2024年2月8日发(作者:)
中国感染控制杂志2021年5月第20卷第5期 ChinJInfectControlVol20No5Ma021y2473:/犇犗犐10.12138.犻狊狊狀.1671-9638.20217799犼·综述·高毒力肺炎克雷伯菌毒力和耐药机制研究进展蒋玉婷,张 珂,刘唐娟,黄莹莹,温中薇,孔晋亮,陈一强(广西医科大学第一附属医院呼吸与危重症医学科,广西南宁 5)30021[摘 要]高毒力肺炎克雷伯菌()感染率逐年增加,已引起全球的关注。h0世纪80年代中期以来,hvKvK 自2pp较普通型肺炎克雷伯菌()更具致病性,在健康人群中即可引发侵袭性感染,不仅病死率高(,而且常cK3%~31%)p伴随严重的后遗症,如眼盲或神经系统疾病。更令人担忧的是,近年来对第三代头孢菌素、碳青霉烯类抗生素和粘给临床治疗和管理工作带来巨大挑战。因此,了解h菌素耐药的hvKvKp菌株相继出现,p毒力及耐药机制尤为重要,此文就其最新研究进展进行综述。[关 键 词] 高毒力;肺炎克雷伯菌;毒力因子;耐药机制+[中图分类号]181.32 R犚犲狊犲犪狉犮犺狆狉狅狉犲狊狊狅狀狏犻狉狌犾犲狀犮犲犪狀犱犱狉狌犲狊犻狊狋犪狀犮犲犿犲犮犺犪狀犻狊犿狅犳犺犲狉狏犻犵犵狉狔狆狉狌犾犲狀狋犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲犑犐犃犖犌犢狌狋犻狀犲,犔犐犝犜犪狀狌犪狀,犎犝犃犖犌犢犻狀犻狀犺狅狀狑犲犻,犵,犣犎犃犖犌犓犵犼犵狔犵,犠犈犖犣犵犓犗犖犌犑犻狀犾犻犪狀犆犎犈犖犢犻犻犪狀犇犲犪狉狋犿犲狀狋狅犲狊犻狉犪狋狅狉狀犱犆狉犻狋犻犮犪犾犆犪狉犲犕犲犱犻犮犻狀犲,犵,狇犵(狆犳犚狆狔犪犜犺犲犉犻狉狊狋犃犻犾犻犪狋犲犱犎狅狊犻狋犪犾狅狌犪狀狓犻犕犲犱犻犮犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋犖犪狀狀犻狀30021,犆犺犻狀犪)犳犳狆犳犌犵狔,犵5[],)犃犫狊狋狉犪犮狋incethemid1980sincidenceofhervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲(hvKhasincreasedyearb Syppy,w),hichhasattractedglobalattention.hvKsmorepathoenicthanclassic犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲(cKitearpigpy,,notonlithhihmortalit3%-31%)butalsooftenaccomacanleadtoinvasiveinfectioninhealtheoleywgy(pypp,,,niedberiousseuelaesuchasblindnessorneuroloicaldiseases.Whatismoreworrinisthatinrecentearsysqgygy,theemerenceofhvKtrainsresistanttothethirdgenerationcehalosorinscarbaenemantibioticsandcolistingpsppp,understandinirulenceanddruhasbrouhtgreatchallenetoclinicaltreatmentandmanaement.Thereforegvgggg,resistancemechanismofhvKisparticularlimortantaerreviewsthelatestresearchproressofhvK.thisppyppgp[];;犓犲狅狉犱狊ervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲;virulencefactordruesistancemechanism hypgr狔狑尤其在 肺炎克雷伯菌是常见的革兰阴性杆菌,免疫力低下患者中,是最常见的机会性致病菌之一。根据毒力特点可将肺炎克雷伯菌分为普通型肺炎克)和高毒雷伯菌(classic犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲,cKp力肺炎克雷伯菌(hervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌yp)。chvKK犿狅狀犻犪犲,pp通常在免疫力低下患者中致病,引起医院获得性感染。