产生OXA-48和NDM-5的肺炎克雷伯菌ST383克隆在意大利中部的传播

《Journal of Antimicrobial Chemotherapy》：Diffusion of OXA-48- and NDM-5-producing Klebsiella pneumoniae ST383 clone in Central Italy

耐碳青霉烯类大肠杆菌ST383克隆在意大利多中心扩散并跨国传播，携带OXA-48和NDM-5基因的质粒具有高度整合能力。

　　

摘要

耐碳青霉烯类抗生素的肺炎克雷伯菌是全球最令人担忧的医院内病原体之一，因为碳青霉烯类抗生素通常被用作治疗多重耐药（MDR）革兰氏阴性菌感染的最后手段。碳青霉烯类抗生素的耐药性主要源于编码碳青霉烯酶的基因。在意大利，尽管KPC仍然是最常见的碳青霉烯酶，但其他碳青霉烯酶的检出率也在不断上升。¹ 2022年9月至2023年9月期间，安科纳“马尔凯大学医院”（Azienda Ospedaliero Universitaria delle Marche, AOUM）的临床微生物实验室分析了38株产生OXA-48和NDM酶的肺炎克雷伯菌（OXA-48-NDM-Kp）。这些菌株来自31名患者的不同临床样本（直肠拭子42.1%、尿液39.5%、支气管吸出物或支气管肺泡灌洗液10.5%、血液5.3%、伤口拭子2.6%）：其中36株来自AOUM的住院和门诊患者，另外2株分别来自杰西（Jesi）和奇维塔诺瓦（Civitanova）医院，这两家医院与AOUM地理位置相近（详见表S1，可在JAC在线平台的补充数据中获取）。对这些细菌进行了表型和基因型分析，以检测是否存在克隆扩散现象。所有菌株对所有测试的抗生素均具有耐药性，仅对头孢地科尔（cefiderocol）和多粘菌素（colistin）有部分耐药性（分别为73.6%和39.5%），而对阿兹特伦胺/阿维巴坦（aztreonam/avibactam）组合则无耐药性（见表S1）。选取了17株菌株（每月至少1株，具有不同的XbaI-PFGE脉冲型且来自不同患者）进行全基因组测序（WGS）：所有菌株都属于ST383菌株系列，wzi型为705，K型为K30，携带几乎相同的耐药基因，包括bla_OXA-48、bla_{NDM-5、blaCTX-M-15和blaSHV-1，以及针对其他抗生素（如氨基糖苷类、喹诺酮类和大环内酯类）的耐药决定因子（见表S2）。碳青霉烯酶基因位于保守的转座子上：blaOXA-48基因位于一个67 kb的IncL质粒上的Tn1999.2转座子上，在所有菌株中均一致；而blaNDM-5转座子（类似Tn125）则位于10株菌株的重组IncFIB(pNDM-MAR)/IncHI1B(pNDM-MAR)质粒（366 kb）上。其余7株菌株由于缺乏Tn125类似转座子，因此携带较短的IncFIB/IncHI1B质粒（见表S2）。cgSNP分析显示这些菌株之间存在密切的系统发育关系[cgSNP平均值10±5，中位数10（IQR 7–12）]，根据Schürch等人的标准（≤18个SNP），可以认为这可能是一次疫情暴发。² 尽管无法追踪这些克隆的起源和进化过程，但系统发育树表明存在多次克隆事件（见图1），并且在不同医院以及门诊和急诊患者中都发现了OXA-48-NDM-Kp菌株，说明其传播范围超出了AOUM的范围。值得注意的是，这是马尔凯地区首次发现OXA-48-NDM-Kp菌株，而此前已有报道显示该菌株自2019年起在意大利境内传播。实际上，布雷西亚的“Spedali Civili”医院也检测到了一株编码相同碳青霉烯酶的ST383肺炎克雷伯菌^{3，米兰也收集到了具有相同特征的2株肺炎克雷伯菌4。这些病例表明该克隆已在意大利多个地区扩散。最近，在2023年，卡拉布里亚地区的两家医院共发现了49株OXA-48-NDM-Kp菌株，但这些菌株均携带blaNDM-1等位基因，且质粒类型多样，没有ST383菌株（其中ST147是最常见的类型5）。在意大利境外，2018年伦敦的一家医院也发现了一株具有相同ST、质粒和碳青霉烯酶等位基因的菌株，尽管其blaNDM-5侧翼区域存在一些差异6。这一流行克隆的传播似乎还涉及欧洲以外的国家。2022年的一项关于肺炎克雷伯菌碳青霉烯类抗生素耐药性和高毒力的研究中，在卡塔尔也检测到了ST383 OXA-48-NDM-5-Kp菌株7。我们研究中检测到的质粒与卡塔尔的质粒具有高度一致性（99.96%）和覆盖率（100%），尽管卡塔尔的质粒存在部分缺失区域。2020年，埃及的一家医院也分离出了一株ST383肺炎克雷伯菌，虽然其复制子类型相同，但未检测到blaNDM或blaOXA-48基因8，这进一步说明了这些耐药基因的传播能力。所有这些报告都表明ST383克隆在意大利乃至全球范围内的传播能力极强。除了菌株间的微小差异和移动元件外，ST383 OXA-48-NDM-Kp在全球多家医院的出现也凸显了其显著的流行病学潜力，这很大程度上得益于国际旅行。值得注意的是，AOUM中36株OXA-48-NDM-Kp的发现发生在一次携带blaOXA-48基因的肺炎克雷伯菌疫情之后9。有趣的是，此次疫情由携带Tn1999.2转座子上blaOXA-48基因的ST395菌株引发。这进一步证明了blaOXA-48基因在不同高风险克隆间的传播能力及其在不同质粒中的整合能力10》。多种碳青霉烯酶基因向高风险菌株的传播，以及它们在各种移动元件中的重新排列和整合能力，使得碳青霉烯类抗生素的耐药性监测变得更加困难，但同时也对公共卫生至关重要。}}