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肺炎克雷伯菌携带多种毒力因子并存在多重耐药机制。产碳青霉烯酶的高毒力肺炎克雷伯菌通常由经典型肺炎克雷伯菌（classical Klebsiella pneumoniae, cKp）获得毒力质粒或高毒力肺炎克雷伯菌（hypervirulent Klebsiella
pneumoniae, hvKp）获得耐药质粒演变而来。此外，同时携带毒力基因和耐药基因的质粒也已出现。这类细菌对全球传染病流行构成挑战。
作者通过全基因组测序技术（利用Illumina MiSeq和MinION平台）首次报道了波兰发生的由ST23克隆肺炎克雷伯菌引起的2018年的西里西亚院内感染暴发，西里西亚暴发株包括7例同时产KPC-2和NDM-1菌株、1例产KPC-2酶株、1例产NDM-1酶株。此外，作者还分析了几例2009年至2019年散发的1例KPC-2、1例VIM-1、1例NDM-1和3例OXA-48产酶分离株，包括它们的克隆型、系统发育、血清型、毒力基因、耐药基因和质粒。
研究发现，这些非重复ST23克隆株的肺炎克雷伯菌具有遗传异质性。其中，只有两株属于典型的高毒力ST23血清型K1和O1v.2，属于优势的进化支系，多个毒力基因位于染色体（ybt和clb）和类pK2044/KpVP-1质粒上（iuc, iro, rmpADC, rmpA2），但碳青霉烯酶和其他耐药基因位于额外的单个质粒上。其余分离株均为K57和O2v.2血清型，属于一个次要的系统发育不清晰的远端进化支（此分支还包含来自其他欧洲国家的约10株分离株），这些菌株的毒力基因（ybt, iuc, rmpADC, rmpA2）较少，但都集中于质粒上；与K1 O1v.2相比，K57和O2v.2具有几个染色体的耐药基因突变赋予了更广泛的MDR表型，且具有更低的克隆多样性。 K1 O1v.2 KPC-2分离株对所有传统β-内酰胺类药物耐药，但对其他药物敏感（如氨基糖苷类、喹诺酮类、复方新诺明、氯霉素和粘菌素）；而VIM-1分离株也对喹诺酮类药物（低剂量）、复方新诺明和氯霉素耐药。相反，K57 O2v.2菌株广泛耐药，尤其是mgrB基因突变株，对β-内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类、复方新诺明、氯霉素和粘菌素高度耐药。新的β-内酰胺酶抑制剂复方制剂，美罗培南/韦博巴坦对产单一KPC-2酶菌株有效，头孢他啶/阿维巴坦对产KPC-2或OXA-48菌株有效，氨曲南/阿维巴坦对所有分离株均有效。 对9例西里西亚暴发株和6例散发株与国际ST23克隆菌株（截至2021年12月20日在GenBank中识别出的所有251个ST23基因组）进行基于最小生成树的单核苷酸多态性（SNP）分析。系统发育分析分为两个分支，主要分支包含了245例（92%）来自世界各地的K1 O1v.2菌株（还包括少数K5、KL107或KL113），主要是亚洲，其中大约19%携带各种碳青霉烯酶。两例波兰的K1菌株彼此分离；携带KPC-2的菌株（4096/09）与中国的一些菌株关系更近，而携带VIM-1的菌株（9546/19）则与其他中国、泰国和法国菌株（主要是碳青霉烯酶阴性）聚集在一起。次要分支聚集了21例K57 O2v.2菌基因组，包括13例的波兰菌株，7例俄罗斯的不产碳青霉烯酶、产NDM-1+OXA-48或OXA-48菌株，以及1例德国的OXA-48菌株（见图1）。西里西亚暴发株和来自康斯坦钦的一例偶发性OXA-48菌株（8035/19）占据了不同的位置，而其余的菌株形成了一个系统发育群，其中两例波兰-乌克兰OXA-48或NDM-1菌株（432/15和5840/17）与德国OXA-48菌株（Kp_Goe_154414）相关。卢科夫的OXA-48菌株（1734/19）明显分离。迄今为止，只有25例欧洲的ST23 K57菌株被测序，其中包括20例（80%）产碳青霉烯酶菌株。 质粒分析发现产KPC-2酶株均携带pKpQIL样质粒的FIIK和FIBK复制子，K1 VIM-1分离株具有独特的pRA1型复制子A，K57 OXA-48中的两例菌株携带pOXA -48样质粒的L型复制子。K1型VIM-1菌株携带了一个IncA（ST12）质粒p9546/19_2（158,944 bp），含有一系列耐药基因，包括携带blaVIM-1的整合子In91660。最近，携带In916的IncA（A/C）型质粒在欧洲的肠杆菌目中传播。K57菌株中的OXA-48以pOXA-48中IncL型质粒p432/15_2（63,617 bp）为特征，是blaOXA-48类基因传播的主要因素。图1.基于SNP的ST23-K57分离株和GenBank中可用的所有ST23-K57的肺炎克雷伯菌的最小生成树。波兰的9例西里西亚院感暴发株菌携带了大型、接合效率较低的（每个供体细胞约10^-7）嵌合型IncFIB + IncHI1B质粒，p4313/18_1（358,573 bp）、p5419/18_1（349,155 bp）和p7902/18_1（310,832 bp）（见图2）。它们的复制子与来自摩洛哥的ST15肺炎克雷伯菌的pNDM-MAR（一种抗药性但不携带毒力质粒）>99%相同，与pK2044/KpVP-1共享HI1B。p4313/18_1、p5419/18_1和p7902/18_1拥有更大的pK2044/KpVP-1片段（总计约116 kb），也包含iuc、rmpA和rmpA2毒力基因。p4313/18_1和p5419/18_1与来自俄罗斯的ST147 NDM-1菌株的phvKpST147_NDM1_1659几乎相同，与来自捷克ST15 NDM-1株的p51015_NDM-1相似，表明这些毒力/耐药性融合质粒有更广泛的传播。图2.波兰ST23-K57西里西亚暴发肺炎克雷伯菌分离株的毒力/耐药融合IncFIB + IncHI1B pNDM-MAR/ KpVP -1样质粒的比较（MinION测序），这些序列与参考质粒pNDM-MAR和pK2044/ KpVP -1以及最相似的质粒phvKPST147_1659进行比较。 综上，一种新的多重耐药ST23克隆株已经在欧洲出现，K57和O2v.2血清型的菌株具有较少的毒力位点但拥有更多的耐药质粒，这对公共卫生构成了潜在的威胁。这种克隆株不仅具有高度的耐药性，而且可能具有增强的致病性，这使得它们在医院环境中的传播成为一个严重的问题。尽管这些菌株属于同一ST型，但它们在染色体上的差异表明它们并非直接进化而来，而是可能通过不同的遗传途径获得了耐药性。此外，这些菌株的国际分布表明，它们的传播可能比目前所知的更为广泛。因此，需要进一步的研究来了解这些菌株的传播机制和致病性，以及开发新的策略来应对这一挑战。该研究聚焦于多重耐药的ST23肺炎克雷伯菌克隆群，采用全基因组测序和单核苷酸多态性（SNP）分析，深入探讨了它们的克隆性、系统发育、血清型、毒力基因、耐药基因和质粒，提供了流行病学和耐药机制的信息。局限性在于样本量相对较小，主要集中在波兰地区。未来的研究可以扩大样本范围，包括更多地区和人群，使得研究更有说服力。
原文链接：
https://academic.oup.com/jac/article/77/12/3367/6731704?login=false