而hvKp通常在健康人群中引起社区获得性感染,糖尿病和消化系统疾病1]患者更易感染[,且常伴随多部位侵袭性感染,如化脑膜炎、眼内炎、骨髓炎、脾脓肿和坏死脓性肝脓肿、性筋膜炎等,较cKp更具毒性,因此被称为[]23hvKp。起初,人们以高黏液黏度表型定义,但越来越多研究发现,并不是所有hhvKvKpp菌][45]株都具有高黏液黏度表型[。Zhang等建议hvKp应由关键毒力基因型而不是高黏液黏度表型进行定义,并认为仅通过检测高黏液黏度表型的拉丝试验定义h特vKp可能会使研究结果产生偏颇,[]别是在小样本量的研究中。Harada等6也指出拉[收稿日期]020-07-16 2[基金项目]);广西壮族自治区卫生健康委员会自筹经费科研项目()81760743Z20190940 国家自然科学基金([作者简介],女(汉族),广西壮族自治区贺州市人,硕士研究生,主要从事呼吸系统感染性疾病的研究和治疗。1994-) 蒋玉婷(通信作者]:[mailchen0708@163.com 陈一强 Eyq
474中国感染控制杂志2021年5月第20卷第5期 ChinJInfectControlVol20No5Ma021y2丝试验性能较差,准确率仅为9而狉0%,犿狆A、以及铁狉犿2、344、犻狉狅B和犻狌犮A等毒力基因,犲狆A狆犵载体定量测定≥3/准确率>9可作为0μmL,5%,g人们准确区分hvKKp与cp的生物标志物。因此,如采用狉逐渐结合关键毒力基因型定义hvK犿p,狆A和犻狌犮A基因阳性,狉犿犻狌犮A和犻狉狅B基因阳性,狆A、高黏液黏度表型、/高黏狉犿1K2,狆A基因阳性和K液黏度表型、/尤狉犿狉犿2和犿犪狆A狆A犵A基因阳性([]710其适用于K等组合定义h。1ST23hvKvKp)p[]2124。然而近几年,新的h20.3%)vKp菌株—耐药其表现出高毒力和难治愈hvKp开始在临床出现,性再度引起人们关注。一份来自温州某医院的14]显示,该院重症报告[2017年3月—2018年1月,导致病死率监护病房耐碳青霉烯类hvKp暴发,/)。类似的报道也曾在中国杭州以及伊朗100%(8812,25]。h等地出现[vKvKp和耐药hp正在威胁着人类健康,必须加强对hvKp的认知及管控。2 hvKp相关毒力因子但至今还未有h仍需继续探vKp定义的国际共识,索hvKp的最佳定义标准,以期能尽早发现hvKp菌株,便于临床预防和治疗。另外,hvKp菌株可获得单种或多种耐药基因,如碳青霉烯酶基因、广谱β内酰胺酶基因、粘菌素抗性相关基因、磺酰胺抗性基因(狊狌犾1、狊狌犾2和狊狌犾3)及甲氧苄啶抗性基因(犱犳狉A1和犱犳狉A12)等,表明部分hvKp菌株已经进化成既有高毒力表型又有耐药表型的“超级细菌”[1112]。高毒力和耐药共存的肺炎克雷伯菌近期已增加了约0%[13],并在多地医院引起感染暴发,导致极高病死率[12,14]。hvKp耐药株已经出现并越来越多,可能导致严重甚至无法治疗的感染,对公众健康造成极大威胁,因此本文对hvKp菌株的毒力因子和耐药机制研究进展进行综述。 hvKp流行病学1986年Liu等[15]首次提及hvKp,发现7例来自中国台湾的肺炎克雷伯菌化脓性肝脓肿患者均合并眼内炎,且同时合并心内膜炎、脑膜炎、肺炎或肾炎之一,此是一种不同于cKp的侵袭性感染。随后,在韩国、越南及中国出现许多相似报道[16]。中国台湾研究[17]显示,肺炎克雷伯菌分离株中,hvKp菌株占54.3%(150/276)。韩国37.4%(155/414)的肺炎克雷伯菌具有高黏液黏度表型[18]。中国大陆研究[19]显示,230株肺炎克雷伯菌分离株中7.8%为hvKp,且hvKp的检出率在不同城市之间存在差异,武汉高达73.9%,而浙江仅8.3%。肺炎克雷伯菌引起的社区获得性肝脓肿占所有化脓性肝脓肿病例的80%,而引起化脓性肝脓肿的病原体中0.9%是hvKp菌株[20]。hvKp成为了亚洲化脓性肝脓肿最常见的原因,并开始在全球播散。21世纪以来,法国、日本、伊朗、美国、埃及、西班牙、英国、加拿大、澳大利亚、印度和新加坡等国家也逐渐出现vKp相关报道,但检出率并不高(3.2%~较cKp菌株而言,hvKp菌株对中性粒细胞和补体介导的吞噬作用以及中性粒细胞胞外杀菌作用具有更强的抵抗力[26]。体外试验[24]也表明,hvKp菌株具有更强的生存能力,且在各种感染模式中表现出更强的毒力。在hvKp菌株中,存在多种与其高毒力相关的因子,主要包括荚膜多糖、序列类型、毒力质粒、整合性接合元件(integrativeconjugativeelements,ICEs)、铁载体等。2.1 荚膜多糖 荚膜多糖由直链或支链低聚糖组成,其包裹在肺炎克雷伯菌周围形成一个保护屏障,使肺炎克雷伯菌能在劣势环境(如干燥环境、宿主免疫吞噬、抗菌药物攻击等)中生存。