安徽省ST15型耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌表型特征及流行病学研究

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背景:肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)作为临床上常见的革兰阴性肠杆菌科细菌之一,经常导致医院内的老年患者、免疫力低下的患者和重症监护患者发生感染。近年来,由于抗生素的滥用导致耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌(CRKP)的检出率呈持续上升的趋势。而ST15 CRKP是近年来出现的高危克隆株,经常在医院内暴发,严重危害公共卫生安全。本研究通过从中国安徽一家三甲医院收集的ST15 CRKP进行表型和基因组分析,以进一步探索ST15 CRKP爆发的潜在因素。方法:收集2021年7月至12月临床微生物实验室分离的非重复多耐药肺炎克雷伯菌进行质谱鉴定、MLST和荚膜分型,测定其最小抑菌浓度(MIC),并通过高毒力肺炎克雷伯菌分离株NTUH-K2044作对照进行表型实验如生长曲线,拉丝实验,黏性实验,蜡螟感染模型与生物膜测定实验;通过对其进行全基因组测序、组装和注释后进行毒力与耐药基因分析,系统进化树分析,单核苷酸多态性(SNP)分析,遗传环境和同源性分析。结果:期间共收集到非重复多耐药分离株13株,MLST分型为ST15型,荚膜分型为KL19。13株ST15 CRKP分离株对常见的抗生素具有较高的耐药性,包括头孢菌素类、喹诺酮类和碳青霉烯类等,但是对替加环素和多粘菌素B敏感。在蜡螟感染模型中,有23%的分离株表现出了较高的致死率,但拉丝实验为阴性,另外有31%的分离株具有强生物膜形成能力。通过基因组测序分析,共检测到15种耐药基因,其中6个为β-内酰胺酶基因,包括bla SHV-106,bla KPC-2,bla LAP-2,bla TEM-1B,bla OXA-1,bla CTX-M-15;以及编码磷霉素耐药基因fos A、喹诺酮类药物外排泵Oqx AB、四环素类耐药基因tet A、氨基糖苷类耐药基因aac(3)-lid和aac(6’)-lb-cr等。毒力因子方面,ST15 CRKP都携带铁载体如气杆菌素、耶尔森菌素和肠杆菌素的编码基因以及主动外排泵Acr AB。13株ST15 CRKP分离株bla SHV-106、bla KPC-2、bla CTX-M-15、bla OXA-1和bla TEM-1B基因的上下游插入元件和转座子都是相同的,且bla KPC-2由质粒携带。ST15 CRKP单核苷酸多态性(SNP)分析显示最大位点993,最小21。通过构建系统发育树发现,ST15 CRKP分成三个亚群,存在院内传播的情况。通过对这些菌株进行全局系统发育分析,结果显示与来自浙江和江苏的分离株高度同源,ST15 CRKP可能已经在华东地区传播。结论:本研究表明,共产SHV-106、KPC-2、CTX-M-15和OXA-1的ST15 CRKP在局部区域传播,可能正在演变为高毒力分离株。因此,应加强医院的环境监测和临床感染控制,防止ST15 CRKP的进一步传播。
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