产碳青霉烯酶肠杆菌目（CPE）全基因组测序研究的全球报告格局与地理集中度：2017—2026年6月系统性综述及描述性合成

《Microbiology Research》：Global Trends and Reporting Dynamics in Whole-Genome Sequencing Studies of Carbapenemase-Producing Enterobacterales: A Systematic Review with Descriptive Synthesis, 2017–June 2026

　　

世界卫生组织（WHO）将碳青霉烯类耐药肠杆菌目（CRE），包括产碳青霉烯酶肠杆菌目（CPE），列为关键优先病原体。本系统综述综合已发表的全球全基因组测序（WGS）研究，以刻画CPE基因组文献中的全球报告模式。检索MEDLINE/PubMed、Scopus、Web of Science核心合集和Embase四个数据库，纳入2017年1月1日至2026年6月发表的CPE WGS研究英文研究论文。碳青霉烯酶基因在统一家族水平和等位基因水平上以研究水平报告频率进行汇总；未对流行率进行合并。地理集中度采用基尼系数（Gini coefficient）量化，方法学质量采用JBI（Joanna Briggs Institute）清单评价。来自六个WHO区域22个国家和地区的58项研究符合纳入标准。在家族水平，报告频率最高的是KPC（67.2%）、NDM（62.1%）和OXA-48-like（39.7%）。IncX3和IncFII是报告最多的复制子（并列，42.0%）。证据在地理上呈集中分布（Gini 0.519，95%自助法置信区间[CI] 0.42–0.64；小样本校正后0.622，95% CI 0.50–0.77；西太平洋区域占可映射研究的51.9%，非洲区域占1.9%）。在本综述中，报告最频繁的决定因素是bla_KPC-2和NDM家族，而地理代表性明显不均。由于这些属于报告模式而非流行率，因此需要以GLASS（Global Antimicrobial Resistance and Use Surveillance System）为锚点的公平、标准化基因组监测。

1. 引言
抗菌药物耐药（AMR）是当代重大健康挑战之一；碳青霉烯类耐药肠杆菌目（CRE）中的产碳青霉烯酶肠杆菌目（CPE）被WHO列为关键优先病原体，其中碳青霉烯类耐药Klebsiella pneumoniae获得最高专家评分，碳青霉烯类耐药Escherichia coli亦被列入。CPE的临床威胁源于其产生的碳青霉烯酶，包括Ambler A类丝氨酸碳青霉烯酶（如KPC）、B类金属β-内酰胺酶（如NDM、VIM、IMP）和D类苯唑西林酶（OXA-48-like）。相关基因多位于接合性质粒、转座子和整合子等可移动遗传元件上，IncX3质粒是bla_NDM的重要全球载体，IncL/M质粒常携带bla_OXA-48。高风险克隆如K. pneumoniae ST258、ST11、ST307、ST147及E. coli ST131、ST410促进传播。表型监测难以精确追踪传播，全基因组测序（WGS）可解析核心基因组与附属耐药组，用于克隆演化、暴发动态、质粒水平转移及新型碳青霉烯酶等位基因遗传背景分析。现有系统综述多局限于表型/临床或单一物种、国家、洲或医院，缺乏对全球WGS文献中碳青霉烯酶基因家族与等位基因、序列型及质粒复制子研究水平报告的系统总结。本综述旨在系统综合CPE的WGS研究，识别报告最频繁的碳青霉烯酶基因和质粒复制子标签，描述序列型、表型、样本来源和物种字段的研究水平可获得性，并量化已发表WGS证据的地理集中度。

