肺炎克雷伯菌ST268谱系的特异性进化与耐药-毒力分化：一项全球种群基因组分析

　　这篇综述通过全球562株肺炎克雷伯菌ST268分离株的基因组分析，揭示了该高风险克隆株的10个进化谱系及其耐药（MDR）与高毒力（hvKP）性状的分化机制。研究证实ST268起源于1908年前后的欧洲，并通过质粒动态（如blaKPC/NDM和rmpA/iucA的谱系特异性分布）和重组热点（如ICEKp）驱动适应性进化，为耐药-毒力权衡理论提供了基因组证据。

　　

引言

肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）作为ESKAPE病原体成员，是医院和社区感染的主要致病菌。传统分为经典（cKP）和高毒力（hvKP）两种类型，前者以多重耐药（MDR）为特征，后者则携带iucA、iroB、rmpA/rmpA2等毒力基因。序列型268（ST268）作为CG36克隆群成员，近年来在亚洲和欧洲同时检出耐药和毒力基因的共存菌株，但其进化机制尚不明确。

材料与方法

研究整合了2001-2024年全球44国的562株ST268分离株，通过Kleborate和MLST分型确认谱系。采用Snippy和Gubbins分析核心基因组SNP，IQtree构建系统发育树，BEAST估算进化时间。毒力基因（如peg-344）和耐药基因（如bla_KPC）通过AMRFinderPlus和VFDB注释，质粒结构通过MOB-suite解析。动物模型（大蜡螟和小鼠）验证毒力表型。

结果

种群结构

系统发育分析将ST268划分为10个谱系，L2（39.1%）和L6以亚洲为主且富集hv标志物，L1/L3则携带bla_KPC（66.1%）和CTX-M-15（77%）。重组热点集中在ICEKp（如ybt0/ybt10）和噬菌体区域（如Φ1/Φ2）。

进化时间轴

贝叶斯分析显示ST268起源于1908年（95% CI: 1841–1952），欧洲为起源地。L2/L6的分支较长，提示亚洲环境可能加速其适应性进化。

耐药-毒力分化

L1/L3获得无机离子转运基因（如zupT），而L2/L6偏好分泌系统相关基因。48株菌同时携带bla_KPC-2和rmpA2，但仅2株存在质粒融合（如中国分离株pKP133-1）。

质粒动态

bla_KPC分布于13种复制子（IncFIB/HI1B为主），bla_NDM则偏好IncC。毒力质粒IncFIB在L2中形成独立聚类（c2），与pLVPK结构相似但存在基因组倒位。

动物模型验证

L2菌株kpn976和L6菌株kpn44在小鼠模型中48小时内致死率达100%，与参考毒株NTUH-K2044相当。

讨论

ST268的谱系分化反映了生态位适应性：L1/L3通过质粒获取耐药基因（如bla_KPC-2）适应医院环境，而L2/L6通过毒力质粒（如携带rmpA2的IncFIB）增强侵袭力。重组事件（如K/O位点替换）和ICEKp多样性（如ybt9/ybt14）进一步驱动基因组可塑性。研究局限性包括地理采样偏差和质粒重建的技术挑战，未来需结合长读长测序深化机制研究。

结论

该研究首次系统揭示了ST268的全球传播框架和功能分化规律，为耐药-毒力协同进化理论提供了实证依据，强调需针对不同谱系制定精准防控策略。