肺炎克雷伯菌变种（Klebsiella variicola）与肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）的临床与分子特征：对临床管理与感染防控的启示

《Journal of Global Antimicrobial Resistance》：Clinical and Molecular Characteristics of Klebsiella variicola and Klebsiella pneumoniae: Implications for Management and Infection Control

　　

摘要

目的
系统阐明肺炎克雷伯菌变种（Klebsiella variicola，Kv）与肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae，Kp）的临床特征、耐药谱及毒力谱，为物种特异性管理策略提供依据。

方法
研究人员开展了一项回顾性1:4匹配病例-对照研究，纳入首都医科大学宣武医院2022年1月至2025年12月的32株Kv分离株与128株Kp分离株。菌株鉴定采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry，MALDI-TOF MS）及rpoB基因测序。采用标准统计学方法分析临床特征、抗菌药物敏感性、生物被膜形成能力、血清耐受性及遗传决定因素。

结果
在2,454株肺炎克雷伯菌复合群（K. pneumoniae complex）分离株中，Kv占1.3%。Kv显示出显著较低的耐药水平，尤其对碳青霉烯类（3.1% vs. 35.2%；经错误发现率（false discovery rate，FDR）校正后q < 0.001），且完全不携带blaKPC（0% vs. 30.5%）。两种菌对氨曲南-阿维巴坦（aztreonam-avibactam，AZA）均100%敏感；然而，1株Kv携带可转移的blaNDM。Kp表现出更高的经典毒力决定子携带率（如iutA+iucA，28.1% vs. 0%）及更强的血清耐受性。相反，90.6%的Kv缺乏上述基因，其中62.5%表现为高度血清敏感。尽管腹腔内来源Kv初始显示更强的生物被膜形成能力（75.0% vs. 12.5%），多变量回归分析表明，留置导管（adjusted odds ratio，aOR：6.84，P < 0.001）而非菌种本身，是驱动强生物被膜形成的独立因素。两组临床病死率差异无统计学意义。

结论
Kp总体上倾向于表现出更强的毒力与耐药特征，而Kv似乎主要作为一种与器械脆弱性相关的机会致病菌发挥作用。准确区分两者有助于实施个体化管理（如感染源控制），且AZA显示出作为有前景治疗选择的潜力。然而，这些单中心研究结果仍需在更大规模多中心队列中进一步验证。

该论文发表于《Journal of Global Antimicrobial Resistance》，聚焦肺炎克雷伯菌变种（Klebsiella variicola，Kv）与肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae，Kp）之间在临床流行病学、耐药性、毒力相关表型及分子特征上的系统差异。Kv属于肺炎克雷伯菌复合群（K. pneumoniae complex），与Kp在序列层面高度相似，传统生化方法极易将其误判为Kp。随着基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry，MALDI-TOF MS）、管家基因测序及全基因组测序等技术的发展，Kv作为新兴临床病原体逐渐受到关注。既往研究提示，Kv可导致血流、泌尿道和呼吸道等部位感染，并可在免疫功能受损人群中引发机会性感染；同时，产超广谱β-内酰胺酶（extended-spectrum β-lactamase，ESBL）及耐碳青霉烯Kv的出现，也提示其可能成为重要的耐药基因储存宿主。然而，关于Kv与Kp在临床表现、耐药谱、毒力因子组合、生物被膜形成和血清耐受性方面的系统性比较研究仍较少，限制了针对不同物种实施精准管理和感染控制。因此，研究人员围绕这一临床与微生物学空白，构建匹配病例-对照队列，力图明确两者差异并为物种特异性诊疗提供依据。

