近日，由北京大学人民医院王辉教授团队在Drug Resistance Updates杂志(IF=24.3)上在线发表了题为Expansion and transmission dynamics of high risk carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae subclones in China: An epidemiological,spatial,genomic analysis（“中国碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌高危亚克隆的扩张和传播动力：空间流行病学、基因组分析”）的研究成果。

碳青霉烯耐药的肠杆菌目细菌被认为是临床上的“超级细菌”。一旦感染，治疗非常困难，多药耐药且病死率高。在我国，碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌（CRKP）是“超级细菌”的主要菌种。类似于人类的姓氏、细菌也有自己的“家谱”，我国所流行的CRKP祖先是哪里的？哪些因素驱动了它的传播和进化还不得而知。

研究团队通过大规模纵向研究，揭示了“超级细菌”——CRKP的主要种群ST11最早可能来自于美洲大陆，2010年前后传入我国，目前已进化成为一个高危亚克隆——“BMPPS”突变株，并探究了其在临床的高度扩张性及其进化的驱动因素。

该研究属于中国碳青霉烯耐药肠杆菌目监测网（CRE Network）的一部分。总共收集了，2011年-2021年我国CRE-Network项目中28个省市96家医院的6609碳青霉烯耐药肠杆菌目细菌，其中4718株CRKP，ST11 CRKP占比75%。

传统细菌“姓氏”的追踪溯源常使用多位点序列分析（MLST），一般通过7个管家基因进行比对，而全基因组测序（WGS）技术可大大的提高菌株溯源的分辨率。研究团队整合了CRE-Network中2026株ST11 CRKP基因组以及公共数据库中1360株ST11 CRKP的基因组，绘制了全球范围内最大的ST11 CRKP的系统发育树（图1）。ST11 CRKP在我国以两个血清型（KL47和KL64）为主的进化分支，其中KL64血清学逐渐替代KL47成为主要血清型。KL64分支还可再细分为2个分支（Clade D和Clade E），99%以上Clade E菌株携带毒力及重要耐药基因。时间纵向来看，Clade E在CRKP种群中正在逐渐取代其他亚克隆成为主要流行克隆，且存在较大规模的区域性传播事件。

图1 全球3386株ST11 CRKP系统发育树

通过比较基因组学分析（图2），不同于其他Clade，Clade E存在5个独特的基因位点变异（SNV）。因此，以“BMPPS”—— (bmr3, mltC, pyrB, ppsC, sdaC)对该高危克隆进行命名（谐音“Bombs”），研究团队利用CRISPR-Cas9基因编辑技术成功构建了pyrB，ppsC及mltC三个基因的敲除株和突变株，结果显示，突变可明显提高非Clade E的亚克隆菌株对抗巨噬细胞吞噬能力及补体C3结合力。研究还调查了445名CRKP血流感染患者的生存分析，≥65岁患者“BMPPS”菌株血流感染病死率高达54.5%，且相对于其他亚克隆“BMPPS”菌株具有较强的抗巨噬细胞吞噬能力及竞争生长能力。

图2 不同亚克隆基因组变异比较

综上，该研究对我国CRKP的重要流行亚克隆进行细分，利用比较基因组学、分子克隆试验证明了我国CRKP流行的“BMPPS”突变株的高度扩张性，且具有严重的临床危害性。同时，也证明了该高危亚克隆的关键突变位点在其进化、演化中的作用，BMPPS也可成为未来诊断和治疗的重要靶点。

* 该研究并列第一作者为来自北京大学人民医院检验科王启副主任技师、王若冰副研究员、博士生王舒意和博士生张安汝，北京大学人民医院检验科王辉教授为文章的通讯作者。

专家简介

王启

北京大学人民医院检验科，副主任技师。中国医疗保健国际交流促进会临床微生物学分会委员、全国细菌耐药监测学术委员会青年委员、北京医学会微生物学与免疫学分会青年委员。

2009年至今工作于北京大学人民医院检验科，师从北京大学人民医院检验科王辉教授。主要从事细菌耐药监测，感染性疾病的实验室诊断工作。

主要研究方向为感染性疾病实验室诊断；碳青霉烯耐药的肠杆菌科细菌流行病学与耐药机制。主持国家自然科学基金2项，北京市自然科学基金1项，北京大学人民医院院内发展基金2项。以第一作者在感染及临床微生物领域Clinical Infectious Disease, Antimicrobial Agents and Chemotherapy等杂志上发表论文多篇。

王若冰

医学博士，毕业于北京大学医学部临床检验诊断学专业。2020年至今工作于北京大学人民医院检验科，任副研究员（助理教授）。主要研究方向：碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌的耐药和进化机制。以第一作者或并列第一作者在Nature Communications、Drug Resistance Updates、EBioMedicine等期刊上发表SCI文章7篇，总影响因子大于80，获批国家自然科学基金青年基金一项。

王舒意

北京大学人民医院检验科2020级博士研究生，导师：王辉教授。主要研究方向：高毒力耐药肺炎克雷伯菌机制探究。参与多项国家级项目。以第一或共一发表文章3篇，授权国家发明专利一项。

张安汝

北京大学人民医院检验科2019级博士研究生，导师：王辉教授。专业：临床检验诊断学。方向：抗菌药物耐药机制研究。参与多项国家级项目，以第一作者或共同第一作者发表文章3篇，以第二作者在Nature Communications发表文章1篇。

通讯作者：王辉

医学博士，博士生导师，国家杰出青年基金获得者、国家卫健委突出贡献中青年专家。现任北京大学人民医院检验科主任，北大医学部检验学系主任，中国医促会临床微生物分会主任委员、中华医学会检验分会常委兼临床免疫学组长、中华医学会微生物学和免疫学分会常委兼临床微生物学组组长等。研究方向：细菌耐药、临床检验诊断学。

作者：王启（北京大学人民医院检验科）；审校：王辉（北京大学人民医院检验科）

本文转载自订阅号「京港感染论坛」

原链接戳：【前沿速递】王辉教授团队揭示耐药肺炎克雷伯菌扩张和传播的遗传基础

* 文章仅供医疗卫生相关从业者阅读参考

本文完

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