hvKp菌株的荚膜多糖受黏液表型调节基因狉犿狆A/狉犿狆A2、狉犿狆C和犿犪犵A(wzyk1)的正调控[10,27]。根据K抗原血清学检测,荚膜多糖至少可分为78种类型[28],K1、K2、K5、K20、K54和K57是hvKp菌株最普遍的血清型。其中K1血清型与ST23密切相关,常引起化脓性肝脓肿,在亚洲占主导地位。而K2血清型在遗传上呈多样化,在美国和欧洲更常见,K2血清型的ST65hvKp菌株与各种侵袭性感染相关[3,29]。值得注意的是,K1、K2、K5和K57型荚膜多糖缺乏巨噬细胞凝集素受体识别的甘露糖或鼠李糖,能逃避凝集素吞噬和巨噬细胞杀伤,为hvKp存活和繁殖创造了良好环境[26]。荚膜多糖的厚度决定了其对肺炎克雷伯菌的保护程度[30],而hvKp菌株常伴随较cKp更丰富的荚膜多糖,因此,hvKp菌株更能抵抗各种体液防御(如补体杀伤、人β防御素)和抗微生物肽(如中性粒细胞蛋白1和乳铁蛋白),有助于其在宿主体内播散并产生耐药性[31]。2.2 序列类型 多位点序列分型(multilocussequencetyping,MLST)是一种基于核酸序列测定的细菌分型方法,可将细菌分为不同的序列类型(sequencetype,ST),并确定不同序列类型间的关系以5139h
中国感染控制杂志2021年5月第20卷第5期 ChinJInfectControlVol20No5Ma021y2475及与疾病的联系。经ML大多数ST分析发现,其核心基因组变异hvKp菌株都是经克隆扩增的,有限且毒力基因高度保守,克隆群CG23与hvKp29]菌株的高毒力表型密切相关[。在亚洲流行的毒力质粒中,形成既含有毒力相关基因又含有耐药[37]相关基因的新质粒。DonvKg等从临床hp菌株(),同时含毒中分离出的杂交质粒pKP70-2240kb力基因狉犿2以及碳青霉烯酶基因犫犾犪KPC2和狆A[38]通过WG甲氧苄啶抗性基因犱狉A。HuanSg等犳hvK37%~64%的分离株为克隆群p菌株中,包括SCG23,T23、ST26、ST57和ST163。ST23是并与KhvK1血清型和p菌株中最普遍的序列类型,3]肝脓肿密切相关[;而ST65、ST66、ST86、ST373、在TVGHCRE225菌株中也检测出一个杂交毒力,该质粒第一区域与p质粒p2044和pVirKLVPK质粒有99%的同源性,含毒力基因狉犿狆A和第二区域则与p狉犿2;1NDM抗性质粒高PMK狆A同时具有高毒力、耐药度相似。这些hvKp耐药株,其中ST374、ST375、ST380和ST434与K2相关,]32又以S和S更常见[。据不T65(42%)T86(46%)完全统计,2015—2017年中国鉴定的47株耐碳青霉烯类的hvKp分离株,其序列类型分布为ST11(26株)、ST65(7株)、ST23(5株)、ST1797(3株)、T268(2株)以及ST25、ST595、ST692和ST1700(各1株)[29,33],表明我国耐碳青霉烯类的hvKp菌株以ST11为主。中国耐碳青霉烯类cKp以ST11常见,hvKp多见于ST23[34],提示ST23hvKp菌株和ST11cKp耐药株间存在相互作用,即ST23vKp和ST11耐碳青霉烯类cKp间已出现毒力和耐药相关遗传物质的交换。.3 毒力质粒 与cKp相比,hvKp的一个明显特征是存在毒力质粒。该质粒通常包含多个毒力编码基因,并可在菌株间转移,是hvKp菌株呈现高毒力的重要原因。最早被鉴定的两个毒力质粒是K2044(224152bp)和pLVPK(219385bp),两个毒力质粒高度相似,都是IncHI1/IncFIB质粒,含黏液表型调节基因狉犿狆A/狉犿狆A2、气杆菌素编码基因狌犮和沙门菌素编码基因犻狉狅[10,24];但不含质粒接合转移基因,因此,不具有自主接合转移功能,可能与过去很长一段时间内,肺炎克雷伯菌中高毒力和耐药表型不相重叠的现象有关[35]。随着研究的深入,越来越多的毒力质粒相继被鉴定出来,甚至发现了与耐药基因共存的毒力质粒。如Gu等[12]指出,类LVPK毒力质粒pVirCRHvKp4(178154bp,含犿狆A2、犻狌犮ABCD、犻狌狋A,缺狉犿狆A、犻狉狅BCDN)可转移到耐碳青霉烯类cKp菌株中,实现与耐药质粒KPCCRHvKP4共存,并形成耐碳青霉烯类vKp菌株;该耐药与毒力结合的hvKp菌株在当地医院引起感染暴发,并导致病死率100%。同样地,将pLVPK毒力质粒的100kb片段整合到接合性ncFIB质粒中,形成p15WZ82vir毒力质粒,可与耐碳青霉烯类cKp接合,并表达出高毒力和呈现耐药表型[36]。此外,人们还发现新的共存形式的毒力质粒—杂交毒力质粒,此类质粒将耐药基因重组到性以及移动性,可在医院或社区引起严重感染[39]。