多重耐藥豬源肺炎克雷伯菌耐藥組學(xué)分析

肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae，K.pneumoniae)屬于腸桿菌科克雷伯菌屬成員，它引起的感染僅次于大腸桿菌，是位居第二位的條件致病菌。在臨床上，K.pneumoniae能夠引起醫(yī)院內(nèi)感染或社區(qū)獲得性感染，導(dǎo)致肺炎、上呼吸道感染、尿路感染、血流感染、傷口或手術(shù)部位感染、腦膜炎或其他部位感染。近年來(lái)，由K.pneumoniae引起的嚴(yán)重耐藥性問(wèn)題受到了人們極大的關(guān)注。β-內(nèi)酰胺酶類(lèi)抗生素和氨基糖苷類(lèi)抗生素是常用的臨床治療K.pneumoniae感染的藥物。但是，多重耐藥K.pneumoniae，尤其是耐碳青霉烯類(lèi)K.pneumoniae(carbapenem-resistantK.pneumoniae，CRKP)的出現(xiàn)，使K.pneumoniae感染的治療面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。多黏菌素(包括黏菌素)是治療由耐碳青霉烯類(lèi)抗生素腸桿菌科細(xì)菌所致嚴(yán)重感染的最后一道防線(xiàn)。耐藥性問(wèn)題不僅在人源肺炎克雷伯菌上，而且在動(dòng)物源肺炎克雷伯菌上也很?chē)?yán)重。但是，目前國(guó)內(nèi)外研究主要集中在對(duì)動(dòng)物源肺炎克雷伯菌耐β-內(nèi)酰胺類(lèi)基因、耐碳青霉烯類(lèi)基因和耐黏菌素基因等重要的耐藥性基因檢測(cè)上，缺少對(duì)動(dòng)物源肺炎克雷伯菌的耐藥譜研究。自然轉(zhuǎn)化是細(xì)菌水平基因轉(zhuǎn)移的3 種主要形式之一，可以實(shí)現(xiàn)細(xì)菌間遺傳物質(zhì)交流。目前有關(guān)肺炎克雷伯菌是如何借助自然轉(zhuǎn)化獲得耐藥基因的機(jī)制尚不清楚，對(duì)這一過(guò)程的闡釋將有助于進(jìn)一步解析肺炎克雷伯菌獲得耐藥性基因的分子機(jī)制。

近期發(fā)表于《Journal of Antimicrobial Chemotherapy》 上的一項(xiàng)研究對(duì)豬源肺炎克雷伯菌染色體DNA 和質(zhì)粒中的耐藥基因，耐藥基因的遺傳環(huán)境和自然轉(zhuǎn)化促進(jìn)耐藥基因的獲得機(jī)制進(jìn)行探究。作者從患有肺炎的病豬肺臟中分離出一株肺炎克雷伯菌。藥敏結(jié)果顯示這一株肺炎克雷伯菌對(duì)氨芐青霉素、環(huán)丙沙星、卡那霉素、紅霉素、阿奇霉素、氯霉素、磷霉素和黏菌素等均耐藥。進(jìn)一步對(duì)該菌株進(jìn)行全基因組測(cè)序和生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)該菌株屬于ST1 型，其染色體DNA 與四川大學(xué)華西醫(yī)院從患有肺炎的病人唾液中分離的肺炎克雷伯菌WCHKP095845 的堿基序列同源性高達(dá)98 %。作者推測(cè)肺炎克雷伯菌不僅通過(guò)肉產(chǎn)品等由豬感染人，而且通過(guò)餐廚剩余物等由人感染豬。這說(shuō)明耐藥基因可以在人和豬之間傳播。通過(guò)對(duì)該菌株染色體DNA 中的耐藥基因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)染色體DNA 中攜帶blaSHV-187，ble，catA，fosA和oqxA/oqxB等耐藥基因。該菌株攜帶3 個(gè)重要的質(zhì)粒，分別屬于Inc-FIIK5-FIB，IncI1 和IncX4 型質(zhì)粒。IncFIIK5-FIB 型質(zhì)粒攜帶aadA2，mph(A)，sul1和aph(3')-Ia等耐藥基因。IncI1 型質(zhì)粒攜帶aadA22和erm(B)等耐藥基因。IncX4 型質(zhì)粒不攜帶耐藥基因。進(jìn)一步的研究揭示，這3 種質(zhì)粒是攜帶耐碳青霉烯類(lèi)基因和耐黏菌素類(lèi)基因等耐藥基因的重要載體。因此，耐藥基因在肺炎克雷伯菌通過(guò)自然轉(zhuǎn)化的方式被獲得后可通過(guò)同源重組的方式整合到這3 種質(zhì)粒中。此外，生物信息學(xué)分析表明這3 種質(zhì)粒能夠在人、動(dòng)物和環(huán)境中腸桿菌科細(xì)菌中傳播。

該研究還從肺炎克雷伯菌染色體DNA 中鑒定出ComEA 和ComEC 等自然感受態(tài)相關(guān)蛋白，第Ⅵ型分泌系統(tǒng)(T6SS)及其TfoX 和QstR 等信號(hào)通路調(diào)控蛋白。作者推測(cè)自然感受態(tài)和T6SS 介導(dǎo)的殺菌機(jī)制共同促進(jìn)肺炎克雷伯菌的基因組進(jìn)化，尤其是耐藥性基因的獲得。

評(píng)論論文來(lái)源：Chen Fu-guang, Zhang Wan-jiang,Schwarz Stefan, et al.Genetic characterization of an MDR/virulence genomic element carrying two T6SS gene clusters in a clinical Klebsiella pneumoniae isolate of swine origin [J].J Antimicrob Chemother.2019 Mar 21.pii: dkz093.DOI: 10.1093/jac/dkz093