2. 材料与方法
2.1. 研究设计与报告：按照PRISMA 2020指南开展和报告，方案在PROSPERO前瞻性注册；仅使用已发表数据，无需伦理批准。
2.2. 纳入与排除标准：纳入WGS确认的CPE研究，或从更广泛肠杆菌目/碳青霉烯类耐药肠杆菌目中识别CPE，并提供获得性碳青霉烯酶基因、MLST或in silico MLST序列型、质粒复制子群或表型耐药类别中至少一项；每项研究至少5株WGS确认的CPE分离株；重叠队列仅保留最完整的非重叠数据集；纳入原始研究（观察性队列、暴发调查、横断面监测、纵向基因组研究），排除综述、社论、无全文会议摘要、少于5株CPE、仅表型检测、无WGS确认的常规PCR或微阵列研究；仅纳入2017年1月1日至2026年6月30日英文研究论文。58项纳入研究均报告耐药基因数据。
2.3. 信息源与检索策略：检索MEDLINE（PubMed）、Scopus、Web of Science核心合集和Embase；最终检索于2026年7月26日至8月19日进行；结合受控词表与自由词，覆盖CPE/CRE/碳青霉烯类耐药肠杆菌、bla_KPC、bla_NDM、bla_OXA-48、bla_VIM、bla_IMP、WGS与基因组流行病学、耐药质粒和序列型；限制英文期刊研究论文及2017—2026年。
2.4. 选择与数据提取：EndNote去重，两名评审独立筛选标题/摘要和全文，分歧讨论或第三评审解决；提取表在5项研究预试验；提取PMID、题目、年份、分离株来源国、One Health来源、主要物种字段、序列型、质粒复制子群、家族和等位基因水平耐药基因、WGS确认分离株总数、药敏方法及耐药基因身份/覆盖阈值报告情况。2250条记录去重752条，筛选1498条排除1208条，289篇全文评估排除231篇，最终58项研究纳入。
2.5. 数据协调：国家名称统一为WHO命名并映射至六个WHO区域；按报告分离株来源而非作者单位归属；多国或无可用国家数据者视为不可映射。样本来源按One Health框架分类。耐药基因在家族水平和等位基因水平协调分析；质粒复制子标签按报告保留，因分辨率混合未合并为单一方案。耐药基因、序列型和质粒复制子群多值字段拆分为标签，按研究水平存在/缺失记录用于频率和共同报告分析。序列型因无法可靠链接至物种特异性MLST方案，仅总结其数据可获得性，不合并、排序或解释为生物学谱系。
2.6. 缺失数据评估：采用20%缺失阈值总结分析变量完整性；不估计缺失值，缺失解释为报告完整性/选择性报告而非可校正抽样过程。
2.7. 统计分析：使用R 4.5.0及boot包分析；发表年份以中位数和四分位距（IQR）总结，分类变量以计数和百分比总结；区域比例采用精确二项（Clopper–Pearson）95%置信区间（CI）。可映射研究在六个WHO区域的集中度以Lorenz曲线衍生的Gini系数描述，并报告小样本校正值；以研究为重采样单位进行10,000次非参数自助法计算95% CI（随机种子20260101），采用百分位区间；4项多国不可映射研究不纳入自助法，并进行敏感性分析。耐药基因和质粒复制子标签按研究水平报告频率排序，基因分家族和等位基因水平总结；年度报告频率仅作描述，不解释为生物学发病率趋势；等位基因共同报告以报告各配对的研究数总结，不进行推断性关联检验。序列型仅总结提供数据的研究数。方法学质量由两名评审采用JBI患病率数据报告研究批判性评价清单独立评价，按预设规则将各条目评为是/否/不清楚，并以≥7个“是”为低偏倚风险、4—6个为中等、≤3个为高。

