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为探究南非婴儿肺炎克雷伯菌（KPn）定植与侵袭性菌株的基因组关联，研究发现侵袭性菌株多样性低、耐药和毒力强，KL102 和 O1/O2v2 等菌株侵袭性高，有助于评估风险和制定策略。
肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae，KPn）在生活中可谓是个 “麻烦制造者”。它能在人体多个部位 “安营扎寨”，像皮肤、呼吸道和胃肠道黏膜都可能成为它的栖息地。对于非洲的孩子们来说，它更是一个可怕的 “敌人”，是导致侵袭性疾病和死亡的重要原因。想象一下，小婴儿们本应在健康快乐中成长，却可能因为 KPn 的侵袭而遭受病痛折磨。
目前，关于 KPn 定植和侵袭性疾病之间的联系还存在很多谜团。虽然大家知道 KPn 定植可能是侵袭性疾病的一个危险因素，但只有一小部分定植的人会发展成侵袭性疾病，其中的机制却不清楚。而且，对 KPn 定植菌株和侵袭性疾病菌株的比较基因组分析非常少，尤其是在非洲婴儿这个群体中，几乎没有相关数据。这就好比在黑暗中摸索，我们急需一盏明灯来照亮前行的道路，于是，开展这项研究就显得尤为重要。
来自南非多个研究机构的研究人员，包括南非医学研究委员会疫苗和传染病分析研究单位等，共同开展了一项研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上。这项研究意义重大，不仅有助于我们更深入地了解 KPn 的致病机制，还能为制定预防和控制 KPn 感染的策略提供关键依据。
为了开展这项研究，研究人员主要运用了以下关键技术方法：
- 样本采集：对在南非约翰内斯堡 Thelle Mogoerane 地区医院出生后住院的婴儿进行纵向微生物监测，收集直肠、鼻腔和皮肤拭子样本；同时收集来自多个中心的侵袭性疾病婴儿的血液或脑脊液样本12。
- 全基因组测序：对收集到的 KPn 菌株进行全基因组测序，以分析其基因特征3。
- 数据分析：运用多种生物信息学工具和统计学方法，对测序数据进行分析，包括确定序列类型（ST）、荚膜（KL）和脂多糖（O）位点，以及分析耐药基因和毒力因子等45。
研究结果如下：
- 菌株收集与分析：在纵向监测研究中，从 59 名定植 KPn 的婴儿中收集了 303 株定植菌株，最终 166 株进行全基因组测序，94 株纳入最终分析；在侵袭性疾病监测中，共纳入 173 例确诊病例，105 株进行测序，98 株纳入最终分析。研究发现，侵袭性 KPn 疾病患儿多为早产儿，出生体重更低，住院时间更长，病死率更高678。
- 系统发育分析：通过系统发育分析，KPn 菌株被分为多个进化枝，显示出较高的遗传多样性。一些序列类型如 ST17 和 ST101 在侵袭性和定植菌株中都很常见，且有共同的谱系9。
- 序列类型：侵袭性和定植菌株的序列类型分布不同，分别鉴定出 22 种和 31 种 ST。部分 ST 在两种菌株中都存在，如 ST17、ST307 等；还有一些 ST 只在侵袭性或定植菌株中出现。计算病例携带比（CCR）发现，ST307 和 ST353 的 CCR＞1，ST1414 的 CCR＜1 且具有统计学意义1011。
- K 位点：侵袭性和定植菌株的 K 位点分布也不同，分别有 17 种和 29 种。8 种 K 位点在两种菌株中都存在，如 KL102、KL110 等。KL102 的 CCR＞1 且有统计学意义，KL8 的 CCR＜1 且有统计学意义。此外，KL149 和 KL2 等只在侵袭性菌株中出现，KL17、KL15 等只在定植菌株中出现1213。
- O 位点：O1/O2v2 在侵袭性菌株中的患病率显著高于定植菌株，CCR 为 5.05；O1/O2v1 在侵袭性菌株中的患病率显著低于定植菌株，CCR 为 0.2414。
- O 抗原类型：O2afg 在侵袭性菌株中的患病率高于定植菌株，CCR 为 2.45；O5、O1 和 O4 在两种菌株中的患病率相似，CCR＜115。
- 毒力因子：侵袭性菌株中编码耶尔森菌素（ybt）的基因患病率更高。按 O 位点分层时，在 O1/O2v1、O1/O2v2 和 O4 中，侵袭性菌株编码 ybt 的基因患病率显著高于定植菌株1617。
- 抗菌耐药性：侵袭性菌株携带多药耐药基因的几率更高，包括编码超广谱 β- 内酰胺酶（ESBL）的基因。但侵袭性菌株对氟喹诺酮类耐药基因的患病率低于定植菌株。按不同位点分层分析，不同位点的侵袭性和定植菌株对抗菌药物的耐药情况存在差异1819。
研究结论和讨论部分表明，南非婴儿侵袭性疾病的 KPn 菌株基因组多样性低于定植菌株，且侵袭性菌株的多药耐药基因和毒力基因患病率更高。KL102 和 O1/O2v2 等菌株的 CCR＞1，表明它们可能具有更高的侵袭性；而 ST1414、KL8 和 O1/O2v1 等菌株的 CCR＜1，侵袭性较低。虽然研究存在一定局限性，如样本采集的局限性和样本量较小等，但该研究为了解南非高风险 KPn 菌株提供了重要线索，后续需要进一步研究来确认这些菌株的侵袭性以及研究结果的普遍性。确定具有高侵袭性疾病潜力的菌株，有助于在疫苗开发中选择合适的抗原，从而预防最具侵袭性的荚膜和脂多糖血清型的感染，对保护脆弱人群的健康具有重要意义。
