《Journal of Infection and Public Health》：Genomic characterization and stability of mcr-carrying plasmids in Klebsiella pneumoniae from Taiwanese hospitals: identification of a distinct mcr-9-harboring plasmid in the high-risk ST11-KL47 clone
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背景：携带可移动黏菌素耐药（mcr）基因的黏菌素耐药肺炎克雷伯菌通过质粒传播威胁着最后治疗选择，并使医疗机构的感染控制复杂化。了解这些质粒的转移性和稳定性对于评估其长期持久性和医院传播潜力至关重要。本研究对来自台湾三级医院的黏菌素耐药肺炎克雷伯菌临床分离株中携
背景：携带可移动黏菌素耐药（mcr）基因的黏菌素耐药肺炎克雷伯菌通过质粒传播威胁着最后治疗选择，并使医疗机构的感染控制复杂化。了解这些质粒的转移性和稳定性对于评估其长期持久性和医院传播潜力至关重要。本研究对来自台湾三级医院的黏菌素耐药肺炎克雷伯菌临床分离株中携带mcr的质粒的遗传背景、转移性和稳定性进行了表征，评估了其对感染控制和基因组监测的意义。
方法：从两家医院收集的共105株黏菌素耐药分离株被筛选mcr-1至mcr-10。阳性分离株进行全基因组测序（WGS）以确定菌株背景和质粒结构。使用滤膜交配实验和14天无抗生素压力下的连续传代评估质粒接合转移和维持。
结果：五株分离株携带mcr基因：mcr-1.1（n=2）、mcr-8.2（n=2）和mcr-9.1（n=1）。三个mcr质粒易于转移，而一个mcr-1.1质粒和mcr-9.1质粒是非接合性的。大多数mcr质粒表现出高稳定性（14天后>70%保留），包括在高风险ST11-KL47克隆中鉴定到的一个独特的IncFIB/IncFII mcr-9质粒。相比之下，一个mcr-8质粒（pKC457-3-mcr），伴随~5 kb缺失，在大肠杆菌中高度不稳定（第2天保留<20%，第14天约1%）。
结论：研究人员报告了在台湾临床肺炎克雷伯菌ST11-KL47分离株中首次检测到mcr-9，并证明在这种情况下大多数mcr质粒即使转移性有限也是高度稳定的。这些发现强调了高风险克隆中黏菌素耐药持久储存库的风险，并突出了在医疗机构中进行持续基因组监测和针对性感染控制措施的必要性。
**论文解读：携带mcr质粒在台湾医院肺炎克雷伯菌中的基因组特征与稳定性**
**研究背景**
黏菌素（colistin）是治疗碳青霉烯耐药肠杆菌目（carbapenem-resistant Enterobacterales, CRE）感染的最后一类抗生素，但耐药性正日益增多。质粒介导的黏菌素耐药（mobilized colistin resistance, mcr）基因自2015年发现以来，推动了耐药性的水平传播。目前全球已鉴定出mcr-1至mcr-10共10种变体，其中mcr-9和mcr-1在环境及临床样本中最为丰富。在台湾，mcr-1最为常见，mcr-3和mcr-8偶有报道，但mcr-9尚未在台湾临床肺炎克雷伯菌（*Klebsiella pneumoniae*）分离株中报道。质粒的转移性与稳定性是决定其在医院内长期存留和传播的关键因素，然而针对多种mcr质粒类型的稳定性数据仍较缺乏。本研究旨在系统调查台湾两家三级医院黏菌素耐药肺炎克雷伯菌中携带mcr质粒的基因组特征、转移性与稳定性，为感染控制和基因组监测提供依据。论文发表在《Journal of Infection and Public Health》。
**主要技术方法**
研究人员从两家医院（林口长庚纪念医院3700床，2018–2022年；高雄长庚纪念医院2700床，2020–2022年）收集了105株黏菌素耐药肺炎克雷伯菌临床分离株（主要来自血液培养，92.4%），通过多重PCR（multiplex PCR）筛选mcr-1至mcr-10基因；对阳性菌株进行全基因组测序（whole-genome sequencing, WGS）以确定序列型（sequence type, ST）、荚膜型（KL）和质粒结构；采用滤膜交配实验（filter-mating assay）评估质粒接合转移能力；在无抗生素压力下进行14天连续传代实验评估质粒维持稳定性。
**研究结果**
**1. 多重PCR筛选mcr-1至mcr-10变体**
在105株黏菌素耐药分离株中，共鉴定出5株mcr阳性菌株：2株携带mcr-1（KP106和KP428），2株携带mcr-8（KP461和KC457），1株携带mcr-9（KP224）。所有菌株均来自血液培养，且对碳青霉烯类、头孢类、庆大霉素等呈现多重耐药，但对阿米卡星敏感。
**2. 携带mcr菌株的基因组特征**
通过WGS分析，mcr-1.1阳性菌株KP106和KP428属于ST29/KL54/OL2α.2；mcr-9.1阳性菌株KP224属于ST11/KL47/OL13；mcr-8.2阳性菌株KP461和KC457分别属于ST147/OL3γ和ST3393/OL5，其中KC457为KL123型，KP461的荚膜型未确定，可能为新类型。