3. 结果
3.1. 研究特征：58项研究发表于2017—2026年（中位2024；IQR 2020—2025），34项（58.6%）发表于2024—2026年，2025年单年峰值15项；涵盖22个国家和地区及六个WHO区域，物种字段有12个不同值，最常见为K. pneumoniae（28项，48.3%）和E. coli（11项，19.0%），23项（39.3%）列出一种以上物种。One Health来源中，37项（63.8%）为人类临床分离株，9项（15.5%）为混合来源，7项（12.1%）为医院环境，2项（3.4%）为废水，2项（3.4%）为伴侣动物，1项（1.7%）为人类社区携带。58项研究报告分离株数之和为11,575，但因分母定义不同，不能视为确认CPE分离株计数。
3.2. 缺失数据评估：药敏试验方法缺失22.4%，超过20%阈值；质粒复制子群缺失13.8%、序列型缺失8.6%、单一国家来源缺失6.9%，低于阈值；耐药基因数据、等位基因标签、物种字段、分离株数和One Health来源完整。质粒复制子和药敏方法缺失机制无法从观察数据判断，未估计缺失值；该缺失反映报告完整性和研究水平选择性报告。
3.3. 已发表证据的地理代表性：58项研究中54项可归因于单一分离株来源国，4项为多国汇总分析并视为不可映射。可映射研究中，西太平洋区域（WPRO）占28项（51.9%；95%精确二项CI 37.8—65.7%），主要由中国23项驱动；欧洲区域（EURO）14项（25.9%；CI 15.0—39.7%），美洲区域（AMRO）4项（7.4%；CI 2.1—17.9%），东南亚区域（SEARO）4项（7.4%；CI 2.1—17.9%），东地中海区域（EMRO）3项（5.6%；CI 1.2—15.4%），非洲区域（AFRO）1项（1.9%；CI 0.0—9.9%）。六个WHO区域分布的Gini系数为0.519（95%自助法CI 0.42—0.64），小样本校正Gini为0.622（95% CI 0.50—0.77）；4项不可映射研究的敏感性分析Gini为0.540，极端假设下为0.448—0.540。四个代表性最低区域合计占可映射研究的22.2%（12/54）。中国23项（可映射研究的42.6%；全部研究的39.7%），非洲区域仅坦桑尼亚1项；2017—2026年6月期间撒哈拉以南非洲、南美洲和中亚大片地区无可映射研究。
3.4. 耐药基因报告模式：58项研究均报告耐药基因数据。家族水平报告最多者为KPC（39项，67.2%）、NDM（36项，62.1%）、OXA-48-like（23项，39.7%）、IMP（14项，24.1%）、VIM（5项，8.6%）。等位基因水平共报告42个不同等位基因、174次提及；报告最多者为bla_KPC-2（33项，56.9%）、bla_NDM-1（46.6%）、bla_NDM-5（31.0%）、bla_OXA-48（24.1%）、bla_OXA-181（17.2%）、bla_KPC-3（13.8%）。上述均为研究水平报告频率，不代表分离株、医院或国家中的流行率。年度报告频率仅作独立年度快照，不检验为生物学发病率趋势。等位基因共同报告以研究水平计数描述，不进行推断性检验，因未提及的基因不能假定为缺失。
3.5. 表型耐药与质粒复制子报告：药敏方法异质，33项（56.9%）采用CLSI标准，10项（17.2%）采用EUCAST，2项（3.4%）采用其他方法，13项（22.4%）未说明方法；仅9项（15.5%）报告抗菌药物耐药基因判定的身份/覆盖阈值。因表型类别和耐药基因判定受不同且常未说明的方法学惯例影响，表型和基因存在标签按报告保留，未合并为分离株水平分布或进行区域间推断比较。53项（91.4%）报告序列型数据，但因数值标签无法可靠链接至物种特异性MLST方案，未进行跨研究ST排序或谱系频率分析，仅呈现报告完整性。50项（86.2%）提供质粒复制子数据，共92个不同复制子标签；报告最多者为IncX3和IncFII（并列，各21项，42.0%）、IncFIB（17项，34.0%）、IncR（16项，32.0%）、IncN（13项，26.0%）、IncC（9项，18.0%）。复制子标签按报告提取且分辨率混合，计数应理解为不同分辨率下的报告频率而非复制子流行率层级。
3.6. 方法学质量（偏倚风险）：采用九条目JBI清单评价，总体低偏倚风险30项（51.7%）、中等28项（48.3%），无高偏倚风险研究；条目6（WGS确认条件及碳青霉烯酶判定）全部58项满足；条目7最弱，仅7项同时使用公认药敏标准（CLSI或EUCAST）并报告耐药基因身份/覆盖阈值。因本综述综合报告模式而非合并估计，质量评级用于描述证据基础，未用于加权任何定量结果。

