临床分离株中碳青霉烯耐药与高毒力肺炎克雷伯菌的共存：一项分子与表型分析

　　本刊推荐：为解决碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌（CRhvKp）在埃及临床环境中的流行与传播问题，研究人员开展了CRhvKp的分子特征与表型分析研究。结果表明CRhvKp分离株携带多种毒力基因（rmpA/rmpA2、iucA等）和碳青霉烯酶基因（blaNDM、blaOXA-48等），且全部为多重耐药（MDR）。该研究揭示了CRhvKp的快速进化及其对公共卫生的严重威胁，为临床防控提供了关键数据。

　　

在医院的隐秘角落，一种被称为"超级细菌"的病原体正在悄然崛起——它就是同时具备碳青霉烯类抗生素耐药性和高毒力特征的肺炎克雷伯菌。这种细菌的可怕之处在于，它不仅能抵抗我们最后的抗生素防线，还拥有极强的侵袭能力，甚至能够感染健康人群。近年来，全球范围内不断出现这类菌株引起的爆发性感染，导致高死亡率，引起了医学界的高度警惕。

肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）是医院内感染的重要病原体，通常感染免疫力低下的患者，引起肺炎、尿路感染、败血症等一系列严重疾病。令人担忧的是，随着抗生素的广泛使用，这类细菌逐渐演化出两种不同的基因谱系：经典肺炎克雷伯菌（cKp）和高毒力肺炎克雷伯菌（hvKp）。更可怕的是，这两种特性正在结合——碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌（CRhvKp）的出现，意味着我们可能面临无药可治的高致命性感染。

埃及作为中东和非洲地区的重要国家，其医疗机构中CRhvKp的流行情况尚不明确。为了解决这一知识空白，由Hadir Karam Ahmed领衔的研究团队开展了一项深入调查，他们的研究成果发表在《BMC Infectious Diseases》上，为我们揭示了这一"完美病原体"在埃及临床环境中的真实面貌。

研究人员采用了一系列关键技术方法：从Misr大学科技教学医院收集150份临床样本，通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）进行菌种鉴定；使用VITEK?2系统和KB纸片扩散法进行药敏试验；通过PCR技术检测毒力基因（rmpA、rmpA2、iucA、iroB、peg-344等）和碳青霉烯酶基因（bla_KPC、bla_NDM、bla_OXA-48等）；采用改良碳青霉烯灭活方法（mCIM）和EDTA改良碳青霉烯灭活方法（eCIM）进行表型确认；通过桑格测序验证关键基因序列。

研究结果

分离株特征：从150份临床样本中鉴定出63株肺炎克雷伯菌（42%），其中30株（47.6%）被确认为碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌（CRKp）。这些菌株来源广泛，包括血液、脓液、尿液、痰液、引流液和伤口样本。

抗菌药敏试验：所有63株肺炎克雷伯菌均表现出显著的耐药模式。30株CRKp菌株全部为多重耐药（MDR），对包括氨曲南、哌拉西林-他唑巴坦、妥布霉素、头孢吡肟、阿米卡星、庆大霉素、磺胺甲噁唑和头孢西丁在内的常用抗生素表现出强烈耐药性。值得注意的是，90.5%的菌株对多粘菌素（colistin）仍保持敏感，但仍有9.5%的菌株出现多粘菌素耐药。

CRKp分离株的分子特征：研究人员检测了5种生物标志物基因（iucA、rmpA、rmpA2、peg-344和iroB）的流行情况，并基于rmpA或rmpA2与peg-344、iroB或iucA的组合将菌株分为CRhvKp和CR-non-hvKp。结果显示，20株（66.7%）被分类为CRhvKp，10株（33.3%）为CR-non-hvKp。在五种生物标志物基因的组合中，主要组合为rmpA+rmpA2+iroB+iucA+peg-344（25%），其次是rmpA+rmpA2+iucA+peg-344（10%）等。

