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引用本文:元小冬,张萍淑,刘妍,等.神经重症医学科感染患者非多重耐药肺炎克雷伯菌的毒力基因分布与传播特征分析[J].实用心脑肺血管病杂志,2021,29(8):110-115.[www.syxnf.net]

近年耐碳青霉烯肺炎克雷伯菌(CRKP)逐渐增多,全球耐药率达20%~70%,其耐药基因可由质粒介导,通过转化、接合、转导等形式传 递,进而形成多重耐药菌,目前关于KP的毒力基因特征 已成为临床的研究热点。神经重症医学科(NICU)患者常存在意识及肢体运动障碍,多存在侵入性操作,免疫功能降低,因此其是肺炎克雷伯菌(KP)高危感染人群。探索非多重耐药KP的致病毒力、传播特点对指导临床治疗、减少多重耐药菌转化至关重要。
研究方法
开滦总医院的元小冬等收集了本院2015—2018年收治的93例NICU感染患者的非多重耐药KP 94株,所有KP应用K-B法进行抗菌药物敏感试验及脉冲场凝胶电泳法(PFGE)进行同源性分析,选出其中无同源性的KP 3株,其中2015年、2016年、2017年各1株,分别编号为P20、P39、P66;2018年,选出与P66为同一流行克隆系的KP 2 株,分别编号为P90、 P91,且P90与P91为同一克隆株。将5株非多重耐药KP进行二代、三代全基因组测序,将所得的基因组测序结果上传至NCBI的prokaryotic annotation pipeline系统进行基因组预测基因注释,并应用BLAST软件进行对比分析,获取病原菌毒力因子数据库(VFDB)比对基因注释结果。
研究结果
将NICU感染患者5株非多重耐药 KP 的基因组测序结果与VFDB进行比对,结果显示,5株非多重耐药KP中共筛选出6大类52种毒力基因,包括黏附类17种(32.7%)、分泌系统类15种(28.8%)、铁吸收类15种(28.8%)、调节类3种(5.8%)、内毒素类1种(1.9%)、侵入类1种(1.9%);其中P20携带毒力基因19种(36.5%)、P39携带毒力基因18种(34.6%)、P66携带毒力基因2种(3.8%)、P90携带毒力基因47种(90.4%)、P91携带毒力基因49种(94.2%)。
NICU感染患者非多重耐药KP的基因注释结果显示:(1)黏附类毒力基因:P90、P91 中均检出 fimA、fimB、fimC、fimE、fimF、fimG、fimH、fimI、ecpB、ecpE、ecpR、mrkA、mrkB、mrkD、mrkF、yagZ/ecpA、fliY基因各1个,P20、P39 中仅检出 1 个 fliY 基因,P66未检出此类毒力基因。(2)铁吸收类毒力基因:在同一克隆株 P90、P91 中均检出 fepB、fepC、fepD、fepG、entA、entB、entS、iroE、ybtA、ybtX、sitB、sitC基因各1个,P90还检出1个ybtT基因,其同一流行克隆系 P66 检出 iucB、iroC基因各1个,P20、P39均未检出此类毒力基因。(3)分泌系统类毒力基因:P20、P39、P90、P91 中均检出ECS88-3547、pulB、pulD、pulH、pulI、pulJ、pulK、pulM、pulN、pulO、pulS基因各1个,P20、P90、P91均检出1个EC55989-3327基因,P20、P39、P91均检出pulC、pulG基因,P91检出1个EC55989-3335基因,P66未检出此类毒力基因。(4)调节类毒力基因:P20、P39、P90、P91中均检出fur、PMI0229基因各1个,P90、P91还各检出1个phoP基因,P66未检出此类毒力基因。(5)在P20、P39、P90、P91 中均检出1个内毒素类毒力基因(kdsA基因)和 1个侵入类毒力基因(Z1307基因)。NICU患者5株非多重耐药KP全基因组中,黏附类毒力基因表达的毒力因子包括Ⅰ型菌毛(fimA、fimB、fimC、fimE、fimF、fimG、fimH、fimI)、Ⅲ型菌毛(mrkA、mrkB、mrkD、mrkF)、大肠杆菌菌毛ECP(ecpB、ecpE、ecpR、yagZ/ecpA)、腹膜鞭毛A Ⅰ 139(fliY);铁吸收类毒力基因表达的毒力因子包括肠杆菌素(entA、entB、entS、fepB、fepC、fepD、fepG)、耶尔西菌素(ybtA、ybtT、ybtX)、气杆菌素(iucB)、沙门菌素(iroC、iroE)、铁/锰酶转运(sitB、sitC);分泌系统类毒力基因表达的毒力因子包括Ⅱ型分泌系统(T2SS)(pulB、pulC、pulD、pulG、pulH、pulI、pulJ、pulK、pulM、pulN、pulO、pulS)和Ⅵ型分泌系统(T6SS)(EC55989-3327、EC55989-3335、ECS88-3547);调节类毒力基因表达的毒力因子包括Fur(fur)、PhoPQ(phoP)、ABC转运蛋白通透酶(PMI0029);内毒素类毒力基因表达的毒力因子为LOS(kdsA);侵入类毒力基因表达的毒力因子为OmpA(Z1307)。
结论
NICU感染患者非多重耐药KP中携带着大量的致病毒力基因,主要为黏附类、铁吸收类、分泌系统类毒力基因,还有少量的调节类、内毒素类、侵入类毒力基因。黏附类和铁吸收类毒力基因以克隆方式进行传播,这也是以克隆传代的KP株具有产生更强致病毒力的遗传学基础。

编辑 | 李越娜


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