而杂交毒力质粒将耐药和毒力基因融合在同一质粒中,其在菌株间转移所带来的威胁更大。2.4 ICEs ICEs是细菌中可自主移动的元件,通常存在于细菌染色体上,自身即可完成转移的相关编码,并携带多种功能基因,是毒力和耐药播散的重要介质。肺炎克雷伯菌中的ICEs可依据其右端携带的不同犮犪狉犵狅基因簇分为14种类型(ICEKp1~ICEKp14),各ICEs间有以下共性:(1)左端有一个整合酶基因犻狀狋;(2)有编码耶尔森菌素的29kb位点;(3)有编码狓犻狊激活酶、virBIV型分泌系统、oriT转移起点和mobBC蛋白的14kb序列[40]。hvKp菌株中以ICEKp1和ICEKp10常见。ICEKp1在hvKp菌株NTUHK2044中被首次发现,其5’区域有一个高致病性岛(highpathogenicityisland,HPI),编码耶尔森菌素、沙门菌素和黏液表型调节因子狉犿狆A,3’区域含接合转移基因[41]。ICEKp10编码耶尔森菌素和基因毒素colibactin,但缺少狉犿狆A和犻狉狅基因[42]。ICEs普遍存在于肺炎克雷伯菌中,尤其是hvKp菌株。近90%的CG23菌株和近75%的hvKp菌株均含ICEs[10]。Lam等[40]对肺炎克雷伯菌中ICEs的流行、进化和迁移性进行研究,发现ICEs主要通过基因水平转移在肺炎克雷伯菌种群(包括多重耐药肺炎克雷伯菌)中动态循环,极大地促进肺炎克雷伯菌间的遗传物质交流。Farzand等[43]发现,ICEKp2虽与铜绿假单胞菌PAPI高度同源,广泛分布于铜绿假单胞菌中,但在肺炎克雷伯菌中也有少量分布,当ICEKp2和ICEKp1存在于同一肺炎克雷伯菌中,ICEKp2的4型偶联蛋白促进ICEKp1在肺炎克雷伯菌间转移,此为ICEs促进毒力和耐药性播散提供了新的作用途径。另外,最近一项研究[44]显示,ICEKp的缺失可使肺炎克雷伯菌铁载体分泌减少,抗菌药物抗性降低,并指出此与ICEkp编码的耶尔森菌素Sh2p犻p狉phI
476中国感染控制杂志2021年5月第20卷第5期 ChinJInfectControlVol20No5Ma021y2ABC转运蛋白相关。而铁载体可2.5 铁载体 铁是细菌生长所必需的,在低铁环境中(如人类宿主)以极高的铁亲和力为细10]促进细菌生长和繁殖[。h菌提供铁,vKKp比cp是c是一种具有多效性的转录调节AMP受体蛋白,可负调控荚膜多糖生物合成,其突变体能产生因子,但会降低肺炎克雷伯菌NTUH更高的CPS水平,50]生长速率和毒力[。因此,2044生物膜形成能力、产生更多的铁载体,且铁载体活性提高了6~[]肠杆菌素、耶尔10倍1。hvKp能产生4种铁载体:沙门菌素和气杆菌素。肠杆菌素普遍存在森菌素、cAMP受体蛋白是否具有同时调控其他毒力因子的功能,以及对hvKp毒力的具体调控作用仍待明确。[1]最后是h研vKWu等5p菌株形成生物膜的能力,于肺炎克雷伯菌中,但由于其能被宿主载脂蛋白2灭活,在感染中几乎不发挥作用。耶尔森菌素也广但在h泛存在于肺炎克雷伯菌,vKp中更常见,究发现,hvKP比cKp产生更多的生物膜。但也有52]研究[提出,hvKKp与cp生物膜形成能力无差且生物膜形成能力对h异,vKp毒力无明显影响。研究[24]表明,耶尔森菌素与侵袭性感染(菌血症、肝脓肿等)风险增加显著相关。编码耶尔森菌素的犫狋基因存在于FIBK质粒上。FIBK质粒在肺炎克雷伯菌中非常普遍且高度稳定,并且许多FIBK质粒已获得AMR转座子,使得AMR与毒力基因的聚合几乎不存在障碍,可极大地促进hvKp菌株的耐药性[40]。编码沙门菌素和气杆菌素的基因存在于毒力质粒上,因此沙门菌素和气杆菌素是vKp特有的。其中,气杆菌素占铁载体总量的0%~90%,对hvKp生长和存活至关重要,可协助vKp从肠道转移到各种组织并在这些组织中繁殖,从而引起严重感染[1,24]。气杆菌素由iucABCD操纵子编码,其同源受体由犻狌狋A基因编码。沙门菌素在hvKp感染中的具体作用还未明确,有研究[45]指出沙门菌素似乎与微球菌素E492一起促进vKp菌株在宿主中定植。.6 其他 hvKp菌株的高毒力表型受多种毒力因子的共同作用,除了上述毒力因子外,还有其他可能发挥作用的毒力因子。一是peg344,其位于vKp菌株hvKp1的毒力质粒上,可增加hvKp1的毒力,并在hvKp菌株中广泛流行[46],用peg344环介导的等温扩增技术可快速分辨hvKp和cKp[47]。二是尿囊素,其在肺炎克雷伯菌中既是氮源又是碳源。研究[48]表明,尿囊素在K1hvKp菌株中更常见,肺炎克雷伯菌对尿囊素的利用能力可能有助于其对氮源的竞争。