携带blaKPC-2的IncP-2型大质粒在碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌ST1076中的基因组特征与传播机制研究

本研究针对碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌(CRPA)临床治疗难题，通过全基因组测序(WGS)和接合转移实验，首次揭示了ST1076型菌株携带blaKPC-2的394-kb IncP-2大质粒(pL4884-KPC)的转移能力与遗传结构，为CRPA耐药传播机制提供新见解，对院内感染防控具有重要警示意义。

　　

在抗生素耐药性日益严峻的全球公共卫生危机中，碳青霉烯类抗生素作为治疗多重耐药革兰阴性菌感染的"最后防线"正面临挑战。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)这种机会性病原体，因其卓越的基因组可塑性和耐药基因获取能力，已成为医院感染的主要威胁。尤其令人担忧的是，世界卫生组织(WHO)将碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌(CRPA)列为重点防控的高危病原体。传统上，CRPA主要通过bla_VIM、bla_IMP等金属β-内酰胺酶基因介导耐药，而源自肠杆菌科的KPC型碳青霉烯酶在铜绿假单胞菌中的出现，则可能引发更广泛的耐药性传播危机。

浙江大学医学院附属邵逸夫医院的研究团队在《Journal of Geriatric Oncology》发表的最新研究中，从一名84岁男性患者的肠道定植菌中分离出ST1076型CRPA菌株L4884。通过系统的基因组学和功能研究，首次揭示了该菌株携带的bla_KPC-2基因位于一个可转移的394-kb IncP-2大质粒上，并解析了其独特的遗传环境(IS₆₁₀₀-IS_Kpn27-bla_KPC-2-IS_Kpn6-klcA)。这项发现不仅拓展了我们对CRPA耐药机制的认识，更为临床监测和防控策略提供了重要分子靶点。

研究人员采用多组学技术开展系统研究：通过MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)进行菌种鉴定，PCR筛查耐药基因；运用Illumina和Nanopore双平台测序完成全基因组组装；结合S1-PFGE(脉冲场凝胶电泳)和Southern blotting定位耐药基因；在27℃条件下成功实现质粒接合转移实验；采用生物信息学工具分析质粒结构和进化关系。

3.1 菌株分离与耐药谱特征
从无症状患者的肠道样本中分离的L4884菌株表现出惊人的广谱耐药性：对包括美罗培南、亚胺培南在内的所有β-内酰胺类抗生素耐药，同时对喹诺酮类、氨基糖苷类、四环素类(包括替加环素MIC>8 mg/L)等多种药物耐药，仅对多粘菌素敏感。这种"近乎全耐药"的表型突显了ST1076菌株的临床威胁。

3.2 基因组特征解析
全基因组测序显示L4884具有3.38 Mb染色体和394-kb质粒pL4884-KPC。染色体携带bla_PAO和bla_OXA-395基因，而bla_KPC-2位于质粒上。值得注意的是，质粒缺乏完整的接合转移系统(oriT、relaxase等)，却能在27℃下实现跨菌种转移，暗示存在非常规转移机制。

3.3 质粒结构与进化
比较基因组分析揭示pL4884-KPC与已知IncP-2质粒(pOZ176、pHS204)具有>94%的序列相似性，但携带独特的bla_KPC-2基因环境。遗传背景分析显示bla_KPC-2被IS₆家族转座酶IS₆₁₀₀等移动元件包围，这种结构不同于经典的Tn₄₄₀₁转座子，可能代表新的耐药基因捕获机制。

讨论部分深入剖析了这项研究的科学价值与临床意义。pL4884-KPC质粒的温度依赖性转移特性提示环境温度可能影响耐药基因传播效率，这对医院环境监测提出新要求。质粒虽缺乏完整接合元件却仍具转移能力，可能涉及IS₆₁₀₀介导的非常规重组机制。研究还首次报道了ST1076型CRPA对替加环素的耐药现象，推测与染色体编码的MexCD-OprJ外排泵过表达有关，这为理解铜绿假单胞菌对新型抗生素的适应性进化提供了线索。

这项研究的重要发现在于：一方面揭示了bla_KPC-2在铜绿假单胞菌中通过大质粒传播的新模式，另一方面证实了肠道作为耐药菌储库的潜在风险。研究者特别强调，虽然WHO在2024年将CRPA从"紧急优先"调整为"高度优先"病原体，但其传播能力和临床影响仍不容忽视。该成果为开发针对IncP-2质粒的干预策略提供了分子靶点，对完善医院感染防控体系具有指导意义。未来研究需重点关注bla_KPC-2在革兰阴性菌中的水平转移机制，以及环境因素(如温度)对质粒传播效率的影响规律。