毒力基因分布：在CRhvKp和CR-non-hvKp菌株中均检测到多种毒力基因：fimH（75%和60%）、mrkD（100%和90%）、entB（80%和90%）、irp2（85%和90%）、wabG（90%和60%）以及uge（40%和60%）。这些基因在两组间的分布无统计学显著差异。对于荚膜血清型基因（k1和k2），仅在CRhvKp中发现一株k1阳性分离株，未检测到k2血清型。

碳青霉烯酶基因的表型和基因型分布：基于表型标准（仅mCIM阳性），所有CRKp分离株均为碳青霉烯酶生产者。PCR结果与mCIM一致，所有mCIM阳性分离株均携带至少一个碳青霉烯耐药基因。在CRhvKp中，碳青霉烯酶基因包括bla_OXA-48（85%）和bla_NDM（90%）；在CR-non-hvKp中为bla_OXA-48（60%）和bla_NDM（80%）。bla_KPC基因在两组中均占5%。两组间碳青霉烯酶基因的分布无显著差异。约47%的分离株（14/30）同时检测到mCIM和eCIM阳性。表型鉴定显示，CRhvKp中MBL基因占40%，CR-non-hvKp中占70%。通过PCR方法，90%的CRhvKp和80%的CR-non-hvKp菌株检测到bla_NDM基因，而未检测到bla_VIM和bla_IMP基因。

研究结论与讨论

这项研究揭示了埃及临床环境中碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌（CRhvKp）的显著流行情况，所有CRKp分离株均表现为多重耐药（MDR）。研究发现66.7%的CRKp菌株被分类为CRhvKp，这些菌株携带多种毒力基因和碳青霉烯酶基因，特别是bla_NDM和bla_OXA-48的高流行率令人担忧。

研究结果表明，CRhvKp菌株在埃及医疗环境中迅速传播，其结合了高毒力和多重耐药性的特性，对临床治疗和感染控制构成了严重挑战。这些菌株能够抵抗大多数常用抗生素，仅对多粘菌素保持相对较高的敏感性，但即使在这一最后防线药物中也出现了耐药菌株。

分子特征分析显示，毒力基因（如fimH、mrkD、entB、irp2、wabG和uge）在CRhvKp和CR-non-hvKp菌株中广泛存在，表明这些基因可能是CRKp的核心致病决定因素。值得注意的是，string试验阳性率较低，证实了这一表型检测方法在识别高毒力菌株方面的局限性，强调了分子检测方法的重要性。

碳青霉烯酶基因的分析结果显示，bla_NDM和bla_OXA-48是主要的耐药机制，而bla_KPC的流行率相对较低。这一发现与埃及地区的流行病学趋势一致，但也发现了bla_KPC流行率的上升趋势，需要持续监测。

聚类分析揭示了CRhvKp菌株的明确流行病学模式，其中一些谱系与特定感染类型和患者人群相关，如血液感染、手术部位感染和ICU患者感染。这一发现强调了CRhvKp在特定医疗环境中的传播潜力，需要针对性的感染控制措施。

针对CRhvKp感染的治疗挑战，研究讨论了可能的治疗策略，包括ceftazidime-avibactam、cefiderocol以及ceftazidime-avibactam与aztreonam的联合疗法。然而，随着对这些药物耐药性的出现，需要不断评估新的治疗选择。

该研究的局限性包括样本来自单一医院、样本量相对较小以及缺乏完整的临床数据。未来研究需要包括更多的体内外实验验证、全基因组测序和质粒分型分析，以更全面了解CRhvKp的进化和传播机制。

总之，这项研究首次全面揭示了埃及临床环境中CRhvKp的分子特征和流行情况，强调了这一新兴病原体对公共卫生的严重威胁。研究结果呼吁加强持续监测、实施有效的感染控制措施和制定合理的抗生素使用策略，以遏制CRhvKp的传播和减少选择压力。随着CRhvKp继续进化并在全球范围内传播，这类研究为我们应对这一不断增长的威胁提供了重要的科学依据和预警信息。