尿囊素代谢受基因犪犾犾B(尿囊素酶)、犪犾犾R(负调节剂)、犪犾犾S(转录激活因子)和狔犫犫W(丙氨酸通透酶)调控。三是Colibactin,是一种多肽类基因毒素,由位于ICEkp54kb位点上的犮犾犫基因(也称狆犽狊基因)编码的非核糖体肽合成酶-聚酮合成酶的合成,并通过ICEkp实现菌株间的基因水平转移[3]。Colibactin可诱导DNA双链断裂,扰乱宿主细胞周期,还有助于hvKp菌株在宿主体内定植,导致小鼠感染K1ST23肺炎克雷伯菌[49]。四因此,生物膜形成与hvKp引起的侵袭性感染是否相关,仍值得进一步研究。3 HvKp相关耐药机制相比于cKp对抗菌药物的高耐药率,hvKp对抗菌药物的耐药率普遍较低。但近年来随着可移动遗传元件在全球的快速传播,已观察到两种融合方式形成耐药hvKp菌株:获得毒力基因的cKp菌株和获得耐药基因的hvKp菌株。以下就hvKp相关耐药机制进行阐述。3.1 基因水平转移 基因水平转移是指在非亲子关系的有机体之间共享遗传物质,通常与细菌的抗菌药物耐药性和致病性相关,通过质粒、ICEs、转座子等移动遗传元件,以接合、转导和转化等方式播散或获得耐药性或毒力。接合是指供体细胞和受体细胞之间通过接合菌毛进行物理接触而实现遗传物质转移;转化是指从环境中摄取外源遗传物质;转导是指外源遗传物质整合到噬菌体基因组中并通过噬菌体传递[53]。其中,接合是细菌中最常见的基因水平转移[54]。接合转移由参与DNA转移和复制(Dtr)、交配对形成(Mpf)的相关转移基因调控。Dtr基因是松弛酶处理DNA所必需的,松弛酶在转移起点的nic位点切割DNA分子,并保持附着在DNA单链上;Mpf编码负责合成T4SS的蛋白;松弛酶与DNA链相连,通过T4SS形成的孔道转移到受体细胞,最后借助ssDNA结合蛋白、反限制蛋白和SOS抑制蛋白产生稳定的接合子[55]。一般情况下,转移基因处于关闭状态,当感知到特定信号(如特定受体的存在、高细胞密度以及氧气、温度变化等)时可开启并诱导基因的接合转移[55]。质粒和ICEs通常能自行完成接合转移,或者在其他基因组元件的帮助下进行接合转移。如前述cKp耐药株可获得ICEs或接合性毒力质粒而进化为hvKp耐药株。反之,狔h8hh2h
中国感染控制杂志2021年5月第20卷第5期 ChinJInfectControlVol20No5Ma021y2477hvKvKp菌株亦可获得耐药质粒而形成hp耐药株。[56]研究发现,KnYanhvK1693,K1ppg等p菌株(的主要成分之一,在结构上主要包含三种成分:将整核心寡糖和个结构锚定在细胞膜中的脂质A成分、]28。其中脂质A是位于细称为O抗原的末端侧链[)可获得含碳青霉烯酶基因犫ST23犾犪CTXM24的在该菌株的染色体上还发现了多个IncFII型质粒;因此,还对磷霉素、多粘菌外排泵基因和耐药基因,素、广谱β内酰胺类和氟喹诺酮类等耐药。Huang38]等[对h发现vKp的喹诺酮类耐药机制进行研究,hvKp的耐药质粒上含喹诺酮类耐药的关键基因此外,狀狉A1,狉A和狆犪狉C基因的突变也参与了喹狇犵狔诺酮类药物耐药。由犾胞膜外单层的疏水部分,狓基因簇编码的一系狆列酶合成。脂质A由于游离磷酸基团的存在而带而多粘菌素对脂质A负电荷具有高亲和有负电荷,两者结合后可破坏脂多糖的稳定性,使细胞外膜力,不完整,最终导致多粘菌素进入细胞质而发挥杀菌63]作用[。但当脂多糖中带正电的残基如4氨基L阿拉伯糖、磷酸乙醇胺或氨基半乳糖增加,则可改变.2 AcrB外排泵 在许多革兰阴性杆菌中,抗性结瘤细胞分裂超家族(resistancenodulationcelldiision,RND)是主要的药物外排泵,可通过三个连续构象(进入、结合和挤出)的循环将药物排出。其通常以不对称的三聚体形式存在,含有12/13/14个跨膜螺旋,位于螺旋1和2以及7和8之间的两个大的外环,跨膜域主要作为能量源质子的管道,外部环包含与输出配体结合的位点[57]。而三聚体内膜成分吖啶黄素抗性蛋白B(acriflavineresistanceroteinB,AcrB)是药物/质子逆向转运过程中的药物特异性识别和能量转导中心,与周质蛋白AcrA和外膜蛋白TolC作为一个三方系统协同工作。其在结构上可以分为对AcrB三聚重要的漏斗结构域或对接结构域(FD),负责能量转导以促进药物转运的TMD,以及包含结合位点并介导底物识别、摄取和转位的转运蛋白结构域(PD)[58]。AcrB由犪犮狉B基因编码,可被狉犪犿A、狊狅狓S、犿犪狉A、狉狅犫和犪犮狉A等基因激活而过表达,进而降低肺炎克雷伯菌对药物,如喹诺酮类药物(萘啶酸、环丙沙星)和头孢西丁、氯霉素、红霉素、替加环素等的敏感性[5960]。