2022-11-09 13:02
作者 吕晶南 等
京港感染论坛
十年京港，逐梦感染病精准诊疗
2022年11月苏州大学附属第二医院杜鸿教授团队在《Emerging Microbes & Infections》（JCR分区1区，影响因子19.568）杂志上发表《Emerging and re-emerging KPC-producing hypervirulent Pseudomonas aeruginosa ST697 and ST463 between 2010 and 2021》的学术论文。
原文链接:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36314239/
碳青霉烯耐药的铜绿假单胞菌（Carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa ，CRPA）感染发病率和病死率逐年增高，由于突变频率高易发生耐药，且这些菌株兼具高毒力，已成为严重威胁人类健康的主要病原体之一。在肠杆菌科中产KPC酶较常见，而在CRPA中携带率较低。因此明确 KPC在CRPA中的分子流行病特点，对CRPA的防控与治疗至关重要。杜鸿教授团队通过十二年的回顾性研究发现，中国东部地区某医院分离出的携带blaKPC-2高毒高耐的铜绿假单胞菌主要为ST697型和ST463型，其中ST697型是全球首次报道。
该课题组收集2010-2021年中国东部地区一家三甲医院共139株碳青霉烯耐药的的铜绿假单胞菌，其中 11株携带blaKPC-2（编码碳青霉烯酶）。这11株分离株来自不同部位，包括呼吸道、皮肤、软组织和泌尿道，分离时间跨度较大，死亡率高达30%。与以往全球研究中发现的优势克隆ST235型和ST111型不同，本研究发现携带blaKPC-2的CRPA存在从ST697型向ST463型的进化趋势，特别是ST463型近年来已成为中国潜在的高危克隆。
携带blaKPC-2的CRPA显著增加了对碳青霉烯类、其他β-内酰胺类和喹诺酮类药物的耐药性水平，值得注意的是优势克隆型 ST463表现出更高的耐药性。临床抗生素药物敏感性实验显示，所有分离株均为高度耐药：其中10株分离株对参与检测的23种抗生素耐药率超过85%，所有分离株对于头孢唑林、头孢呋辛、头孢曲松、硝基呋喃妥因、四环素、米诺环素、替加环素、氯霉素、氨苄西林-舒巴坦和阿莫西林-克拉维酸的耐药率高达100%，而对妥布霉素和阿米卡星的耐药率最低，分别为27.3%和18.2%（图1）。通过全基因组测序发现，其中，qnrS2和crp与喹诺酮类抗生素耐药性有关。cmlA1、catB7、fosA、aac（3）-IId和aph（3'）-IIb与氯霉素、磷霉素和氨基糖苷类药物的耐药性相关。tet（G）、sul1与四环素和磺胺类抗生素耐药性相关。此外sul2、armA和mphA等基因位于细菌抗性决定簇中。
值得关注的是，除了携带多种耐药基因外，所有分离株均含有高达200多个毒力基因：主要编码II型、III型和VI型分泌系统、鞭毛和菌毛的生物合成、胞外多糖、铁载体和脂多糖的形成和分离等功能或途径，参与了宿主组织的入侵和破坏。为了明确携带blaKPC-2的CRPA的毒力，课题组利用大蜡螟幼虫感染模型，结果表明81.8%的分离株感染48 h后幼虫的存活率为0%，说明携带blaKPC-2 CRPA具有高毒力特性，危害性严重。
为了对携带blaKPC-2 的CRPA的移动元件进行深入分析,了解其起源、进化,探讨其在介导细菌耐药传播中的作用，杜鸿教授团队进一步对blaKPC-2分离株进行系统发育分析，结果显示：ST697型和ST463型分离株形成了两个独立的聚类（图2），同时发现在ST697型分离株中blaKPC-2由一个510.71kb的IncpRBL16质粒携带，命名为pSE5416-KPC（图3）。对该质粒进行了详细的遗传分析，发现blaKPC-2是一个全新的由△IS Kpn6和Kpn27包绕的结构，pSE5416- KPC是由于IncpRBL16质粒和其他可移动元件（Tn6411相关）的复杂转位和同源重组的结果（图4）。来自ST463型分离株的blaKPC-2基因定位于染色体上，也携带在Tn6296相关区域，与pSE5416-KPC区域高度相似。
