产碳青霉烯酶肠杆菌的临床影响与传播：一项基于基因组的中国研究

《Microbiology Spectrum》：The clinical impact and dissemination of carbapenemase-producing Enterobacter: a genome-based study in China

Carbapenemase-producing Enterobacter (CPEn) causes severe healthcare-associated infections with high mortality (32.9%). ST171 Enterobacter xiangfangensis encoding NDM-1/5 is the predominant strain in China, showing intra- and inter-hospital transmission.基因组测序 and phylogenomic analysis revealed widespread distribution and complex transmission dynamics.分隔符

　　### 一种重要的病原体：产碳青霉烯酶肠杆菌（CPEn）的临床影响与传播

近年来，随着抗生素的广泛使用，耐药性细菌的出现成为全球公共卫生领域面临的一个重大挑战。其中，产碳青霉烯酶肠杆菌（Carbapenemase-producing *Enterobacter*，简称CPEn）因其对多种抗生素产生耐药性，尤其是对碳青霉烯类抗生素的耐药性，被认为是一种具有严重临床影响的病原体。这类细菌主要感染住院患者，且在医院环境中具有较强的传播能力，对患者的预后产生重大影响。因此，深入了解CPEn的感染谱、对患者预后的影响以及其在医院内的传播模式，对于制定有效的感染控制策略至关重要。

CPEn的临床感染表现多样，最常见的感染类型包括血流感染、肺炎和尿路感染。研究表明，超过三分之二的CPEn感染病例来自医院，这表明其与医疗环境密切相关。对于这些感染病例，医院内死亡率高达32.9%，这一数据表明CPEn感染的严重性。相比之下，虽然一些研究提到肠杆菌属的感染死亡率较低，但CPEn由于其对多种抗生素的耐药性，使得治疗难度大大增加，进而导致更高的死亡风险。这种高死亡率可能是由于感染的严重程度、患者的免疫状态、感染部位以及临床治疗措施的多样性所决定的。

此外，CPEn不仅在医院内造成感染，还可能在患者体内无症状地定植。例如，有部分细菌从患者的呼吸道样本中分离出来，但并未导致明显的临床症状。这种定植现象可能与医院环境中的耐药菌株传播有关，也提示了感染控制需要关注的不仅是直接感染的病例，还包括可能成为传播源头的无症状携带者。

为了更全面地了解CPEn的传播情况，研究人员对来自中国所有公开可用的肠杆菌属基因组进行了分析。通过基因组测序和系统进化分析，他们发现中国境内共有562例CPEn分离株，其中以ST171型的*E. xiangfangensis*最为常见。这种ST171型肠杆菌在不同地区和医院之间广泛传播，甚至在不同地区之间也存在跨区域传播的现象。这表明CPEn的传播不仅局限于单一医院，还可能通过患者转运、医护人员操作或医院环境中的污染源传播到其他医疗机构或区域。

研究还发现，ST171型肠杆菌的传播与医院内的环境因素密切相关。例如，有研究人员在医院的水槽中检测到了CPEn的分离株，这提示了医院环境可能成为CPEn传播的重要媒介。此外，通过基因组测序和比对分析，研究人员发现ST171型肠杆菌在医院内部存在多个传播簇，其中某些传播簇可能与患者之间的交叉感染或同一病房内患者的共用床铺有关。这表明，医院内部的环境清洁和消毒措施对于控制CPEn的传播至关重要。

研究还指出，ST171型肠杆菌的传播模式可能与其携带的耐药基因有关。例如，该型肠杆菌主要携带NDM类碳青霉烯酶，而NDM类酶通常由质粒介导，具有较高的可转移性。这种基因的传播可能与医院内部的感染控制措施不足有关，也可能与医院内某些特定区域的环境污染有关。因此，医院需要加强环境清洁，特别是在病房、水槽等可能成为细菌传播源头的区域，同时对感染高风险患者进行严格的监测和隔离。