4. 讨论
本综述未发现既往系统综述在同期全球WGS文献中专门总结碳青霉烯酶等位基因、序列型、质粒复制子和地理代表性的研究水平报告；本合成涵盖58项研究、22个国家和地区及六个WHO区域。由于原始研究分母异质，未得出单一全球流行率；主要发现是基因组报告格局：报告最多的决定因素为bla_KPC-2、bla_NDM-1、bla_NDM-5和bla_OXA-48；53项研究报告序列型但无法跨物种特异性MLST方案比较；IncX3和IncFII为报告最多的质粒复制子标签；已发表WGS证据地理集中（Gini=0.519），限制全球证据基础的代表性。药敏试验是最弱质量域：约四分之三研究报告CLSI或EUCAST标准（43/58，74.1%），但22.4%未说明方法，仅15.5%报告耐药基因判定身份/覆盖阈值；不同生物信息学流程（如CARD、ResFinder、PATRIC/BV-BRC等）采用不同数据库和默认阈值，未报告阈值时报告基因不能等同于确认的功能决定因素。等位基因报告格局与KPC和NDM作为国际传播成功家族、OXA-48-like在欧洲和东地中海维持大 reservoir 的监测综述一致；bla_NDM报告突出与其通过IncX3质粒传播相一致。序列型因MLST编号物种特异性且提取的数值标签无法可靠链接至相关物种或分型方案，未进行跨研究排序或谱系频率分析。地理集中Gini仅描述发表分布，不是测序能力、监测覆盖或AMR负担的度量，也未按人口、疾病负担或区域国家数校正；西太平洋占可映射研究51.9%，中国占42.6%，非洲区域仅1项（1.9%），美洲7.4%；不能将发表份额解读为区域流行病学负担比例，撒哈拉以南非洲和南亚在独立建模中被认为承受较重AMR负担，但本纳入文献代表性明显不足。发表活动增加，58.6%的研究发表于2024—2026年，可能部分反映WGS采用和发表活动增加，但因发表年份不等于分离株采集年份且2026年不完整，仅描述报告活动而非生物学发病率变化。局限性包括：缺失数据较多，质粒复制子群、基因阳性计数、序列型等存在缺失；未估计缺失值，因未报告决定因素不能假定缺失；原始研究分母和抽样框架异质，未合并流行率、未拟合固定或随机效应模型、未计算I2/τ2或进行meta回归；基因、序列型和质粒变量为研究水平报告存在/缺失，不能建立分离株水平克隆或质粒流行率；耐药基因判定流程异质且阈值常未报告，药敏标准常未说明；序列型标签无法链接至物种特异性方案；物种字段记录每项研究首个列值且非穷尽；证据集中于西太平洋及中国，地理集中估计基于54项可映射研究，敏感性分析未改变定性结论；检索按标题词排除食品和家畜相关记录，One Health食品和家畜类别为0项；部分数据库按发表年份限制并在筛选时删除2026年6月30日后记录；方法学质量基于报告元数据而非原始数据再分析；一项纳入研究仅获取摘要，全文确认待定。需优先在非洲、拉丁美洲及南亚/东南亚建设WGS能力，将标准化实时WGS嵌入GLASS和区域网络，协调表型报告和质粒分型方法，并常规开放存储基因组数据和元数据。

5. 结论
本系统综述纳入来自22个国家和地区、六个WHO区域的58项WGS研究，刻画产碳青霉烯酶肠杆菌目当前的基因组报告格局。报告最多的决定因素为bla_KPC-2和NDM家族（尤其bla_NDM-1和bla_NDM-5），报告最多的质粒复制子标签为IncX3和IncFII（分辨率混合）；序列型数据有报告但无法链接至物种特异性谱系。由于原始研究分母和抽样框架异质，未得出单一合并流行率；主要定量发现是已发表WGS证据基础的显著地理集中（Gini=0.519，95%自助法CI 0.42—0.64；非洲区域仅1项研究）。该结果描述研究发表地点，而非测序能力或监测活动的直接度量，但发表证据缺口可能反映基因组监测能力差异。以GLASS等框架为锚点、在代表性不足区域开展能力建设、统一药敏和基因判定标准并推动开放数据存储，将有助于更可靠地刻画CPE流行病学。