《Microbial Pathogenesis》:Molecular epidemiology of NDM-producing
Enterobacterales in Huai'an, China: Genomic diversity and evaluation of aztreonam-avibactam and cefiderocol
编辑推荐:
•本研究揭示了淮安市 NDM 产生肠杆菌目菌的流行情况,其中 NDM-5 为主导变体,并在大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌中各鉴定出一个新型序列型。•氨曲南 - 阿维巴坦组合对产 NDM 且对氨曲南耐药的肠杆菌科分离株显示出强效协同作用,有效抑制了细菌生长和生物膜形成。•大肠埃希菌对
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本研究揭示了淮安市 NDM 产生肠杆菌目菌的流行情况,其中 NDM-5 为主导变体,并在大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌中各鉴定出一个新型序列型。
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氨曲南 - 阿维巴坦组合对产 NDM 且对氨曲南耐药的肠杆菌科分离株显示出强效协同作用,有效抑制了细菌生长和生物膜形成。
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大肠埃希菌对头孢地尔敏感性降低与cirA和ftsI突变相关,提示 MBL-CRE 中存在多重耐药机制。
Introduction
随着抗生素的广泛使用以及细菌对环境压力的适应,抗菌药物耐药性带来的威胁日益严峻。根据中国抗菌药物耐药性监测网的数据,中国医院分离的主要革兰氏阴性病原菌是大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌和阴沟肠杆菌 [1]。碳青霉烯类药物以其广谱抗菌活性、强效杀菌作用及相对较低的副作用而在临床实践中得到广泛应用 [2]。然而,碳青霉烯耐药肠杆菌目菌 (CRE) 的出现引起了广泛关注。在碳青霉烯耐药革兰氏阴性菌中,碳青霉烯酶的产生代表了最重要的耐药机制。在肠杆菌目中,KPC 酶主要存在于碳青霉烯耐药K. pneumoniae中,而 NDM 酶主要与E. coli和E. cloacae的碳青霉烯耐药性相关 [3]。阿维巴坦的引入为治疗携带 KPC 的碳青霉烯耐药肠杆菌目菌提供了一种新的治疗选择。然而,阿维巴坦对 NDM 等金属β-内酰胺酶本质上无效,限制了其临床应用 [4]。此外,许多携带 KPC 的K. pneumoniae菌株现已获得了携带 NDM 的质粒,进一步加剧了抗菌药物耐药性的威胁 [5]。
金属β-内酰胺酶 NDM(新德里金属β-内酰胺酶)的催化活性严格依赖于活性位点的两个功能锌离子 (Zn2+) [6]。因此,其活性可被金属离子螯合剂 EDTA 抑制。此外,NDM 无法水解单环β-内酰胺类抗生素氨曲南 [7]。这些特征可作为快速筛选金属β-内酰胺酶指标。然而,在临床分离的产 NDM 菌株中,共产生其他超广谱β-内酰胺酶 (ESBLs) 和 AmpC 酶可能导致对氨曲南耐药 [8]。阿维巴坦对 ESBL 酶表现出强效抑制活性,氨曲南与阿维巴坦的组合已成为针对产 NDM 病原菌的重要治疗策略 [9]、[10]。此外,最近开发的铁载体头孢菌素头孢地尔对产生金属β-内酰胺酶的菌株显示出强效抗菌活性 [11]。尽管如此,先前的研究表明,金属β-内酰胺酶基因拷贝数增加以及与铁载体受体相关的基因突变均可导致对头孢地尔敏感性降低 [12]。
目前,关于本地区产生金属β-内酰胺酶的肠杆菌目菌知之甚少。因此,我们在本研究中收集了临床分离的产生金属β-内酰胺酶的肠杆菌目菌株,评估了其遗传特征,并检测了头孢地尔和氨曲南 - 阿维巴坦对这些病原菌的抗菌活性。为了支持当地感染控制工作并拓宽治疗选择,我们的发现提供了实验室基础。
Section snippets
菌株收集与鉴定
临床分离株来自江苏省盱眙县人民医院临床检验科。分离株使用 VITEK MS 自动基质辅助激光解描电离 - 飞行时间质谱系统 (bioMérieux, 法国) 进行鉴定。所有菌株均保存在含有甘油的 LB 肉汤中,温度为 -80 °C。
碳青霉烯耐药肠杆菌目菌的表型确证
碳青霉烯耐药肠杆菌目菌的表型确证是按照临床和推荐的方法进行的
临床分离株的一般特征
我们回顾性收集了 2024 年 4 月至 2026 年 2 月期间来自江苏省盱眙县人民医院(中国淮安)临床检验科的细菌分离株。筛选后,共获得 12 株非重复碳青霉烯耐药肠杆菌目分离株。其中,7 株鉴定为E. coli,3 株为K. pneumoniae,2 株为E. hormaechei(补充图 1)。碳青霉烯酶产生的初步筛查显示,所有 12 株分离株均产生
讨论
在本研究中,识别了来自盱眙县的产生金属β-内酰胺酶的碳青霉烯耐药分离株,最常见的金属β-内酰胺酶类型为 NDM,且 NDM-5 为主导变体(表 3)。这一发现与中国其他地区先前的研究结果一致,这些研究表明 NDM 携带是E. coli碳青霉烯耐药的主要耐药机制 [24]、[25]。值得注意的是,NDM-5 通过 IncX
结论
总之,这项针对本地区产生金属β-内酰胺酶的肠杆菌目菌的流行病学调查揭示了地区耐药特征,并突出了携带 NDM 的耐药谱系多样化的遗传背景。氨曲南和阿维巴坦组合显示出良好的临床应用潜力。此外,头孢地尔耐药可能涉及多种因素,包括 NDM 产生和染色体突变。
CRediT 作者贡献声明
Jun Xie:指导,项目管理,调查,构思。Guocai Li:写作 - 审校与编辑,指导,资源,项目管理,资金获取。Haifeng Yang:写作 - 原稿,资源,调查,构思。Jingchen Hao:写作 - 原稿,可视化,方法学,数据整理。Ping Chen:写作 - 审校与编辑,写作 - 原稿,资源,方法学,调查,数据整理,构思。Jian
数据可用性声明
本研究产生的基因组序列已存入 GenBank 数据库,可通过 BioProject 登录号 PRJNA1451734 访问。
伦理声明
本研究获得了盱眙县人民医院医学伦理委员会的批准 (批准号:LLKSSC2024-11)。
资助
本工作获得了国家自然科学基金 (82373637, 82073611)、中国江苏省自然科学基金 (BK20231241, BK20250893)、无锡卫生健康委员会科学基金 (M202424) 和江苏省卫生健康委员会科学基金 (ZQ2024025) 的资助。
Ping Chen|Haifeng Yang|Jingchen Hao|Guangyu Bao|Huachun Jiang|Jian Hu|Chengfeng Gao|Jun Xie|Guocai Li