ICU免疫抑制患者体内ST15肺炎克雷伯菌在多黏菌素、头孢他啶-阿维巴坦及美罗培南抗生素压力下的耐药性进化研究

本研究针对ICU免疫抑制患者体内ST15型碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌（CRKP）的耐药进化问题，通过纵向临床分离株的抗菌药敏试验、全基因组测序和突变分析，揭示了多黏菌素异质性耐药向完全耐药的转变机制，并发现新型KPC-151变异体介导的头孢他啶-阿维巴坦（CZA）耐药性。该研究为临床动态监测耐药基因突变和优化抗生素方案提供了关键依据。

　　

在重症监护病房（ICU）中，碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌（CRKP）已成为威胁患者生命的“超级细菌”。尤其对于免疫抑制患者，多重抗生素压力会加速细菌耐药性进化，导致治疗失败。中国CRKP流行株以ST11型为主，但近年来ST15型CRKP在ICU暴发事件中频繁出现，其耐药机制复杂且动态变化。多黏菌素和头孢他啶-阿维巴坦（CZA）是中国临床对抗CRKP的主要武器，但耐药问题日益严峻——多黏菌素耐药常由染色体基因（如mgrB）突变引发，而CZA耐药则与KPC-2酶变异体相关。更棘手的是，细菌异质性耐药（heteroresistance）现象常被临床忽视，这些隐蔽的耐药亚群可能成为治疗失败的“定时炸弹”。

上海交通大学医学院附属瑞金医院的研究团队在《International Journal of Antimicrobial Agents》发表了一项突破性研究。他们追踪一名64岁免疫抑制患者115天的治疗过程，通过抗菌药敏测试、全基因组测序和酶动力学实验，首次报道了ST15型CRKP在同一患者体内对多黏菌素和CZA的协同进化机制。研究发现，该菌株在抗生素压力下经历了三个阶段进化：初始阶段即存在多黏菌素异质性耐药，经多黏菌素治疗后发展为完全耐药；随后出现的KPC-2变异体（包括新型KPC-151）导致CZA失效，但意外恢复了碳青霉烯敏感性；最终菌株通过IS26转座子介导的基因重组，实现耐药基因的快速传播。

关键技术包括：从患者痰液和直肠拭子分离18株CRKP，筛选10株代表菌株进行全基因组测序；通过克隆表达和酶动力学验证KPC-151功能；对比91株公共基因组分析进化特征。

细菌菌株特征
从患者分离的ST15型CRKP均携带bla_KPC-2，其耐药表型随治疗动态变化。

临床病程与耐药进化
多黏菌素治疗第14天检出mgrB突变株，证实异质性耐药是耐药进化的“跳板”；CZA治疗期间连续出现KPC-33、KPC-93和KPC-151三种变异体，其中KPC-151在Ω-loop区发生Y241-T243缺失突变，通过氢键网络改变削弱阿维巴坦结合力。

分子机制解析
所有KPC变异体均位于IS26转座子构建的“基因工厂”（IS26-ISKpn27-bla_KPC/变异体-ISKpn6-TnAs1-IS26），这种可移动元件为耐药基因突变提供温床。

该研究揭示了CRKP在免疫抑制宿主体内的“进化快车道”现象：异质性耐药作为耐药储备库、转座子加速基因变异传播、单氨基酸突变即可重塑抗生素敏感性。临床启示在于：对高危患者应动态监测耐药基因突变，CZA与碳青霉烯的交替使用可能延缓耐药；IS26转座子的高频重组提示需开发针对移动元件的抑制剂。研究团队Hongping Qu、Xiaoli Wang和Ruoming Tan强调，这是首次在单例患者中捕获CRKP对三类关键抗生素的完整进化轨迹，为精准抗感染策略提供了分子路线图。