研究还发现，ST171型肠杆菌的传播可能与患者转运有关。例如，有病例显示，某些感染病例的传播可能源于其他医院的患者被转移到本医院，从而带来了耐药菌株。这种跨医院传播的现象提示了医院间合作的重要性，特别是在面对耐药性细菌时，需要建立统一的感染控制标准和信息共享机制。

总的来说，CPEn作为一种耐药性细菌，其感染谱广泛，且在医院环境中具有较强的传播能力。通过基因组测序和系统进化分析，研究人员揭示了CPEn的复杂传播模式，包括医院内部的传播和跨医院、跨地区的传播。这些发现为制定有效的感染控制策略提供了重要依据，同时也提示了未来需要进一步研究的方向，包括加强医院环境的清洁、优化患者转运流程以及提高医护人员的感染控制意识。

### 具体研究方法与数据分析

为了深入分析CPEn的传播模式，研究人员采用了一种混合研究方法，结合了临床数据和基因组测序技术。他们首先收集了2016年至2022年间西华医院的128例CPEn临床分离株，并对其进行了基因组测序。随后，他们对所有在中国大陆公开可用的肠杆菌属基因组进行了分析，发现了562例CPEn分离株，其中ST171型的*E. xiangfangensis*占据了大多数。通过对这些分离株的系统进化分析，研究人员确定了其传播模式，包括医院内部的传播、跨病房的传播以及跨医院的传播。

在基因组测序过程中，研究人员使用了多种技术，包括FastANI用于物种鉴定、mlst用于序列型（ST）的确定以及AMRFinder用于抗微生物耐药基因的识别。这些技术的结合使得研究人员能够准确地识别出CPEn的类型及其携带的耐药基因。此外，研究人员还使用了SNP（单核苷酸多态性）分析和系统进化树构建技术，以确定不同分离株之间的遗传关系及其传播路径。

在分析CPEn的传播时，研究人员采用了一种基于SNP的最简进化树算法，以确定不同分离株之间的传播关系。他们发现，ST171型肠杆菌在医院内部存在多个传播簇，其中某些传播簇可能与患者之间的直接接触或病房内的环境传播有关。此外，研究人员还发现，某些CPEn分离株可能与医院环境中的污染源有关，例如水槽、病房的共用床铺等。

研究还发现，ST171型肠杆菌的传播速度较快，其年均SNP替代率约为3.31个，这表明该型肠杆菌具有较强的适应性和传播能力。此外，研究人员还发现，某些ST171型肠杆菌分离株可能携带多种耐药基因，例如NDM-1、NDM-5以及IMP-4等，这些基因的组合使得该型肠杆菌在医院环境中具有更强的生存能力和传播能力。

通过对这些数据的分析，研究人员发现，CPEn的传播模式不仅局限于医院内部，还可能通过患者转运、医护人员操作或环境污染传播到其他医疗机构。例如，有研究发现，某些ST171型肠杆菌分离株可能在不同医院之间传播，甚至在不同地区之间传播。这提示了医院之间需要加强合作，共同应对耐药性细菌的传播问题。

此外，研究还发现，CPEn的传播可能与医院内部的某些特定区域有关。例如，有研究人员在医院的水槽中检测到了CPEn的分离株，这表明医院环境可能成为耐药性细菌传播的重要媒介。因此，医院需要加强环境清洁，特别是在容易被污染的区域，如水槽、病房等，以减少耐药性细菌的传播风险。

总之，通过对CPEn的临床数据和基因组测序的分析，研究人员揭示了该病原体的传播模式及其对患者预后的影响。这些发现不仅有助于理解CPEn的传播机制，也为制定有效的感染控制策略提供了重要依据。未来的研究需要进一步关注医院环境的清洁、患者转运的管理以及抗微生物耐药基因的传播途径，以更好地应对这一全球性公共卫生问题。