**3. 携带mcr菌株的毒力与抗生素耐药基因**
毒性基因分析显示，KP224染色体携带耶尔森菌素（yersiniabactin, ybt9）合成基因；KC457质粒携带气杆菌素（aerobactin, iuc3; iucABCD-iutA）基因。其余菌株未检测到毒力因子。KP224还携带碳青霉烯酶基因*bla*
KPC-18（罕见变体，KPC-2 V8I替换），其余菌株虽对碳青霉烯类不敏感但未检测到碳青霉烯酶基因。所有菌株染色体均携带*bla*
SHV、*fosA*和*oqxAB*（除KP224缺少*oqxAB*外），KC457染色体还包含多个额外耐药基因簇，提示可能通过IS26复合转座子发生水平转移。
**4. 携带mcr-1质粒及其遗传环境比较分析**
鉴定到两个mcr-1.1质粒：pKP428-1-mcr（221,035 bp，IncHI2/IncHI2A型）和pKP106-3-mcr（33,309 bp，IncX4型）。pKP106-3-mcr与2015年台湾北部临床分离株中的pKP15450-MCR-1质粒序列一致，且缺乏预测的oriT但仍可接合转移。pKP428-1-mcr虽携带完整IV型分泌系统（T4SS）却非接合性，与来自中国猪源大肠杆菌和台湾南部肺炎克雷伯菌的相似质粒比较，其耐药基因区域存在差异。mcr-1基因周围通常为ISApl1–mcr-1–*pap2*结构，但pKP428-1-mcr和pKP106-3-mcr均缺失ISApl1，提示该转座子丢失可能使mcr-1在质粒骨架中固定，增强稳定性。
**5. 携带mcr-8质粒及其遗传环境比较分析**
鉴定到两个mcr-8.2质粒：pKP461-3-mcr（100,485 bp）和pKC457-3-mcr（96,669 bp），均属IncFII/IncFIA型，共享94%覆盖度下99.63%同源性。两者均无额外耐药基因。与台湾其他IncFII/IncFIA型mcr-8质粒比较，发现mcr-8周围存在保守核心结构：IS903B–[~5 kb区域编码若干假设蛋白]–amidoligase–*dgkA*–*baeS*–*copR*–ISEcl1–mcr-8.2–amidoligase–ISKpn26。pKC457-3-mcr缺失该~5 kb区域，并插入一个IS110样转座酶基因，暗示持续的结构重塑。
**6. 在产KPC的ST11-KL47肺炎克雷伯菌中鉴定mcr-9.1**
菌株KP224（ST11-KL47）携带mcr-9.1质粒pKP224-2-mcr（132,295 bp，IncFIB/IncFII型），这是台湾首次在肺炎克雷伯菌中报道mcr-9。该质粒与来自阴沟肠杆菌的CP091494.1质粒有76%覆盖度相似性，但缺少一个~30 kb的保守mcr-9模块（含砷抗性、镍钴外排及传感器激酶基因），该模块通常存在于IncHI2/IncHI2A型mcr-9质粒中。pKP224-2-mcr的核心mcr-9遗传背景（*rcnR*–*rcnA*–*pcoE*–*pcoS*–IS903B–mcr-9.1–*wbuC*–IS26）虽保守，但上游区域出现重复和插入，包括一个氨基糖苷类耐药基因*aph*(3’)-Ia，显示高度基因组可塑性。
**7. 接合转移实验**
以大肠杆菌J53为受体菌进行接合实验：KP106（mcr-1.1）、KP461（mcr-8.2）和KC457（mcr-8.2）成功转移mcr基因，转接合子黏菌素最低抑菌浓度（MIC）与供体相同；而KP428（mcr-1.1）和KP224（mcr-9.1）未获得转接合子。oriTfinder预测表明，pKP224-2-mcr缺少oriT、松弛酶、T4CP及T4SS等关键接合模块，但可能通过IS26介导的辅助质粒共整合而实现间接转移。
**8. 无选择条件下携带mcr质粒的稳定性**
在14天无抗生素传代中，大多数供体菌株（KP106、KP428、KP224、KP461）及其转接合子（J53-mcr1-106、J53-mcr8.2-461）的质粒保留率>70%。但KC457（mcr-8.2）及其转接合子J53-mcr8.2-457的质粒迅速丢失：第2天保留率<20%，第14天约1%。该不稳定质粒pKC457-3-mcr缺失了~5 kb区域，可能与其高分离不稳定相关，但需进一步功能验证。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究首次在台湾肺炎克雷伯菌中检出mcr-9，并强调mcr-1和mcr-8在台湾已持续传播，mcr-1质粒具有多种Inc类型且ISApl1丢失可稳定化mcr-1；mcr-8质粒的稳定性差异（pKC457-3-mcr不稳定）可能影响其流行病学潜力。ST11-KL47高风险克隆获得稳定的mcr-9质粒，构成医院内持久的黏菌素耐药储存库。尽管mcr-9质粒非接合性，但IS26可能介导其与接合性质粒共整合。研究局限性包括阳性菌株数较少、仅来自两家医院、未纳入无症状携带者等。结论：研究人员报告了在台湾临床肺炎克雷伯菌ST11-KL47分离株中首次检测到mcr-9，并证明在这些环境中大多数mcr质粒即使转移性有限也是高度稳定的。这些发现强调了高风险克隆中黏菌素耐药持久储存库的风险，并突出了在医疗机构中进行持续基因组监测和针对性感染控制措施的必要性。