但犪犿R、狊狅狓R、犪犮狉R等可通过抑制犪犮狉B,恢复细菌对抗菌药物的敏感性[61]。AcrB外排泵介导的耐药在vKp菌株中也得到了证实。Srinivasan等[62]在vKp菌株(NTUHK2044)中发现一个新的信号转导调控蛋白—LysR型转录调节因子oxyR,其与crB表达正相关;△oxyR突变株的acrB相对表达量约降低为原来的1/5,同时阿莫西林、氯霉素、红霉素、萘啶酸、利福平和甲氧苄啶的最低抑菌浓度也随之降低。Huang等[38]研究也表明,相对于对照株P478,hvKp菌株(VGHCRE225)的外排泵基因犮狉B及其调控基因狉犪犿A过表达,同时AcrB的负调控基因犪犮狉R和狉犪犿R分别被插入序列ISKpn26,发生错义突变,此与替加环素耐药性有关。.3 脂多糖修饰 脂多糖是肺炎克雷伯菌细胞膜脂质A的负电荷状态,从而减少多粘菌素与脂质A间的相互作用并增强多粘菌素抗性。4氨基L阿拉伯糖的生物合成由pmrEHFIJKLM基因编码的蛋白质调控,而pmrEHFIJKLM基因受双组分信号转导系统PmrAB的直接调节和PhoPQ的间接调节[64]。PmrAB还通过磷酸乙醇胺转移酶PmrC控制合成磷酸乙醇胺所需基因的表达[65]。Huang等[38]研究也证实,hvKp菌株中pmrHFIJKLM的高表达增加了脂多糖的修饰,通常与多粘菌素抗性有关。Choi等[66]研究表明,hvKp中多粘菌素抗性的获得与编码狆犺狅PQ或狆犿狉AB基因的上调,以及狆犿狉D和狆犫犵P基因表达的增加有关,并且指出这种抗性可能导致与毒力相关的表型缺陷,如荚膜多糖、HMV表型和血清抵抗力等。另外,Lee等[67]指出,携带犿犮狉1基因的质粒是革兰阴性菌产生多粘菌素抗性的重要原因,并可通过水平基因转移;犿犮狉1基因编码一种磷酸乙醇胺转移酶,催化磷酸乙醇胺与脂质A反应,进而介导多粘菌素抗性。此与研究[1112]结果一致。Sellick等[68]在小鼠体内研究发现,犿犵狉B突变诱导PhoPQ调控的脂质A重塑,进而赋予肺炎克雷伯菌对多粘菌素的抗性。随后,研究[69]表明,此机制亦出现在hvKp中,发现ISKpn18对犿犵狉B基因的截断,导致对多粘菌素和碳青霉烯类耐药hvKp的出现。4 总结与展望自1980年中国台湾首次报道以来,hvKp已在包括中国、印度、欧洲和美国等多个国家甚至全球范围内被报道[48,69]。hvKp能引起健康人群感染,且一旦感染极易导致多部位感染,造成极高的病死率。多重耐药hvKp的出现更是增加了感染患者的治疗难度。目前已有研究[24]证实,hvKp的高毒力受毒力质粒、ICEs、铁载体、荚膜多糖等多种相关因素调3vp狉hhaK犪3
478中国感染控制杂志2021年5月第20卷第5期 ChinJInfectControlVol20No5Ma021y2控,但有关h同时有关vKp耐药机制的研究仍较少,hvKp毒力因子及其耐药机制相关性的研究更少。虽然,目前h但耐药vKKp耐药率仍远低于cp,往往造成难以预估的严重后hvKp感染一旦出现,对于h耐药机制以及其相果。因此,vKp毒力因子、关性的研究是非常有必要的。本综述详细介绍了hvKp菌株相关毒力因素以及可能存在的各种耐药机制,旨在探讨hvKp的耐药性是否与其高毒力相关,为临床诊疗提供一定的参考意见。此外,针对目前越来越多的多重耐药h更加有vKp菌株的出现,determinantsonclinicalfeaturesandoutcomesofbacteremialactamaseroducin犾犲犫狊犻犲犾犾犪causedbxtendedsectrumβpg犓yep],:狀犲狌犿狅狀犻犪犲[J.MicrobDruesist2017,23(3)376-gR狆383.[,We10]ChobE,HowardAndersonJissDS.HervirulentyJyp[]犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲clinicalandmolecularpersectivesJ.p,():JInternMed2020,2873283-300.[]L11uY,FencNalletal.TheoccurenceofcolistingY,MyA,resistanthervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲inChina[J].yp,2018,9:2568.FrontMicrobiol[]G12uDX,DonZhenetal.AfataloutbreakofST11gN,gZW,carbaenemresistanthervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲inapyp效的药物开发非常必要,而根据hvKp菌株毒力因子以及耐药机制寻找新的阻断方式是未来可以考虑的一个方向。