《Journal of Infection and Public Health》：Emergence of Serotype 23
F among Levofloxacin-Resistant Invasive
Streptococcus pneumoniae in the Republic of Korea: Association with the Expansion of GPSC6
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摘要
背景：尽管血清型23F包含在当前肺炎链球菌结合疫苗（PCVs）中，但其近期对韩国左氧氟沙星耐药侵袭性肺炎链球菌出现的贡献仍不明确。尽管PCVs包含了血清型23F，但近期在韩国观察到左氧氟沙星耐药分离株丰度的增加。方法：研究人员分析了2015年至2024
摘要
背景：尽管血清型23F包含在当前肺炎链球菌结合疫苗（PCVs）中，但其近期对韩国左氧氟沙星耐药侵袭性肺炎链球菌出现的贡献仍不明确。尽管PCVs包含了血清型23F，但近期在韩国观察到左氧氟沙星耐药分离株丰度的增加。方法：研究人员分析了2015年至2024年通过韩国疾病控制与预防 agency（KDCA）运营的传染病监测系统收集的血清型23F分离株的时间趋势、抗菌药物耐药谱和基因组特征。研究人员进行了全基因组测序（WGS）以表征谱系分布、喹诺酮耐药决定区（QRDR）突变、抗菌药物耐药决定因子和青霉素结合蛋白（PBP）等位基因组合。结果：在1,885株侵袭性肺炎链球菌分离株中，90株对左氧氟沙星耐药。其中，29株为血清型23F，且68.9%（20/29）的血清型23F分离株对左氧氟沙星耐药。血清型23F在2020年之前不常检出，但2021年后其对左氧氟沙星耐药侵袭性分离株的贡献变得更加明显。WGS显示，GPSC6在2020年后首次被鉴定，并于2022年成为左氧氟沙星耐药血清型23F分离株中的优势谱系。GPSC6分离株表现出同时存在的gyrA和parC突变，并携带多种耐药基因，包括erm(B)、tet(M)、folA和folP，且含有未表征的PBP等位基因组合。结论：这些发现提示，韩国左氧氟沙星耐药血清型23F的近期增加与GPSC6的扩张相关，并强调了在疫苗型血清型内进行谱系水平基因组监测的价值。
**论文解读：韩国左氧氟沙星耐药侵袭性肺炎链球菌血清型23F的出现与GPSC6谱系扩张的关联**
**研究背景与问题**
肺炎链球菌结合疫苗（pneumococcal conjugate vaccines, PCVs）的广泛使用已显著降低了疫苗血清型所致的侵袭性疾病负担。然而，公共卫生挑战依然存在，包括疫苗覆盖血清型的持续存在、肺炎链球菌群体结构的改变以及抗菌药物耐药性的上升。在韩国，抗菌药物使用量仍然较大，因此持续监测对于发现和追踪耐药肺炎链球菌谱系的出现和传播至关重要。呼吸道氟喹诺酮类药物在特定临床环境中仍是成人社区获得性肺炎的主要治疗选择，而包括韩国在内的多个亚洲国家已报道肺炎链球菌对这类药物敏感性降低。氟喹诺酮耐药主要与gyrA、gyrB、parC和parE基因的喹诺酮耐药决定区（quinolone resistance-determining regions, QRDRs）突变相关，耐药克隆可能在抗生素选择性压力下扩张。血清型23F历来与多重耐药（multidrug-resistant, MDR）肺炎链球菌谱系相关，且被包含在当前使用的PCVs中。尽管疫苗覆盖，血清型23F在多个地区仍保持较高丰度，提示其持续的流行病学相关性。此前已有氟喹诺酮耐药血清型23F克隆的报道，表明该血清型可能以耐药谱系的形式重新出现。全基因组测序（whole-genome sequencing, WGS）结合全球肺炎链球菌序列簇（Global Pneumococcal Sequence Clusters, GPSCs）分类，为定义肺炎链球菌群体结构、识别高风险克隆以及将表型耐药与基因型决定因子关联提供了有用框架。然而，仅基于血清型的监测无法判断近期变化是反映更广泛的血清型再分布还是特定耐药谱系的扩张。针对左氧氟沙星耐药血清型23F的长期基于WGS的流行病学数据仍然有限。因此，研究人员利用韩国国家实验室监测系统于2015年至2024年收集的血清型23F分离株，分析了左氧氟沙星耐药的时间模式、QRDR突变的抗菌药物耐药谱以及GPSC分布，旨在确定近期左氧氟沙星耐药血清型23F丰度的增加是否与特定谱系的扩张相关。
**研究方法**
研究人员通过韩国疾病控制与预防 agency（KDCA）运营的传染病监测系统，于2015年至2024年期间共收集了1,885株侵袭性肺炎链球菌分离株，这些分离株来自侵袭性肺炎链球菌病患者，包括血液和脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）标本。采用棋盘法结合肺炎链球菌混合抗血清进行血清分型，并通过Quellung反应和多重PCR确认。依据临床和实验室标准协会（CLSI）指南，使用肉汤微量稀释法测定16种抗生素的最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration, MIC）。对全部29株血清型23F分离株进行全基因组测序，利用SPAdes进行从头组装，使用PathogenWatch预测耐药决定因子，通过PopPUNK和GPS数据库分配GPSC，采用pbptyper基于CDC方案进行青霉素结合蛋白（penicillin-binding protein, PBP）分型，并使用Snippy、FastTree等工具进行核心基因组单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）分析和系统发育树构建。
