馈结果，依据针对hvKP的精准抗感染方案准则，同时考虑患者状况，立即予以“病灶引流、美罗培南抗感染治疗”进行治疗。治疗14天后。患者体温恢复正常，复查炎症标志物和肝功能，异常指标明显下降，腹部CT检查显示肝脓肿明显吸收（图3）。患者病情平稳，转当地医院继续诊治。
图3：患者肝右叶病灶治疗两周后（右）与入院时（左）相比明显吸收
02
知识拓展
肺炎克雷伯菌为革兰阴性杆菌，可定植于健康人体的上呼吸道和胃肠道。当免疫力下降时，该菌可引起多种感染性疾病。作为高侵袭性、高致病性的肺炎克雷伯菌，hvKP常见的侵袭部位包括眼、肺、肝、全身软组织和中枢神经系统，临床上称为侵袭综合征。与cKP相比，hvKP感染尤其好发于糖尿病人群。有研究表明，在体外富含葡萄糖的培养基中，肺炎克雷伯菌可以通过降低环磷酸腺苷水平产生更多的荚膜多糖，从而具有更高的毒力（3）。
葡萄糖醛酸是细菌荚膜的主要成分之一，其在高温下水解产物与间羟基联苯反应生成粉红色衍生物。实验室可通过检测衍生物的吸光度检测肺炎克雷伯菌是否高产荚膜。除了拉丝试验，离心沉淀法通过检测菌悬液离心后上清液的浑浊度，可量化检测肺炎克雷伯菌的黏液型（4）。在本案例中，实验室通过上述实验进一步验证菌株为hvKP，为临床制定针对性治疗方案提供重要依据。
除了荚膜，hvKP的毒力因子还包括脂多糖、菌毛、铁载体、外膜蛋白和6型分泌系统等。其中，荚膜和铁载体是hvKP毒力的主导因素。研究显示通过联合检测多个毒力基因区分hvKP和cKP的准确性可达95%以上（5），毒力基因包括peg344、iroB、iucA、rmpA和rmpA2。目前，毒力基因检测还未在实验室广泛开展，主要用于科研。此外，hvKP的诊断金标准是动物（蜡螟）毒力实验，但该实验难以在常规微生物实验室开展。
(点击查看放大)
近年来，全球日渐增多的hvKP感染已经引起临床的密切关注。然而，目前微生物实验室尚无快速可靠的手段区分传统cKP和hvKP，精准诊断hvKP是控制其感染的难点。
在本案例中，实验室在有限的培养环境和条件下，参考国际文献为患者感染菌株进行了多项检测试验，均提示为hvKP。为临床诊断和治疗hvKP提供了可靠的依据，使患者最终获得较好预后。
参考文献：
1 Russo TA, Olson R, Fang CT, et al. Identification of Biomarkers for Differentiation of Hypervirulent Klebsiella pneumoniae from Classical K. pneumoniae. J Clin Microbiol. 2018, 56(9): e00776-18.
2 Walker KA, Miller VL. The intersection of capsule gene expression, hypermucoviscosity and hypervirulence in Klebsiella pneumoniae. Curr Opin Microbiol. 2020, 54:95-102.
3 Lin CT, Chen YC, Jinn TR, et al. Role of the cAMP-dependent carbon catabolite repression in capsular polysaccharide biosynthesis in Klebsiella pneumoniae. PLoS One. 2013, 8(2): e54430.
4 Palacios M, Miner TA, Frederick DR, et al. Identification of Two Regulators of Virulence That Are Conserved in Klebsiella pneumoniae Classical and Hypervirulent Strains. mBio. 2018, 9(4):e01443-18.
5 高毒力肺炎克雷伯菌实验室检测专家共识。中华检验医学杂志 2023 年11 月第 46 卷第 11 期 Chin J Lab Med, November 2023, Vol. 46, No. 11