[参考文献][1] LiuC,GuoJ.Hypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲(hypermucoviscousandaerobactinpositive)infectionover6yearsintheelderlyinChina:antimicrobialresistancepatterns,molecularepidemiologyandriskfactor[J].AnnClinMicrobiolAntimicrob,2019,18(1):4.[2] RahimGR,GuptaN,MaheshwariP,etal.Monomicrobial犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲necrotizingfasciitis:anemerginglifethreateningentity[J].ClinMicrobiolInfect,2019,25(3):316-323.[3] LaiYC,LuMC,HsuehPR.Hypervirulenceandcarbapenemresistance:twodistinctevolutionarydirectionsthatledhighrisk犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲clonestoepidemicsuccess[J].ExpertRevMolDiagn,2019,19(9):825-837.[4] YaoB,XiaoXM,WangF,etal.Clinicalandmolecularcharacteristicsofmulticlonecarbapenemresistanthypervirulent(hypermucoviscous)犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲isolatesinatertiaryhospitalinBeijing,China[J].IntJInfectDis,2015,37:107-112.[5] ZhangYJ,MaYN,YeLY,etal.Prevalenceandantimicrobialsusceptibilityofhypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲isolatesinChina[J].ClinInfectDis,2014,58(10):1493-1494.[6] HaradaS,DoiY.Hypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲:acallforconsensusdefinitionandinternationalcollaboration[J].JClinMicrobiol,2018,56(9):e00959-18.[7] LiJY,RenJA,WangWP,etal.Riskfactorsandclinicaloutcomesofhypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲inducedbloodstreaminfections[J].EurJClinMicrobiolInfectDis,2018,37(4):679-689.[8] YanQ,ZhouM,ZouM,etal.Hypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲inducedventilatorassociatedpneumoniainmechanicallyventilatedpatientsinChina[J].EurJClinMicrobiolInfectDis,2016,35(3):387-396.[9] YuWL,LeeMF,ChenCC,etal.ImpactsofhypervirulenceChinesehospital:amolecularepidemiologicalstudy[J].LancetInfectDis,2018,18(1):37-46.