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全国ICU来源肺炎克雷伯菌耐药和毒力的分子流行病学研究

孙巧玲  
【摘要】:目的:回顾性研究3例重症监护病房(ICU)患者肠道定植的多个碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌(CRKP)克隆株的耐药性和毒力,以阐明ICU患者肠道定植CRKP菌株的分子特征和变迁规律。进而对全国ICU患者的肠道和呼吸道标本分离的CRKP菌株进行横断面研究,以阐明全国ICU患者肠道和呼吸道携带的CRKP菌株的分子流行病学特征,为干预防控策略提供依据。方法:3例ICU患者在住院期间不同时间点分离的肠道定植和临床来源的CRKP菌株,经基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪(MALDI-TOF MS)鉴定并用K-B纸片扩散法验证后,采用微量肉汤稀释法进行抗菌药物敏感性试验;PCR检测编码常见碳青霉烯酶耐药基因(blaKPC、blaNDM、blaVIM、blaIMP和blaOXA-48-like)和毒力质粒介导的毒力基因rmp A2;多位点序列分型(MLST)和脉冲场凝胶电泳(PFGE)进行同源性分析;S1核酸酶-PFGE(S1-PFGE)和Southern blot分析rmp A2的基因定位;全基因组测序分析CRKP分离株的相关遗传特性;拉丝试验检测高黏液表型;大蜡螟感染模型分析CRKP菌株的毒力。来自全国16个地区51家医院的ICU患者的肠道和呼吸道标本通过含美罗培南的营养肉汤增菌筛选获得CRKP分离株,并采用上述相同方法分析耐药性和毒力。结果:3例ICU患者在住院期间持续分离到CRKP肠道分离株,其中每例患者在不同时间点分离的2株产KPC-2酶CRKP肠道分离株表现为不同的质粒谱、抗生素耐药基因谱和毒力基因谱,主要差异为其中1株获得1个编码iuc ABCD和rmp A2毒力基因的毒力质粒。6株CRKP肠道分离株中存在~80Kb、~90Kb和~138Kb大小的3种编码blaKPC-2基因的耐药质粒。2例患者肠道分离株和相应的肠外感染标本分离株为同一克隆,其中1例患者在不同病房间分离的肠道分离株和肠外感染标本分离株为不同克隆。携带编码iuc ABCD和rmp A2基因的毒力质粒的CRKP菌株感染大蜡螟幼虫的死亡率显著高于无毒力质粒株。来自全国16个地区的898例ICU患者的CRKP携带率具有地域分布差异,平均携带率高达28.5%,其中多个地区的ICU具有CRKP感染高风险性。ST11型产KPC-2酶的CRKP菌株是优势流行株,检出率高达64%,且在全国发生跨地区流行现象。多个少见型碳青霉烯酶和序列分型(ST)的CRKP克隆株包括(ST636型blaNDM-1、ST307型blaIMP-30、ST1779型blaIMP-4、ST2407型blaNDM-1、ST846型blaNDM-1、ST15型blaOXA-232和ST2237型blaKPC-2)已在国内出现单中心流行现象。CRKP分离株主要表现为多重耐药性,有85.8%同时产超广谱β-内酰胺酶(ESBLs),CTX-M-65型和SHV-12型酶是最主要的ESBLs。ICU患者肠道和呼吸道携带的克隆株具有高度多样性,分为6个谱系和37个ST型。CRKP的毒力可能主要与编码iuc和rmp A2毒力基因的毒力质粒相关。相比KL47型,KL64型CRKP菌株携带率更高,具有更多的ESBLs耐药基因和毒力基因,且大蜡螟感染模型结果显示具有更高的毒力。同时携带肠道和呼吸道分离株的ICU患者中有86.5%携带同一克隆株,有13.5%携带不同克隆株。结论:人体肠道作为CRKP菌株和耐药基因以及毒力基因的储存库,可以定植多种不同的CRKP克隆株,同时人体肠道定植CRKP可能是继发肺炎克雷伯菌肠外感染的关键风险因素。blaKPC-2基因可能通过多种质粒介导在人体肠道细菌宿主间的转移。全国多地区的ICU具有CRKP感染高风险性。ST11型产KPC-2酶的CRKP菌株是优势流行株,且在全国发生跨地区流行现象,其中KL64型ST11型产KPC-2酶的CRKP菌株可能为介导耐药和毒力的高风险克隆株。多个少见型碳青霉烯酶和ST型的CRKP克隆株已在国内出现单中心流行现象。ICU患者肠道和呼吸道分离株具有高度多样性,在人体肠道和呼吸道以及外界环境中可能发生活跃的菌株和遗传元件交流。亟需对ICU患者在入院时和住院期间进行肠道和呼吸道的CRKP菌株筛查,为干预防控感染和传播策略提供依据。


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