南亚与东南亚肺炎克雷伯菌基因组特征解析:毒力、耐药及传播机制研究

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:International Journal of Medical Microbiology 4.5

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  为解决肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)在亚洲地区毒力、耐药性及传播机制研究不足的问题,研究人员对南亚和东南亚463株菌株进行全基因组分析,揭示了ST147为优势序列型,blaNDM-1是主要碳青霉烯酶基因,并发现质粒复制子IncFII_1_pKP91与sul-5、blaCTX-M等耐药基因的共现关系。该研究为区域耐药防控提供了关键分子流行病学依据。

  

肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)作为"超级细菌"的代表,其多重耐药(MDR)和超强毒力特征正引发全球公共卫生危机。尤其在医疗资源不均衡的南亚和东南亚地区,碳青霉烯类耐药菌株的扩散使临床治疗陷入"无药可用"的困境。更棘手的是,这类病原体通过质粒和移动遗传元件(MGE)快速传播耐药基因,形成复杂的"耐药-毒力"协同进化网络。然而,现有研究多聚焦欧美地区,亚洲菌株的基因组特征和传播规律仍如雾里看花。

英国伦敦卫生与热带医学院(LSHTM)联合多国团队在《International Journal of Medical Microbiology》发表突破性研究。研究人员收集南亚(巴基斯坦、孟加拉国、印度)和东南亚(缅甸、菲律宾等)463株临床分离株,运用全基因组测序(WGS)、多位点序列分型(MLST)、质粒重构等前沿技术,绘制出迄今最全面的亚洲肺炎克雷伯菌基因组图谱。

K. pneumoniae特征分析
核心发现是ST147成为跨区域优势型(16.63%),越南ST15株系更呈现惊人占比(46.58%)。通过pan-genome分析揭示,东南亚菌株平均携带18个耐药基因,显著高于南亚菌株(15个),其中缅甸株系耐药基因负荷最高(21.7个)。

毒力基因分布
yersiniabactin铁载体基因检出率高达61.56%,而超强毒力标志物rmpA/rmpA2仅见于3.24%的菌株。值得注意的是,所有孟加拉国分离株仅携带yersiniabactin,暗示该国可能存在独特的病原进化路径。

耐药基因谱
碳青霉烯酶基因blaNDM-1以23.54%的检出率居首,东南亚菌株携带更丰富的耐药基因类别。引人关注的是,质粒复制子Col440I_1虽广泛存在(10-15.38%),却未与任何耐药基因共现,打破既往认知。

质粒与MGE关联
通过创新性PCA聚类发现,IncFII_1_pKP91质粒与sul-5、blaCTX-M等耐药基因存在强关联。主导性MGE元件ISSen9(检出率72.71%)与IncFIB(K)_1_Kpn3质粒形成稳定"基因快递"组合,可能是耐药扩散的关键载体。

传播动力学
基于10个SNP阈值的传输网络分析,揭示56个传播簇均严格遵循"同ST型+同地域"规律。但质粒谱聚类却打破地理界限,如包含印度、泰国株系的Cluster B,暗示质粒介导的跨区域基因流动。

这项研究首次系统阐明亚洲肺炎克雷伯菌的"三位一体"特征:ST147主导的克隆传播、blaNDM-1驱动的耐药危机、以及IncFII质粒助推的基因水平转移。发现ISSen9-MGE的新型传播模块,为阻断耐药基因扩散提供精准靶点。更值得警惕的是,质粒介导的跨国界传播证据,呼吁建立亚洲耐药联防联控机制。该成果不仅填补区域研究空白,其创新的"质粒-基因组"双轨分析法更为全球耐药防控提供范式转移。

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