hLife Letter | 揭秘产blaKPC-2的碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌的异质性与临床基因组学之谜

论文亮点

本文报道了KPC-2耐药质粒在碳青霉烯类耐药铜绿假单胞菌（CRPA）中的分布和遗传特征，为研究我国临床ICU环境中CRPA传播机制提供了重要的基因组学视角。

论文导读

2024年4月8日，浙江大学医学院附属第二医院黄曼教授和冯友军教授联合研究团队在hLife上发表题为“Heterogeneity and clinical genomics of bla_KPC-2-producing, carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa”的文章。该研究针对临床CRPA感染情况，将分子遗传、比较基因组学与实验动物感染模型结合，较为系统地研究了CRPA的耐药性和毒力分化，指出了CRKP的遗传异质性以及KPC-2耐药性的质粒携带特征，为理解CRPA的复杂播散规律提供了临床基因组学的新视角。

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微生物耐药性（AMR）是公共卫生领域的重大难点。CRPA被世界卫生组织视为亟需攻克的 “ESKAPE” 病原体。CRPA耐药的机制多样包括孔蛋白突变以及通过质粒获得的碳青霉烯水解酶（如KPC-2）等。KPC-2的可转移性加速了CRPA在“全健康”链条 （即人类、动物、植物和环境等）下的全球播散。然而，当前对产bla_KPC-2的中国临床CRPA株异质性和临床基因组学的了解相对有限。因此，本文对一家中国综合性三甲医院的综合ICU临床CRPA分离株 (共计8株)开展了较为系统的研究。ST分型结合XbaI-PFGE图谱分析显示上述临床菌株可划分为四种亚型，这表明了CRPA的遗传异质性（图1）。接下来S1-PFGE和Southern杂交实验显示KPC-2耐药基因系由不同大小的质粒携带（图2）。本研究选取了2株代表性CRPA菌株（即pFYJ1051/菌株1051和pFYJ1052/菌株1052），对此进行了全基因组测序，为深入理解KPC-2通过 “ISKpn6-bla_KPC-2-ISKpn27” 转座单元移动提供了基因组学视角（图3）。此外，我们注意到个别CRPA缺失绿脓素表型。进一步的小鼠感染实验亦指出了临床CRPA的毒力差异。总之，该研究为了解CRPA的多样性提供了多维度视点，亦为理解CRPA在中国的院内定植提供了初步理论依据。

图1 临床CRPA分离株的XbaI-PFGE图谱和ST分型

图2 源于临床CRPA的两个KPC-2质粒的分离、鉴定与基因组测定

图3 KPC-2质粒pFYJ1501和pFYJ1502的比较基因组学及其对应CRPA宿主菌Pa-1和Pa-2的感染性差异

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作者简介

 黄曼 主任医师

 第一作者、通讯作者

机构：浙江大学医学院附属第二医院

研究方向：重症感染、多脏器功能衰竭、脓毒症、人工智能在重症领域的应用

  冯友军 教授

  通讯作者

机构：浙江大学医学院微生物系、浙江大学医学院附属第二医院

研究方向：重要医学细菌ESKAPE的耐药机制、感染机理及防控新策略

引用格式：Huang M, Liu L, Li X, et.al. Heterogeneity and clinical genomics of bla_KPC-2-producing, carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa. hLife.

https://doi.org/10.1016/j.hlife.2024.04.001

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