基于微生物生長曲線監測系統探究肺炎克雷伯菌菌株毒力與碳青霉烯類耐藥性的關系（一）
摘要
目的
探討本地區從血培養分離的肺炎克雷伯菌臨床株的毒力與碳青霉烯類耐藥表型的關系，并對碳青霉烯類耐藥高毒力肺炎克雷伯菌（CR-HVKP）進行毒力表型驗證。
方法
收集2016—2019年血流感染患者血培養分離的192株非重復肺炎克雷伯菌，其中96株為碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌（CRKP），96株為碳青霉烯敏感肺炎克雷伯菌（CSKP）。采用全自動微生物生長曲線監測儀檢測菌株對藥物的敏感性，聚合酶鏈反應檢測碳青霉烯類耐藥基因、毒力基因和莢膜分型，拉絲實驗檢測菌株的高黏表型，全基因組測序方法檢測CR-HVKP菌株的基因組特征，并通過血清抗性試驗和生物膜形成試驗進一步驗證CR-HVKP的毒力。
結果
CRKP對常見抗菌藥物耐藥率高，CSKP則對常見抗菌藥物較敏感；除米諾環素外，CRKP組和CSKP組菌株對抗菌藥物的耐藥率差異均有統計學意義（均P<0.05）。96株CRKP中，92株攜帶碳青霉烯酶基因，以blaKPC-2為主。在毒力因子方面，4株CRKP和36株CSKP拉絲試驗陽性，呈現為高黏表型，兩者差異具有統計學意義（P<0.05）。與CRKP組比較，CSKP組Kfu、aerobictin、iutA、ybtS、rmpA、magA、allS等毒力基因檢出率均增加，莢膜抗原K1和K2檢出率也增加（均P<0.05）。CRKP組檢出高毒力肺炎克雷伯菌（HVKP）1株（即CR-HVKP），CSKP組檢出HVKP 36株，差異有統計學意義（P<0.05）。全基因組測序結果顯示，CR-HVKP多位點序列分型為412，莢膜抗原為K57，攜帶iutA、entB、mrkD、fimH和rmpA毒力基因，生物膜形成能力和血清抵抗力強，同時攜帶blaSHV-145、blaTEM-1、blaCTX-M-3、fosA6、oqxA5、oqxB26和aac（3）-IId耐藥基因，伴隨外膜蛋白K（OmpK）35和OmpK36的異常。
結論
CRKP對抗菌藥物的耐藥率明顯高于CSKP，雖然其攜帶的毒力基因數和種類均少于CSKP，但也出現了碳青霉烯類耐藥且高毒力的新型多位點序列分型肺炎克雷伯菌。后者可能對公共衛生造成嚴重威脅。
高毒力肺炎克雷伯菌（hypervirulent Klebsiella pneumoniae，HVKP）；碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌（carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae，CRKP）；碳青霉烯類耐藥高毒力肺炎克雷伯菌（carbapenem-resistant and hypervirulent Klebsiella pneumoniae，CR-HVKP）；碳青霉烯類敏感肺炎克雷伯菌（carbapenem-sensitive Klebsiella pneumoniae，CSKP）；聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）；碳青霉烯類敏感高毒力肺炎克雷伯菌（carbapenem-sensitive and hypervirulent Klebsiella pneumonia，CS-HVKP）；黏液相關基因A（mucoviscosity-associated gene A，magA）；尿囊素代謝基因（allantoin metabolism，allS）；黏液樣表型A調節基因（regulator of mucoid phenotype A，rmpA）；黏附因子3型菌毛基因（type 3 fimbria adhesin subunit MrkD，mrkD）；黏附因子1型菌毛基因（fimbrial adhesin，fimH）；克雷伯菌鐵攝取蛋白（Klebsiella ferric iron uptake，Kfu）；鐵載體腸桿菌素（enterobactin，entB）；鐵載體耶爾森桿菌素（yersiniabactin，ybtS）；鐵載體氣桿菌素（ferri-aerobactin uptake，iutA）；多位點序列分型（multilocus sequence typing，MLST）；外膜蛋白K（outer membrane protein K，OMPK）；產超廣譜β-內酰胺酶（extended-spectrumβ-lactamases，ESBL）
血流感染可發展為嚴重膿毒血癥、感染性休克和多器官衰竭綜合征，患者病死率為28%~41%，其中由肺炎克雷伯菌引起的血流感染患者病死率可達50%左右。上世紀八十年代，中國臺灣地區發現了第一例造成致死性化膿性肝膿腫的HVKP，隨后全世界范圍內相繼報道，主要的莢膜分型為K1和K2。HVKP一般具有高黏表型、毒力和傳播力強等特征，主要可引起肝膿腫和膿毒血癥等，其主要毒力因子為莢膜、菌毛、鐵載體和脂多糖。研究顯示，大多數HVKP對常用抗菌藥物敏感。但近年來肺炎克雷伯菌的耐藥水平日益提高，CRKP的檢出率不斷升高。CHINET（www.chinets.com）數據顯示，2023年CRKP檢出率約為30%。CRKP對大多數抗菌藥物耐藥，臨床治療棘手。一項納入129例CRKP血流感染患者的研究顯示，患者28 d病死率為80.6%。以往，耐藥和毒力是兩種不重疊的表型，然而最近有研究報道了CR-HVKP感染病例，兼具高毒力和耐藥特性，且CR-HVKP可從不同臨床環境中分離出來，這給臨床治療帶來了巨大挑戰。
本研究基于四川大學華西醫院2016—2019年收治的血流感染患者中收集的肺炎克雷伯菌，從分子水平探討菌株毒力與碳青霉烯類耐藥性的關系，并對CR-HVKP的毒力表型進行驗證，為醫院感染防控提供參考。