细菌基因组经典案例——多重耐药、高毒力、肺炎克雷伯菌

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题目：Convergence of virulence and MDR in a single plasmid vector in MDR Klebsiella pneumoniae ST15

年份：2019

期刊：J Antimicrob Chemother

IF：5.113

MDR（多重耐药）和高毒力（hv）通常在单独的肺炎克雷伯菌中观察到。然而，具有这两种特性的融合菌株已被记录在案，并可能以侵入性感染的形式对公共卫生构成高风险，治疗选择有限。

细菌分离株

    KP_NORM_BLD_2014_104014（KP_104014）是2014年从一名罗马尼亚男性中培养出来的，该男性于2014年在奥斯陆医院因胆管癌而入院，后来发展为菌血症。

    KP_NORM_BLD_2015_112126（KP_112126）于2015年从一名七十岁的女性中培养出来，该女性于2015年在挪威西部的一家医院接受治疗，用于治疗患有中性粒细胞减少症并发肺炎和菌血症的胶质母细胞瘤，通过椎间盘扩散和肉汤微量稀释确定抗菌药敏感性，并通过线试验评估粘液过多。

测序与分析

    分别在Illumina MiSeq和HiSeq平台上针对12个ST15 Kp分离株测序。为了解析菌株的完整质粒序列，在MinION（Oxford Nanopore Technologies）上进行长读长测序，并与Illumina的短读物结合以产生杂合体。

    比较基因组分析：2003至2015年从七家医院分离出的10个ST15菌株、报告Kp ST15基因组序列的论文中鉴定出的公开数据、EuSCAPE欧洲公司调查产生碳青霉烯酶的肠杆菌科收集的Kp基因组数据鉴定ST15分离株，用于比较基因组分析。

    将所有序列定位到KP_104014的基因组，推断核心基因组最大似然系统发育。从定位数据还得到pKp104014_1序列的覆盖范围，KP_104014的hv-MDR质粒的覆盖范围以及在pKp104014_1中注释的基因。

    图一：新型镶嵌hv-MDR质粒图谱，显示了AMR（pKp_Goe_579-1）和毒力（pK2044）质粒密切相关的同源区域。还指出了已知的毒力基因（蓝色），AMR基因及其相关的移动元件（红色）的位置以及质粒复制模块。

    图二：无重组的最大似然系统发育显示318 ST15分离株的毒力和AMR特性。按指示的隔离国家（对于n＞4个基因组）或地理区域进行着色；挪威会聚hv-MDR菌株KP_NORM_BLD_2014_104014和KP_NORM_BLD_2015_112126分别标记为A和B，并在灰色框中与相关的罗马尼亚分离株一起突出显示。列如下：（i）通过读图确定的blaCTX-M-15/iuc质粒pKp104014_1的覆盖百分比；（ii）航空杆菌素合成基因座iuc和超粘液状rmpA2基因的存在（黑色）；（iii）检测到耶尔西菌素ICEKp变体；（iv）胶囊K位点（KL），然后贴上标记的AMR决定簇（黑色表示存在）。

    两种分离株起源于挪威住院的患者，但在流行病学和基因组学上与罗马尼亚有联系。在单个载体上同时存在毒力和AMR决定簇，可在单个事件中同时转移，并可能快速出现hv-MDR肺炎克雷伯氏菌克隆。这突出了通过严格的基因组监测来监测此类趋同事件的重要性。

ONT在微生物基因组研究中的经典案例

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