高耐药性肺炎克雷伯菌blaKPC基因体内进化导致头孢他啶-阿维巴坦耐药机制解析

推荐 为应对头孢他啶-阿维巴坦（CZA）耐药性在肺炎克雷伯菌（Kp）中的快速传播，研究人员通过分析一名肺移植患者体内分离的四株Kp菌株，发现新型blaKPC-102基因及blaKPC-33基因拷贝数增加是导致高耐药性的关键机制。研究揭示了CZA压力下blaKPC基因的体内进化多样性，为临床抗感染治疗提供了重要参考。

　　

论文解读
近年来，碳青霉烯类抗生素耐药性已成为全球公共卫生领域的重大威胁。特别是由肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae，Kp）产生的碳青霉烯酶（Klebsiella pneumoniae carbapenemase，KPC）导致的感染，因其高死亡率和沉重的经济负担而备受关注。在中国，Kp序列型11（ST11）是KPC传播的主要克隆株。头孢他啶-阿维巴坦（Ceftazidime-avibactam，CZA）作为一种新型的β-内酰胺/β-内酰胺酶抑制剂（BL/BLI）组合药物，自2015年被美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于治疗复杂腹腔感染、复杂性尿路感染、医院获得性肺炎（HAP）和呼吸机相关性肺炎（VAP）以来，显示出对多种耐药菌株的活性。然而，随着CZA的广泛使用，其耐药性问题也日益凸显。

本研究由中国研究人员开展，旨在探讨CZA耐药性在KPC-Kp菌株中的体内进化机制。研究对象是一名27岁的女性肺移植患者，该患者因急性髓系白血病、异基因造血干细胞移植、慢性移植物抗宿主病和闭塞性细支气管炎综合征，经历了多次术后感染。在CZA治疗期间，研究人员从患者的支气管肺泡灌洗液（BALF）样本中分离出11株Kp菌株，并选择了四株具有代表性的菌株进行深入研究：两株CZA敏感株（Kp36854携带bla_KPC-2，Kp37523无bla_KPC基因）和两株CZA耐药株（Kp38097携带新型bla_KPC-102基因，Kp38935携带双拷贝bla_KPC-33基因）。

通过基因测序和功能分析，研究人员发现bla_KPC-102基因在bla_KPC-2的基础上发生了D179Y和Y241D两个氨基酸替换，而bla_KPC-33仅携带D179Y替换。进一步实验表明，携带bla_KPC-102的菌株对CZA表现出极高的耐药性，其最小抑菌浓度（MIC）高达512 mg/L，而携带bla_KPC-33双拷贝的菌株MIC为32/4 mg/L。酶动力学分析显示，KPC-2对硝基西林和美罗培南的催化效率最高，而KPC-33对头孢他啶的催化效率更高。此外，KPC-2对阿维巴坦的敏感性最高，而KPC-δ33和KPC-102的敏感性较低。

研究结果表明，高水平的CZA耐药性分别由新型bla_KPC-102基因和bla_KPC-33基因的双拷贝介导。这些耐药机制在患者体内通过bla_KPC基因的突变和拷贝数增加而不断进化和多样化。研究强调了在CZA治疗期间对CZA耐药性进行持续监测的重要性，以指导临床治疗策略的调整。

这项研究不仅揭示了KPC-Kp菌株在CZA压力下的体内进化机制，还为理解bla_KPC基因的多样性和适应性提供了新的视角。研究结果对于优化抗感染治疗方案、开发新型抗菌药物以及制定公共卫生防控策略具有重要意义。

在研究方法上，研究人员采用了基因测序、克隆表达、酶动力学分析等技术手段，对四株Kp菌株的耐药机制进行了系统研究。样本来源于患者的BALF，确保了研究的临床相关性。

综上所述，本研究通过深入分析CZA耐药性在KPC-Kp菌株中的体内进化机制，揭示了bla_KPC基因的多样性和适应性，为临床抗感染治疗提供了重要参考。研究结果强调了在CZA治疗期间对耐药性进行持续监测的重要性，并为未来抗菌药物的研发和公共卫生防控策略的制定提供了科学依据。