综上，杜鸿教授团队通过对2010至2021年该医院产KPC-2碳青霉烯耐药的铜绿假单胞菌进行分析，首次发现了产KPC-2的ST697型高毒高耐的铜绿假单胞菌。同时也发现了该医院产KPC-2的高毒高耐CRPA存在从ST697型转移到ST463型的趋势，可能成为新兴难治的MDR-PA，这项研究结果有助临床对难治性医院获得性感染的快速诊断，也为医院针对产KPC-2的CRPA采取有效感染防控措施提供参考。
▲ 图1. 11株KPC-2 CRPA对不同临床抗生素的耐药率
▲图2. 11株KPC-2 CRPA基于snp的blaKPC-2系统发育分析
▲ 图3. 质粒pSE5416-KPC构成图
▲ 图4.Tn6411及相关耐药区结构比较图
张碧颖
苏州大学附属第二医院，医学硕士，2020年毕业于苏州大学，从事临床重要病原微生物的耐药、致病分子机制及流行病学研究。以第一作者在Emerging Microbes & Infections、International Journal of Infectious Diseases、CURRENT MICROBIOLOGY感染病与微生物期刊上发表论文3篇。获得2项国家发明专利，获得苏州市2021预防医学会预防医学科技奖。在校期间，获得苏州大学医学部优秀毕业生，苏州大学学业奖学金一等奖，2020年度优秀研究生论文奖等多项荣誉。
吕晶南
苏州大学附属第二医院，从事病原微生物的耐药、致病分子机制研究。在研课题2项，其中国家自然科学基金青年项目1项。2017年5月~ 2018年5月在New Jersey Medical School Public Health Research Institute Center访问交流。在Nature microbiology、 J Clin Microbiol 、 J Antimicrob Chemother 、 Emerg Infect Dis 、 Antimicrob Agents Chemother 、 Front Microbiol等感染病学和微生物学主流期刊上发表论文20篇，其中第一作者6篇，授权国家发明专利1项，参与翻译分子诊断相关书籍2部。
杜 鸿
教授/主任技师、博导，苏州大学附属第二医院，院长助理、医学检验学科带头人、精准医学中心主任、苏州市临床微生物学重点实验室主任；江苏省一流专业苏州大学医学检验技术专业负责人。
江苏省333高层次人才工程第二层次培养对象、江苏省“六大人才高峰”高层次人才、江苏省青年医学重点人才、苏州市姑苏卫生重点人才。国家留学基金公派美国Rutgers大学访问学者。
主要研究方向为：临床重要病原微生物的快速鉴定及耐药致病机制。主持国家自然科学基金、江苏省科技厅重点研发项目、江苏省自然科学基金等各级各类课题十余项。以第一作者或通讯作者发表论文数十篇， SCI期刊论文40余篇。第一完成年人获国家教育部自然科学二等奖，江苏省科学技术二等奖，江苏省医学新技术二等奖、苏州市医学新技术特等奖等多个科研奖励。
学术任职：中华医学会检验分会临床微生物学组委员；中国微生物学会分析微生物专业委员会委员；中国微生物学会医学微生物学与免疫学专业委员会委员；中国医疗保健国际交流促进会临床微生物与感染分会委员；美国微生物学会会员；江苏省医学会检验学分会常务委员兼临床微生物学组组长；江苏省免疫学会理事、转化医学委员会副主任委员、感染与检验学组主任委员等学术任职。
END
作者｜吕晶南（苏州大学附属第二医院）
审校｜杜鸿 （苏州大学附属第二医院）