[13]WyresKL,NguyenTNT,LamMMC,etal.Genomicsurveillanceforhypervirulenceandmultidrugresistanceininvasive犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲fromSouthandSoutheastAsia[J].GenomeMed,2020,12(1):11.[14]ZhaoYJ,ZhangXC,TorresVVL,etal.Anoutbreakofcarbapenemresistantandhypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲inanintensivecareunitofamajorteachinghospitalinWenzhou,China[J].FrontPublicHealth,2019,7:229.[15]LiuYC,ChengDL,LinCL.犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲liverabscessassociatedwithsepticendophthalmitis[J].ArchInternMed,1986,146(10):1913-1916.[16]LamMMC,WyresKL,JuddLM,etal.Trackingkeyvirulencelociencodingaerobactinandsalmochelinsiderophoresynthesisin犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲[J].GenomeMed,2018,10(1):77.[17]JuanCH,FangSY,ChouCH,etal.Clinicalcharacteristicsofpatientswithpneumoniacausedby犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲inTaiwanandprevalenceofantimicrobialresistantandhypervirulentstrains:aretrospectivestudy[J].AntimicrobResistInfectControl,2020,9(1):4.[18]HyunM,LeeJY,RyuSY,etal.Antibioticresistanceandclinicalpresentationofhealthcareassociatedhypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲infectioninKorea[J].MicrobDrugResist,2019,25(8):1204-1209.[19]ZhangYW,ZhaoCJ,WangQ,etal.Highprevalenceofhypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲infectioninChina:geographicdistribution,clinicalcharacteristics,andantimicrobialresistance[J].AntimicrobAgentsChemother,2016,60(10):6115-6120.[20]YeMP,TuJF,JiangJP,etal.Clinicalandgenomicanalysisofliverabscesscausing犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲identifiesnewliverabscessassociatedvirulencegenes[J].FrontCellInfectMicrobiol,2016,6:165.[21]RafatC,MessikaJ,BarnaudG,etal.Hypervirulent犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲,a5yearstudyinaFrenchICU[J].JMedMicrobiol,2018,67(8):1083-1089.[22]HaradaS,AokiK,YamamotoS,etal.Clinicalandmolecularcharacteristicsof犓犾犲犫狊犻犲犾犾犪狆狀犲狌犿狅狀犻犪犲isolatescausingblood
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