研究人员在宣武医院开展了回顾性1:4匹配病例-对照研究，从2022年至2025年真实感染病例中纳入32株Kv及128株按标本来源严格匹配的Kp。研究结论显示：Kv在研究队列中仅占全部K. pneumoniae complex感染分离株的1.3%，但其临床识别具有重要意义。与Kp相比，Kv总体耐药性更低，尤其对碳青霉烯类显著更敏感，且未检出blaKPC；与此同时，Kp携带更多经典高毒力相关决定子并表现出更强血清耐受性。虽然部分腹腔感染Kv在体外显示较强生物被膜形成能力，但进一步多变量分析指出，真正与强生物被膜形成独立相关的是留置器械暴露，而非物种身份本身。研究据此认为，Kp更符合“高毒力/高耐药”病原特征，而Kv更倾向于利用宿主脆弱性与器械相关环境机会致病。该结论对于优化感染源控制、器械管理、实验室精确鉴定以及抗感染治疗选择具有现实意义。此外，两种菌对氨曲南-阿维巴坦（AZA）均表现出100%体外敏感，提示其在治疗尤其是耐药菌感染中的潜在应用价值。

在技术方法上，研究主要采用以下策略：首先，基于单中心临床感染队列建立1:4回顾性匹配病例-对照研究，样本来源为宣武医院2022年1月至2025年12月非重复临床感染分离株；其次，应用MALDI-TOF MS联合rpoB测序进行物种鉴定，并用主谱（MSP）及主成分分析（principal component analysis，PCA）评估质谱差异；再次，通过药敏试验（AST）、96孔板结晶紫法检测生物被膜、血清杀菌实验（serum bactericidal assay，SBA）评估血清耐受性；同时，采用胶体金免疫层析法（CGIA）和聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）检测耐药/毒力基因，并对blaNDM阳性菌株进行质粒接合转移实验；最后使用FDR校正、多变量二元logistic回归等统计方法分析独立相关因素。

在研究结果部分，论文依次从多个小标题展开了Kv与Kp的比较。

3.1. Clinical Epidemiology and Patient Characteristics
研究人员在2022—2025年间共收集2,454株经MALDI-TOF MS与rpoB测序确认的Kp复合群临床感染分离株，其中Kv为32株，占1.3%。与未筛选Kp总体队列相比，Kv在呼吸道标本中的分离比例较低，而在腹腔内标本中的比例较高。进一步按标本类型进行严格1:4匹配后，Kv组与Kp组在年龄、性别、基础疾病、感染类型、炎症指标以及病死率方面均无显著差异，提示两组具有较好可比性。值得注意的是，Kv组在培养采样时合并留置尿管或胃管的比例更高，这一差异为后续解释其生物被膜表型提供了关键临床线索。住院时长在两组间亦未见显著差异。

3.2. Antimicrobial Resistance
药敏结果显示，Kv的整体耐药负担明显低于匹配Kp。最突出差异出现在碳青霉烯类：Kv对亚胺培南和厄他培南耐药率均仅为3.1%，而Kp为35.2%，经FDR校正后仍具有高度统计学意义。除碳青霉烯外，Kv对头孢他啶、头孢曲松、头孢吡肟、头孢呋辛、左氧氟沙星、哌拉西林-他唑巴坦以及复方磺胺甲^口恶唑的耐药率均显著低于Kp。阿米卡星、头孢西丁和替加环素两组差异不显著。更重要的是，AZA对两种菌株均表现出100%体外敏感性，构成该研究的重要治疗学发现之一。

3.3. Strain Identification and Homology Analysis
在菌种鉴定层面，MALDI-TOF MS共识别出44个两种菌共享峰，以及6个Kv特异峰和5个Kp特异峰，且这些特异峰在两物种之间呈严格互斥分布。Kv特异峰中5个为新发现峰，Kp特异峰中3个为新发现峰，总计8个新峰此前未被Bruker MSP商业数据库收录。Kv特异峰m/z 8218.53信号最强，被认为是稳定而有力的诊断标志。主成分分析树状图进一步将菌株清晰区分为两个主要群体，其中Kp形成两个亚簇，Kv聚为独立单簇。该部分结果表明，MALDI-TOF MS不仅可用于快速区分Kv与Kp，而且有潜力通过新增特异峰提升常规临床实验室对Kp复合群的物种级鉴定能力。

