文献解读-2013-2022年希腊医院产碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌高风险克隆的出现和持续传播

文章题目：Emergence and persistent spread of carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae high-risk clones in Greek hospitals, 2013 to 2022

文章链接：doi: 10.2807/1560-7917.ES.2023.28.47.2300571

发表时间：2023.11

发表期刊：Euro Surveill

IF：9.9

研究背景：肺炎克雷伯菌是医疗保健相关感染的常见原因，由于有效治疗延迟和治疗选择有限，耐碳青霉烯肺炎克雷伯菌感染与高死亡率相关。迄今为止，欧洲对耐碳青霉烯肺炎克雷伯菌高风险克隆展开过多次有组织的基因组监测。第一次调查是EuSCAPE调查，该调查于2013和2014年收集了欧洲36个国家的产碳青霉烯酶肠杆菌科的分离株数据。随后的CCRE调查于2019年收集了36个国家的碳青霉烯或黏菌素耐药肠杆菌分离株数据。

研究对象：310株碳青霉烯-R/I分离株

研究方法：药敏检测（AST）、全基因组测序（WGS）、MLST、cgSNP成对距离、cgSNP系统发育分析

主要研究内容及结果：

1、菌株来源

本研究的菌株来源于参与两次ECDC调查（EuSCAPE + CCRE survery）和1次Follow-up study的15家希腊医院的310株碳青霉烯-R/I分离株。

2、ST型分布

调查数据显示，希腊的CRKP主要属于5个STs，占数据集中碳青霉烯R/I分离株的90%以上（n=284）。碳青霉烯-R/I肺炎克雷伯菌最常见的STs是ST258/512（n=101株），其次是ST11（n=93）、ST39（n=56）、ST147（n=21）和ST323（n=13），而其他所有ST在数据集中出现的分离株均少于10个（图1）。所有参与研究的医院均检测到3种最常见的STs，即ST258/512、ST11和ST39，而肺炎克雷伯菌ST147、ST323和所有其他ST的医院分布变化较大（图2）。STs的分布随时间而变化（图3）。在克隆复合体CC258中，肺炎克雷伯菌ST258/512被ST11取代为2022年最常见的ST。此外，携带bla_KPC-2的肺炎克雷伯菌ST39和ST323在2013-2014的EuSCAPE调查中不存在，但它们分别出现在2019年的CCRE survey（CCRE，碳青霉烯或黏菌素耐药肠杆菌）和2022年的Follow-up study（图1和图3）。

图1 碳青霉烯-R/I肺炎克雷伯菌分离株的core SNP系统发育树（n=310,two ECDC surveys and a national follow-up survey）

图2 碳青霉烯-R/I肺炎克雷伯菌分离株的5种最常见ST型的医院分布（n=310, two ECDC surveys and a national follow-up survey）

图3 碳青霉烯-R/I肺炎克雷伯菌分离株的5种最常见ST型的时间分布（n=270, the CCRE survey and a national follow-up survey）

3、肺炎克雷伯菌ST39的特点

56株预测为碳青霉烯耐药的ST39菌株均携带单个或多个碳青霉烯酶基因，包括bla_KPC-2（单独或与bla_VIM-1或bla_NDM-1共存）、bla_KPC-3、bla_VIM-1或bla_VIM-4，以及编码主要外膜孔蛋白的OmpK35（氨基酸序列截断）和OmpK36（Gly115-Asp116插入）基因突变。此外，由于检测到GyrA基因（S83I和D87N）和ParC基因（S80I）的染色体变异，这些分离株也被预测为氟喹诺酮耐药。其中，47个菌株由于MgrB调节因子的截断（n=46）或PmrB的联合截断（n=1）而被预测为黏菌素耐药。在这47个菌株中，46株含有氨基糖苷修饰酶基因，且半数以上为aac(6’)Ib、aadA2、aac(3)-IId、aadA或aph(3)-Ia。对于毒力，大多数ST39分离株（n=46）携带由整合性接合元件ICEKp5动员的铁载体yersiniabactin基因ybt14。

4、碳青霉烯酶基因分布及药敏试验表型结果

检出最多的碳青霉烯酶基因为bla_KPC-2，它存在于171个（55.2%）碳青霉烯-R/I分离株中。且该基因在147个分离株中是唯一检测到的碳青霉烯酶基因。而在其余24株菌中，bla_KPC-2与bla_NDM-1、bla_OXA-48和/或bla_VIM-1以不同的方式共存。碳青霉烯酶基因分布与STs密切相关。在本研究的数据集中，分离株携带bla_KPC-2比例最高的STs是ST323（n=11/13）、ST39（n=44/56）和ST258/512（n=70/101）（图4）。第二常见的碳青霉烯酶基因是bla_NDM-1，在94株（30.3%）分离株中检测到，其中77株仅携带bla_NDM-1, 17株与其他碳青霉烯酶基因共存。分离株携带bla_NDM-1比例最高的STs是ST11（n=72, 77.4%）（图4）。此外，2022年Follow-up study的一株ST11分离株检测到一种新的NDM变体，bla_NDM-61。

图4碳青霉烯-R/I肺炎克雷伯菌分离株碳青霉烯酶的ST型分布（n=310, two ECDC surveys and a national follow-up survey）

5、流行病学研究结果

在247株具有感染或携带可用信息的碳青霉烯-R/I肺炎克雷伯菌分离株中，173株（70.0%）与感染相关，61株（24.7%）与携带相关，13株（5.3%）临床意义不明。感染相关的分离株以血液（n=65, 37.6%）、尿液（n=63, 36.4%）、呼吸道（n=18, 10.4%）和伤口（n=16, 9.2%）为主，其他部位的分离株仅11株（6.4%）。其中大多数分离株来自≥60岁的患者（n=136, 78.6%）和男性患者（n=104, 60.1%）。在216株具有获得类型信息的分离株中，165株（76.4%）被归类为医院获得性，51株（23.6%）被归类为社区获得性。

6、院内传播

“同一医院”/“不同医院”分离对的最佳截止值确定为7至11个cgSNP（图5）。为了使用更保守的估计，本文院内传播事件的截止值设置为≤8 cgSNP。基于这一标准，在2022年的Follow-up study数据集中确定了44起院内传播事件，15家参与调查的医院中有12家至少发生了1起院内传播事件。每家医院的院内传播事件数量从1到6起不等，包括12起不止一个相关传播事件的聚集性事件。其中6个与ST11相关，2个与ST258/512相关，2个与ST39相关，1个与ST323相关，1个与ST147相关。所有院内传播事件均涉及肺炎克雷伯菌高风险克隆，最常见的是ST11（22例传播事件），其次是ST258/512和ST39（各7例）、ST323（6例）和ST147（2例）。

图5利用Pathogenwatch的cgSNP进行“同一医院”/“不同医院”分离对比较

文章结论

1、ST258/512、ST11、ST39、ST147和ST323是希腊调查医院中最常见ST分型。

2、携带bla_KPC-2的ST39肺炎克雷伯菌在短时间内传播到全部15家参与研究的希腊医院，可以认为是高风险克隆。ST323具有与ST39类似的传播扩展趋势。

参考文献

Tryfinopoulou K, Linkevicius M, Pappa O, et al. Emergence and persistent spread of carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae high-risk clones in Greek hospitals, 2013 to 2022 [J]. Euro Surveill, 2023, 28(47).

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