中国杭州ICU患者肠道定植ST164 blaNDM-1阳性鲍曼不动杆菌的基因组与表型特征及其传播机制研究

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:BMC Microbiology 4

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  为解决碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)在ICU中的传播难题,浙江大学医学院附属第一医院团队针对中国杭州地区ST164 blaNDM-1阳性菌株开展研究。通过全基因组测序(WGS)和表型分析,发现染色体携带保守结构ISAba14-aphA-ISAba125-blaNDM-1,揭示其克隆传播特征。该研究首次阐明肠道定植作为CRAB储源的重要性,为院内感染防控提供新依据,成果发表于《BMC Microbiology》。

  

碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)已成为全球医院感染的头号威胁,尤其在重症监护室(ICU)中,其高死亡率与治疗选择有限性令临床束手无策。世界卫生组织(WHO)2024年将CRAB列为亟需新型疗法的重点病原体。尽管blaNDM-1基因的传播已有报道,但绝大多数研究聚焦于临床感染样本,对肠道这一"隐形储源"的关注严重不足。更令人担忧的是,ST164型CRAB作为新兴高风险克隆,其传播机制与致病特性仍笼罩在迷雾中。

浙江大学医学院附属第一医院联合浙江中医药大学团队,从一例重症肺炎ICU患者的肠道定植样本中捕获两株ST164 blaNDM-1阳性菌株L4773hy和L4796hy。通过创新性地结合表型分析与基因组学技术,首次揭示了中国杭州地区CRAB的独特传播模式。这项发表于《BMC Microbiology》的研究,不仅破解了耐药基因的染色体整合之谜,更绘制出ST164克隆在中国的地域分布图谱。

研究团队采用三大关键技术:

  1. 全基因组测序(WGS)采用Illumina NovaSeq 6000与牛津纳米孔双平台测序,完成染色体和5个质粒组装
  2. 耐药基因分析通过ResFinder、PlasmidFinder等数据库定位blaNDM-1等6个耐药基因
  3. 致病性评估采用人血清抗性实验和大蜡螟(Galleria mellonella)感染模型

【物种确认与药敏特征】
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)鉴定两株菌均为鲍曼不动杆菌。药敏试验显示其对碳青霉烯类、头孢类和氟喹诺酮类广泛耐药,仅对替加环素和丁胺卡那敏感。多粘菌素B呈现中介活性,揭示典型多重耐药(MDR)特征。

【基因组特征解析】
WGS揭示两株菌染色体携带独特保守结构ISAba14-ISAba14-aphA-ISAba125-blaNDM-1-bleMBL。该结构与坦桑尼亚菌株DT01139C质粒片段高度相似,暗示blaNDM-1通过非典型Tn125转座机制整合入染色体。值得注意的是,下游trpF和dsbD基因的缺失提示该结构在整合过程中发生基因丢失突变。

【克隆传播图谱】
对全球353株ST164菌株的系统发育分析显示,中国菌株形成独立进化枝,其中218株(61.75%)携带blaNDM-1。单核苷酸多态性(SNP)矩阵证实杭州菌株与国内其他地区分离株差异≤8个SNP,呈现显著克隆传播特征。地理分布显示杭州集中了全国95.37%的ST164 blaNDM-1阳性菌株,凸显地域流行特性。

【致病性悖论】
血清抗性实验显示菌株能在人血清中存活180分钟,但大蜡螟模型未表现增强毒力。这种"高生存-低毒力"的组合提示:blaNDM-1阳性菌株可能通过逃逸免疫清除而非增强侵袭力来维持院内传播。

该研究首次阐明ST164 CRAB通过染色体整合blaNDM-1的分子机制,突破传统Tn125转座认知。发现杭州作为ST164流行中心的特殊地位,为精准防控指明地理靶点。更关键的是,证实肠道定植作为CRAB"蓄水池"的流行病学意义,提示ICU需加强粪便筛查。尽管毒力未增强,但菌株在免疫压力下的顽强生存力,解释了其在医院环境中的持续传播能力。

这项研究为CRAB防控带来三重启示:

  1. 需开发针对染色体整合blaNDM-1的检测方法
  2. 杭州地区ICU应实施主动监测和接触隔离
  3. 抗菌药物管理需关注肠道去定植策略
    这些发现不仅填补了非临床储源研究的空白,更为WHO遏制CRAB传播的全球战略提供了中国方案。
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