儿科肿瘤病房碳青霉烯耐药双重传播机制：blaNDM-5肠杆菌的质粒介导与克隆扩散动力学

《Infectious Diseases and Therapy》：Dual Transmission Dynamics of Carbapenem Resistance in Pediatric Oncology: Plasmid-Mediated and Clonal Spread of blaNDM-5 Enterobacterales

本研究针对免疫缺陷儿科肿瘤患者面临的碳青霉烯耐药肠杆菌(CRE)感染威胁，通过全基因组测序技术追踪189例血流感染菌株的传播路径。研究发现blaNDM-5是主要耐药基因，其通过物种特异性质粒（大肠杆菌IncFIA/IncFII和肺炎克雷伯菌IncFIB/IncHIB）进行水平转移，同时揭示克隆传播在肺炎克雷伯菌（62.5%）与质粒主导在大肠杆菌（17%）中的差异化传播模式，为高危医院环境的感染控制提供了基因组学层面的决策依据。

　　

在儿科肿瘤病房，免疫缺陷患儿正面临一场无声的战争——碳青霉烯耐药肠杆菌(Carbapenem-resistant Enterobacterales, CRE)感染。这些超级细菌对最强效的抗生素之一碳青霉烯类产生耐药性，导致患儿死亡率显著升高，甚至超过原发恶性肿瘤的致死风险。尤其在医疗资源紧张的地区，抗生素监管和耐药性监测体系薄弱，CRE感染更易演变成公共卫生危机。

位于埃及开罗的57357儿童癌症医院，每年收治大量需要长期住院的儿科肿瘤患者。漫长的化疗周期、免疫抑制状态以及频繁的抗生素暴露，共同创造了耐药菌滋生和传播的温床。尽管碳青霉烯类抗生素在社区中使用有限，但医院内却出现了令人费解的CRE感染暴发。这引发关键科学问题：耐药性究竟是通过细菌克隆的直接传播，还是通过质粒在不同菌株间“跳跃”扩散？回答这一问题对制定精准感染控制策略至关重要。

为此，Deena Jalal等研究人员在《Infectious Diseases and Therapy》发表论文，通过对189例CRE血流感染分离株（包括106株大肠杆菌、72株肺炎克雷伯菌及其他肠杆菌）进行全基因组测序，结合质粒进化和患者移动轨迹分析，揭示了碳青霉烯耐药在儿科肿瘤病房的双重传播机制。

研究团队主要运用全基因组测序技术，对2012年8月至2022年10月期间收集的菌株进行系统分析。通过多位点序列分型(Multilocus Sequence Typing, MLST)和核心基因组MLST(core genome MLST, cgMLST)追踪菌株亲缘关系，利用质粒重建工具plsMD解析质粒结构，并结合患者临床数据和病房移动记录进行传播链重构。抗菌药物敏感性试验(Antimicrobial Susceptibility Testing, AST)采用VITEK? 2系统及 Kirby-Bauer法，按美国临床和实验室标准协会(Clinical and Laboratory Standards Institute, CLSI)指南判读。

耐药基因分布与传播机制

研究发现bla_NDM-5是主导碳青霉烯耐药的关键基因，但其传播载体呈现物种特异性。在大肠杆菌中，该基因主要位于IncFIA/IncFII质粒上，常共携带mph(A)、tet(A)等其他耐药基因；而在肺炎克雷伯菌中则存在于IncFIB/IncHIB大质粒上，与armA（16S rRNA甲基转移酶）、qnrS1（喹诺酮耐药）等基因形成耐药模块。这种差异揭示了两者迥异的传播策略：肺炎克雷伯菌主要依靠克隆扩张（62.5%分离株呈簇状分布），而大肠杆菌更依赖质粒水平传播（仅17%显示克隆关联）。

菌株进化与临床结局

大肠杆菌以ST361（34%）、ST167（24.5%）为主要流行株，而肺炎克雷伯菌以ST11、ST383、ST147为主。值得注意的是，86%的大肠杆菌血流感染前存在肠道定植，支持内源性感染假说；而肺炎克雷伯菌仅33%有先期定植（p=4.2×10^-12），提示更依赖外源性传播。临床结局差异显著：肺炎克雷伯菌感染组死亡率达38.9%，远高于大肠杆菌组的6.6%（p=1.61×10^-7）。特别发现ST11肺炎克雷伯菌虽携带colistin耐药突变，但因缺失脂多糖合成基因导致毒力减弱，反而呈现较低死亡率。

院内传播网络

通过最小生成树(Minimum Spanning Tree, MST)分析患者病房轨迹，发现肺炎克雷伯菌集群存在明确时空重叠，尤其在ICU和普通病房形成多个传播焦点。而质粒系统发育分析则显示，相同的bla_NDM-5质粒出现在不同序列型的菌株中，甚至观察到一例大肠杆菌向肺炎克雷伯菌的潜在跨物种质粒转移事件（患者20的CRE098与CRE114分离株），尽管受体菌中质粒出现结构重排和基因丢失。

毒力特征与治疗挑战

在30株肺炎克雷伯菌中检测到质粒携带的rmpA（毒力调控基因），但均未表现高粘液表型，推测抗菌药物压力抑制了毒力表达。bla_NDM-5主导的耐药谱使得头孢他啶-阿维巴坦(ceftazidime-avibactam, CZA)失效，治疗依赖colistin等传统药物，但armA介导的氨基糖苷类耐药进一步限制了选择空间。

研究结论与意义

该研究首次在儿科肿瘤病房层面系统揭示了CRE的双重传播生态：肺炎克雷伯菌以“克隆扩散”为主，而大肠杆菌更倾向于“质粒漫游”。这种差异呼吁感染控制策略需从菌株监测升级至质粒水平追踪，尤其需关注非碳青霉烯类抗生素（如氟喹诺酮类、磺胺类）共选择压力对耐药质粒传播的驱动作用。研究成果为高危医疗机构的精准感控提供了分子流行病学模板，强调结合基因组学与病房流动数据可有效识别潜在传播链，最终改善免疫缺陷患儿的生存预后。