中国耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌中KPC-71的出现或NDM存在联合blaSHV高表达导致头孢地尔低水平耐药

本研究揭示了耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌（CRKP）对新型铁载体头孢菌素头孢地尔（CFDC）的低水平耐药机制，发现KPC-2变异体KPC-71和NDM与blaSHV高表达协同作用显著降低CFDC敏感性，为临床耐药监测和精准用药提供了重要依据。

　　

引言

随着碳青霉烯酶在全球传播，耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌（CRKP）已成为重大公共卫生威胁。头孢地尔（CFDC）作为新型铁载体头孢菌素，通过细菌铁转运受体进入细胞发挥抗菌作用，但其在中国尚未获批使用。研究聚焦中国东部地区低水平CFDC耐药CRKP（MIC 4-8 mg/L）的分子机制，这类菌株可能因"沉默传播"导致治疗失败风险升高。

材料与方法

研究收集了2020-2024年江西某三甲医院的382株CRKP临床分离株，通过全基因组测序（WGS）、系统发育分析和酶动力学实验等方法，对29株低水平耐药菌株进行多维度解析。采用克隆表达、蛋白纯化和分子对接技术，重点探究KPC-71变异体的结构功能变化。

结果

临床与遗传特征：7.6%菌株呈现低水平CFDC耐药，ST11-KL64（75.9%）为优势克隆型。NDM携带率在耐药株中显著高于总体CRKP（27.6% vs 8.4%）。系统发育分析将菌株分为三簇：A/B簇为携带毒力质粒的ST11-KL64菌株，C簇以NDM生产者为主。

β-内酰胺酶的影响：酶抑制实验显示，阿维巴坦（AVI）使19株KPC-2单产菌MIC降低≥8倍，但对KPC-71或KPC+NDM共产株效果有限。RT-qPCR证实bla_SHV是唯一显著高表达的β-内酰胺酶基因，其中SHV-12使CFDC MIC升高8倍。

KPC-71的独特作用：发现KPC-2的Thr180_Ser181insSer变异体KPC-71，该变异通过扩大Ω-loop区域形成更大活性口袋。酶动力学显示KPC-71对CFDC的抑制常数（K_i）较KPC-2降低38倍，而对AVI的亲和力下降12倍。分子建模揭示该突变通过减少空间位阻，增强了对含大R2侧链抗生素的结合能力。

讨论

研究首次阐明KPC-71通过结构变异增强CFDC结合的分子机制，同时发现bla_SHV（尤其SHV-12）的高表达是低水平耐药的关键驱动因素。值得注意的是，ST11-KL64克隆同时携带毒力因子和耐药基因，可能加剧临床治疗难度。尽管二吡啶甲酸（DPA）对NDM介导的CFDC耐药逆转效果有限，但CFDC-AVI组合对非MBL生产者展现出良好协同效应。

结论

研究系统揭示了CRKP对CFDC的低水平耐药机制，强调KPC变异体监测和bla_SHV表达调控的重要性。KPC-71的结构解析为理解KPC家族进化提供了新视角，其介导的"双重耐药"（CFDC和CZA）现象值得临床警惕。这些发现为开发快速分子检测方法和优化联合用药策略奠定了理论基础。