2023-06-01 17:20
作者 张飞龙、鲁炳怀
京港感染论坛
多学科合作，构建诊断管理体系
【据《Antimicrob Agents Chemother》2023年1月报道】题：《产NDM-4和OXA-181的K51-ST16 肺炎克雷伯菌分子学特点：接合质粒及插入序列介导的潜在传播机制研究》（作者：张飞龙等，通讯作者：鲁炳怀 单位：北京大学中日友好临床医学院）
▼ 一、研究背景
近20年碳青霉烯耐药肠杆菌目细菌(CRE)在世界范围内呈快速上升趋势且具有较高发病率及死亡率，其中产碳青霉烯酶是引起CRE产生的主要原因。单产NDM-4(NDM-1-like)或OXA-181(OXA-48-like)的菌株在全球范围内已有暴发报道，然而共产NDM-4与OXA-181的肺炎克雷伯菌较少报道，尤其在中国，且传播机制不明。本文就共产NDM-4与OXA-181的肺炎克雷伯菌耐药及传播机制作探究。
▼ 二、材料与方法
所选用菌株为GX34(源自患有重症肺炎患者肺泡灌洗液)。方法为药敏试验、序列分析、全基因组测序、定量逆转录PCR等。
▼ 三、结果与讨论
1.GX34耐药表型及基因型特点
耐药表型表明GX34为多重耐药，仅对阿米卡星、替加环素及粘菌素敏感。二代及三代测序显示GX34含碳青霉烯酶基因blaNDM-4与blaOXA-181，分别位于质粒GX34p1_NDM-4和GX34p4_OXA-181。耐药基因型与表型相符。
▲表1 GX34与其接合体药敏实验及耐药基因
2.碳青霉烯酶耐药基因转移性、稳定性及代偿性评估
为进一步确定碳青霉烯酶基因blaNDM-4与blaOXA-181的传播性，我们进行接合实验。结果表明blaNDM-4与blaOXA-181通过质粒转移传播耐药且具有多样性。稳定性评估实验表明GX34及其转接体稳定性较好，适应性代偿成本低。进一步分析GX34碳青霉烯酶基因周围环境发现，blaNDM-4周围环境为:△IS26-groL_1-groS-cutA-dsbD-trpF-ble-blaNDM-4-△ISAba125-△IS26；blaOXA-181周围环境为:△IS3000-IS26-qnrS1-hin-ISKpn19-blaOXA-181-△IS3000-IS26 （图1）。检索NCBI数据库查找含blaNDM-4与blaOXA-181的基因组。结果表明blaNDM-4与blaOXA-181周围通常有IS26，部分两端均含有IS26形成复合转座子参与耐药基因水平性传播（图2、图3）。
▲图1 GX34耐药质粒序列比对
▲图2 26个含blaNDM-4质粒进化分析
▲图3 13个含blaOXA-181质粒进化分析
3.新型质粒Eco-N-1-p的发现
我们在接合体中发现一种新形成的融合质粒Eco-N-1-p。它主要由GX34p4_OXA-181（40449bp，75.16%）和GX34p1_NDM-4（8553bp，15.89%）重组形成，其中IS26和IS5-like可能起主要作用（图4）。我们首先报道了在美罗培南压力下发生blaNDM-4突变（460C>A），同时伴随blaSHV-12的产生。该质粒具有良好的稳定性及可传播性性。
▼ 四、小结
本文就共产NDM-4和OXA-181的K51-ST16 肺炎克雷伯菌的潜在传播作出详细分析，接合实验中发现了一种新形成的融合质粒能对耐药基因的传播发挥重要作用。此外分析了碳青霉烯酶基因blaNDM-4与blaOXA-181的周围环境，强调耐药基因的水平性传播。
▲图4 由插入序列介导的产NDM-1质粒Eco-N-1-p的可能形成机制。
张飞龙
北京大学中日友好临床医学院2021级临床专业型硕士研究生，研究方向:细菌耐药与毒力机制研究。
鲁炳怀
中日友好医院，呼吸与危重症医学科临床微生物与感染实验室；主任医师，博士，北大医学部教授，北医与协和医学院研究生导师；中华医学会检验分会微生物学组委员；主持多项国家级与省部级科研项目；发表SCI收录文章30余篇。
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作者｜张飞龙、鲁炳怀（北京大学中日友好临床医学院）
审校｜鲁炳怀（中日友好医院）