温州地区临床肺炎克雷伯菌复合体基因组流行病学及耐药特征研究：揭示碳青霉烯耐药与毒力基因共存新态势

《BMC Genomics》：Comprehensive genomic epidemiology and antimicrobial resistance profiles of clinical Klebsiella pneumoniae species complex isolates from a tertiary hospital in Wenzhou, China (2019–2021)

编辑推荐：本研究针对肺炎克雷伯菌复合体(KpSC)临床鉴定困难及碳青霉烯耐药(CRKP)蔓延问题，通过全基因组测序(WGS)分析156株临床分离株，发现blaKPC-2基因100%存在于CRKP中且与ST11强关联，首次揭示耐药基因与毒力因子(rmpA/siderophore)共存的进化特征，为院内感染防控提供分子流行病学依据。

　　

肺炎克雷伯菌作为肠杆菌科的重要病原体，近年来因获得碳青霉烯酶等耐药机制而成为临床治疗的重大挑战。更棘手的是，肺炎克雷伯菌复合体(Klebsiella pneumoniae species complex, KpSC)成员间高度相似的遗传特征，导致传统生化方法甚至部分分子技术难以准确区分，这严重阻碍了精准流行病学研究的开展。全球范围内，碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(CRE)的流行已构成公共卫生危机，其中碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌(CRKP)因治疗选择有限且致死率高尤为引人关注。中国作为抗菌药物使用大国，CRKP的传播态势更是不容乐观，但针对临床KpSC的大规模基因组与表型分析研究仍显不足。

为填补这一空白，温州医科大学附属第二医院陈晓坚团队联合温州医科大学检验医学院研究人员，对2019-2021年间收集的156株临床KpSC分离株展开系统研究。通过整合全基因组测序(WGS)与表型分析，团队首次全面解析了温州地区KpSC的分子流行病学特征，发现CRKP菌株中碳青霉烯酶基因bla_KPC-2的普遍存在及其与ST11型的强相关性，更令人警惕的是，部分菌株同时携带耐药基因和高毒力因子，形成"超级病原体"。该成果发表于《BMC Genomics》，为临床防控提供重要科学依据。

研究采用三大关键技术方法：1) 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)结合16S rRNA测序进行物种精确鉴定；2) 遵循CLSI/EUCAST标准开展17类抗菌药物的敏感性检测；3) Illumina Novaseq 6000平台全基因组测序，通过SPAdes组装、Prokka注释，并运用ResFinder、PlasmidFinder等数据库分析耐药基因、质粒类型及毒力因子。样本来源于温州某三甲医院三年间各类临床标本。

研究结果首先通过全基因组测序实现精确分类：135株为K. pneumoniae，7株为K. variicola，14株为K. quasipneumoniae。核心基因组SNP(cgSNP)分析显示135株肺炎克雷伯菌形成20个克隆群(CG)，存在科室间(实心星号)和科室内部(空心星号)的克隆传播证据。药敏试验揭示惊人耐药表型：CRKP对氨曲南耐药率高达60.74%，但对阿米卡星(87.41%敏感)和替加环素(100%敏感)保持较好敏感性。K. variicola表现普遍敏感，而K. quasipneumoniae对哌拉西林/他唑巴坦100%耐药。

基因组特征分析发现多重耐药基因共存现象：80.1%菌株携带bla_SHV，30.8%携带bla_CTX-M，25株检出bla_KPC-2。深入解析bla_KPC-2基因环境，将其分为5类(A-E)，均被ISKpn27等插入序列包围，提示水平转移潜力。毒力因子检测显示：97.4%菌株携带黏附基因fimH，34.6%携带铁载体系统ybtQ，14%存在高毒力标志物rmpA/rmpA2。值得注意的是，部分ST11型CRKP同时携带bla_KPC-2与毒力基因，形成耐药-毒力复合型菌株。

讨论部分强调三个关键发现：1) bla_KPC-2与ST11型的固定组合可能驱动CRKP在华东地区的流行；2) 铁获取系统与胶囊合成基因的共存增强菌株适应性；3) cgSNP分析揭示院内克隆传播链。这些发现为理解CRKP的进化提供了新视角——耐药基因与毒力因子并非互斥，而是可能通过质粒共转移形成"双重威胁"菌株。

该研究首次系统描绘了温州地区KpSC的基因组流行病学图谱，其临床意义体现在三方面：1) 证实ST11型CRKP为优势流行株，需针对性加强感染控制；2) 发现替加环素仍保持100%敏感性，为重症感染提供治疗选择；3) 建立毒力-耐药共进化监测框架，为早期识别高风险菌株提供分子标记。这些成果不仅填补了中国CRKP研究的区域空白，更为全球抗微生物耐药性(AMR)防控策略制定提供了关键数据支持。