3.4. Biofilm and Serum Resistance
总体上，Kv与Kp的生物被膜形成能力分布差异无统计学意义。然而，在腹腔感染亚组中，Kv中强/中等生物被膜形成株比例高于Kp。作者同时强调，由于该亚组绝对样本量很小，此结果仅具探索性。进一步多变量logistic回归显示，菌种不是强/中等生物被膜形成的独立决定因素，而“任何留置导管存在”是显著独立危险因素，aOR为6.84。这提示强生物被膜表型更可能与器械表面提供的定植环境有关，而非Kv固有具备更强生物被膜能力。
血清杀菌实验则显示出更明确的物种差异。Kp具有更强血清耐受性，血清耐受株比例更高；Kv则以高度血清敏感为主，高度敏感比例达62.5%。这一表型差异与后续毒力基因分布结果相互印证，说明Kp在抵御宿主补体杀菌方面更具优势。

3.5. Resistance/Virulence Genes
耐药基因检测显示，Kv几乎不携带所检测的碳青霉烯酶基因，仅1株携带blaNDM，且未发现blaKPC。相比之下，Kp中blaKPC检出率高达30.5%，显著高于Kv；blaNDM在两者中的检出率均较低。总体上，至少携带一种检测耐药基因的Kp比例显著高于Kv。
毒力基因方面，Kp更常携带经典高毒力相关组合，包括rmpA、iutA、iucA、iroB和peg-344等。尤其是rmpA+iutA+iucA+iroB+peg-344及iutA+iucA组合，在Kp中显著富集，而Kv中均未见。Kv仅少数菌株携带完整高毒力相关组合，90.6%的Kv缺乏所有被检测毒力基因组合。该结果说明，研究队列中的Kv总体缺乏典型高毒力分子标志，更符合机会致病菌特征。

3.6. Plasmid Conjugation
在接合实验中，研究人员证实唯一blaNDM阳性Kv可将blaNDM转移至大肠埃希菌（Escherichia coli）J53，转移效率为2.3×10^?4 transconjugants/donor CFU。这一结果具有重要感染控制意义，表明尽管Kv总体耐药性较低，但其仍可能作为碳青霉烯酶基因的可传播储库，参与院内耐药基因的水平转移。

讨论部分围绕上述结果进行了归纳。首先，研究通过建立11个物种特异性MALDI-TOF MS峰，扩展了Kv与Kp的快速鉴定标志物体系，并指出更新商业数据库有助于克服临床上仅报告“肺炎克雷伯菌复合群”的局限。其次，关于生物被膜，作者强调物种表面差异在校正器械因素后不再显著，提示临床上应将器械暴露视为推动持续定植和生物被膜形成的核心因素。再次，Kp在血清耐受性和高毒力相关基因方面均强于Kv，说明其更具经典侵袭性；而Kv更多依赖宿主基础疾病、留置装置等易感条件完成感染建立。最后，耐药性分析表明Kv虽整体耐药负担较轻，但可携带并传播blaNDM，因此对Kv的物种级别识别和区域监测仍然必要。作者同时指出，研究受限于单中心、Kv样本量较小、部分亚组统计效能不足、未进行全基因组测序（WGS）和菌株分型等因素，相关发现尤其是腹腔感染生物被膜现象仍需更大规模多中心研究验证。

结论部分可译为：
本研究刻画了Kv与Kp之间关键的表型和遗传学差异：Kp携带更多经典毒力/耐药决定子，而Kv则作为一种常与宿主脆弱性（如留置器械）相关的机会致病菌发挥作用。重要的临床启示包括：在本队列中，两种菌对AZA均表现出100%的体外敏感性，提示其可能成为尤其针对耐药菌株的高效治疗选择；研究建立的快速、低成本MALDI-TOF MS方法有助于常规物种鉴定；同时，强生物被膜形成似乎与器械暴露密切相关，而非严格由菌种间固有差异决定，这凸显了严格器械管理的必要性。鉴于样本量有限，这些发现仍需在更大规模多中心队列中验证后，方可进一步用于指导更广泛的感染防控政策。