**研究结果**
**左氧氟沙星耐药肺炎链球菌的分布**：在1,885株侵袭性分离株中，90株（4.8%）对左氧氟沙星耐药，涵盖15种血清型。血清型11A最常见（30/90, 33.3%），而血清型23F是PCV13血清型中最常见的（20/90, 22.2%）。总体而言，90株耐药分离株中37株（41.1%）属于PCV13血清型。年度耐药率显示2021至2023年数值上高于早期年份，提示2020年后左氧氟沙星耐药有所增加。
**血清型23F分离株的左氧氟沙星耐药情况**：共回收29株血清型23F分离株，其中20株（68.9%）对左氧氟沙星耐药。患者年龄51至96岁，65.5%为70岁以上。左氧氟沙星耐药血清型23F在2020年前间歇检出，但2020年起持续检出。血清型23F占所有左氧氟沙星耐药分离株的22.2%，表明其在研究期间对耐药群体有显著贡献。
**表型抗菌药物敏感性测试**：所有29株血清型23F分离株均对大环内酯类（红霉素ERY、阿奇霉素AZM）和克林霉素（CLI）耐药。左氧氟沙星耐药分离株还表现出对头孢曲松（CRO）、头孢噻肟（CTX）、头孢吡肟（FEP）、四环素（TET）、青霉素（PEN）和阿莫西林/克拉维酸（AMC）的耐药。最常见的MDR表型为Pattern 1，见于11株分离株。
**基于WGS的血清型23F分子流行病学**：所有血清型23F分离株归属于三个GPSC：GPSC6（16株，55.2%）、GPSC14（7株，24.1%）和GPSC16（6株，20.7%）。2020年后左氧氟沙星耐药血清型23F的增加在时间上与GPSC6的检出和扩张一致。GPSC6在2020年前未被鉴定，2020年后出现，并于2022年占全部7株分离株。
**基因型耐药决定因子和谱系特异性耐药模式**：WGS分析显示所有血清型23F分离株携带erm(B)基因，与一致的大环内酯耐药表型相符。此外，18株携带tet(M)，1株携带mef(A)，3株携带cat(pC194)。与复方新诺明（SXT）耐药相关的决定因子也很常见：27株存在folA (I100L)取代，28株存在folP插入（氨基酸57-70），26株同时携带两者。20株左氧氟沙星耐药分离株中，13株同时携带gyrA S81F和parC S79F，2株仅携带parC S79Y，1株携带gyrA S81F、parC S79Y和parE D435N。共鉴定出8种PBP等位基因组合（pbp1a–pbp2b–pbp2x），最常见的是未分配等位基因组合（n=17），其次为15–12–18（n=4）和290–31–73（n=3）。所有16株GPSC6分离株对≥6类抗菌药物耐药，且全部包含左氧氟沙星耐药；15株携带gyrA S81F和parC S79F双突变，1株携带gyrA S81F、parC S79Y和parE D435N。GPSC6优势PBP谱型为未分配等位基因组合（n=15）。GPSC14分离株展示4种耐药模式，多为4至6类耐药，仅1株对左氧氟沙星耐药。GPSC16分离株更为异质，每株具有独特耐药模式，其中3株对左氧氟沙星耐药。与国外公开的血清型23F分离株相比，韩国左氧氟沙星耐药血清型23F分离株主要聚类在GPSC6，而非韩国分离株则分布于多个谱系背景。
**讨论与结论**
在后PCV时代，特定肺炎链球菌血清型的增加不一定仅反映血清型替代，也可能反映特定高风险谱系的扩张。本研究中，韩国左氧氟沙星耐药血清型23F的近期增加与MDR GPSC6的出现和扩张密切相关，该谱系在2020年前未检出，至2022年占所有左氧氟沙星耐药血清型23F分离株。相比之下，GPSC14和GPSC16显示更异质的耐药谱和较少的gyrA/parC QRDR改变。上述发现提示，韩国信号应被理解为血清型23F内的谱系特异性事件，而非广泛的血清型水平复苏。GPSC6以gyrA和parC同时突变、携带erm(B)、tet(M)、folA和folP等多种耐药决定因子以及未表征的PBP等位基因组合为特征，支持其MDR表型。这表明即使在疫苗覆盖的血清型内，近期流行病学变化可能反映特定谱系内耐药性的集中，而非简单的血清型替代。研究还发现，GPSC6分离株对≥6类抗菌药物耐药，限制了严重肺炎链球菌感染的治疗选择。研究人员强调，持续基因组监测和抗菌药物管理对于限制高风险MDR克隆的进一步传播至关重要。研究局限性包括：仅对血清型23F进行WGS，无法确定其他左氧氟沙星耐药血清型（如11A）是否也与GPSC6相关；样本量较小（n=29）可能限制统计效能和普遍性；缺乏个体疫苗接种史和临床数据，无法评估疫苗突破感染和个体风险因素的贡献。总之，韩国左氧氟沙星耐药血清型23F在MDR GPSC6内的集中支持在国家肺炎链球菌监测系统中纳入常规基于WGS的谱系追踪的价值。
