儿童腹泻与非腹泻配对人群中 ESBL 阳性肺炎克雷伯菌特征研究

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Gut Pathogens 4.4

编辑推荐:

  为探究 ESBL 阳性肺炎克雷伯菌特征差异,研究人员对腹泻与非腹泻儿童的菌株进行配对分析。通过药敏试验和全基因组测序,发现菌株均具头孢耐药性,存在 CRKP 和 hvKP,提示需加强儿童肠道定植菌及 ARG 监测。

  
腹泻是全球儿童主要健康威胁之一,每年夺走约 50 万五岁以下儿童的生命。在中国,社区获得性腹泻高发,不仅带来疾病负担,还可能增加儿童发育迟缓风险。细菌是腹泻的重要病原体,第三代头孢菌素常用于治疗肠杆菌科引发的严重腹泻,但抗生素滥用加速了耐药菌的出现。产超广谱 β- 内酰胺酶(ESBL)的肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)不仅对头孢菌素耐药,还可能对碳青霉烯类抗生素产生抗性,成为临床治疗的棘手问题。这类细菌在医院和社区广泛传播,尤其在免疫力较弱的儿童中易引发感染,甚至出现高毒力(hvKP)和碳青霉烯耐药(CRKP)的高危菌株,给公共卫生带来严峻挑战。然而,目前对于腹泻与非腹泻儿童携带的 ESBL 阳性肺炎克雷伯菌在耐药性、基因特征及遗传关系上的差异尚不完全明确,开展相关研究对防控儿童肠道细菌传播和耐药性扩散至关重要。

为解决上述问题,中国疾病预防控制中心传染病预防控制国家重点实验室联合山东大学公共卫生学院、复旦大学附属儿科医院的研究人员,开展了一项针对儿童腹泻与非腹泻人群中 ESBL 阳性肺炎克雷伯菌的配对研究。研究成果发表在《Gut Pathogens》。

研究主要采用了以下关键技术方法:

  1. 样本采集与菌株分离:从长江三角洲地区 323 名腹泻儿童和 393 名非腹泻儿童中采集 716 份粪便样本,通过 ESBL 选择性显色培养基培养和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)鉴定,筛选出 54 株腹泻组和 65 株非腹泻组 ESBL 阳性肺炎克雷伯菌,进一步按年龄、性别、地区等匹配得到 26 对共 52 株菌株。
  2. 药敏试验:采用肉汤微量稀释法和 Phoenix NMIC-413 AST 面板,对 25 种抗生素进行耐药性检测。
  3. 全基因组测序与分析:提取菌株 DNA 并测序,通过生物信息学方法分析抗生素耐药基因(ARGs)、毒力因子基因(VFGs)、质粒类型、序列类型(ST),构建最大似然系统发育树分析遗传关系。

研究结果


抗生素耐药特征:腹泻与非腹泻儿童菌株均呈严重耐药


所有菌株对头孢菌素耐药率达 100%,98.1% 携带 ESBL 编码基因,CTX-M 为最常见类型。腹泻组和非腹泻组均检出碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌(CRKP),非腹泻组对米诺环素耐药率(34.62%)显著高于腹泻组(11.5%)。两组多重耐药(MDR)菌株占比分别为 88.5% 和 78.8%,主要表现为头孢菌素 - 四环素 - 甲氧苄啶 - 磺胺甲恶唑耐药模式。

耐药基因分布:质粒介导为主,两组存在独特基因


共鉴定出 85 种 ARGs,ESBL 基因(如 blaCTX-M-14、blaCTX-M-15)广泛存在。腹泻组特有的基因包括 blaCTX-M-24、blaLEN及碳青霉烯耐药基因 blaIMP-4,非腹泻组则携带 blaTEM-LA、blaNDM-5等。耐药表型与基因型聚类高度一致,质粒携带的 ARGs 数量显著多于染色体,氨基糖苷类、四环素类等耐药基因主要位于质粒,而磷霉素耐药基因多在染色体。

毒力因子与质粒分析:腹泻组检出携带 iucA 的 hvKP


腹泻组中 3.8% 的菌株为高毒力肺炎克雷伯菌(hvKP),携带质粒 IncFIB 上的毒力基因 iucA,可合成铁载体促进细菌致病。非腹泻组也有 11.5% 的菌株携带耶尔森菌铁载体相关基因。质粒类型以 IncFIB(78.8%)为主,部分耐药基因(如 blaCTX-M-14)和毒力基因分别位于不同质粒,未发现两者共载于同一质粒。

遗传关系:ST15 克隆群为主,新发现高危 ST 型


菌株呈现 45 种序列类型(ST),克隆群 15(ST15、ST14)最为普遍。ST15 菌株与国内 CRKP 菌株聚类,可能存在遗传关联;新发现的 ST5670 CRKP 和 ST2108 hvKP 提示需关注社区获得性菌株的传播。部分配对菌株(如 ST585)无单核苷酸多态性(SNP)差异,提示可能存在流行病学关联。

研究结论与讨论


本研究首次系统对比了腹泻与非腹泻儿童携带的 ESBL 阳性肺炎克雷伯菌特征,发现两组均存在严重耐药性和基因传播风险,即使健康儿童也可能携带 CRKP 和 hvKP。ST15 克隆群作为高危菌株在社区的扩散、质粒介导的耐药基因传播(如 IncX3 质粒携带的 blaNDM-5)以及 hvKP 的出现,均凸显了加强儿童肠道定植菌监测的紧迫性。研究结果强调,需从 “同一健康”(One Health)视角出发,不仅关注腹泻患儿,更要重视健康儿童群体中耐药菌的隐形传播,通过强化耐药基因和病原菌监测、规范抗生素使用,遏制 ESBL 阳性肺炎克雷伯菌尤其是 CRKP 和 hvKP 的扩散,为儿童感染性疾病防控提供重要科学依据。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号