Global epidemiological and genetic characteristics of carbapenem-resistant Escherichia coli carrying blaIMP
携带blaIMP的碳青霉烯耐药大肠杆菌的全球流行病学与遗传特征
来源：Microbiology Spectrum 2026, Volume 14, Issue 1, e03244-25
《微生物学谱》，2026年，第14卷，第1期，文章编号e03244-25
摘要
本研究整合本地与全球监测数据，对携带blaIMP的碳青霉烯耐药大肠杆菌（CREC）开展全面分析。对中国浙江4家三甲医院2017-2024年收集的94株CREC中9株blaIMP-4阳性菌株进行全基因组测序、药敏、质粒接合、稳定性与适应度实验。这些菌株呈多重耐药，但对多黏菌素、替加环素、阿米卡星敏感，分属7种ST型，首次检出高风险克隆ST1193。菌株携带结构相似的IncN型blaIMP质粒，接合频率高、传代100代稳定且适应度代价极低。整合子、转座子、插入序列等可移动元件助力blaIMP水平转移。对全球340株blaIMP阳性CREC分析显示遗传多样性极高（82个ST型），ST131占绝对优势（36.18%），中国、日本、澳大利亚为主要流行国家，耐药基因与质粒复制子呈显著正相关。研究提示blaIMP-CREC风险持续上升，需持续基因组监测。
关键词
碳青霉烯耐药大肠杆菌；blaIMP；IncN质粒；全球流行病学；可移动遗传元件；ST131；ST1193；水平转移
研究目的
系统阐明携带blaIMP的碳青霉烯耐药大肠杆菌的表型特征、质粒传播特性、全球流行病学规律与遗传演化特征，明确其传播风险与防控重点。
研究思路
收集浙江地区9株blaIMP-4阳性CREC，进行药敏测定、全基因组测序与质粒分析；评估IncN质粒的接合能力、稳定性与适应度代价；整合NCBI全球340株blaIMP-CREC基因组数据，开展ST分型、系统发育、地理分布、耐药基因与毒力基因比较；分析质粒与耐药基因的相关性，揭示传播机制与流行规律。
研究亮点
1 首次在中国地区报道携带blaIMP-4的高风险克隆ST1193，填补区域流行病学空白。
2 证实IncN质粒具有高接合频率、高稳定性、低适应度代价，是blaIMP扩散的核心载体。
3 完成全球最大规模blaIMP-CREC基因组解析，揭示82种ST型的高度遗传多样性。
4 明确日本、澳大利亚、中国为主要流行国家，ST131为全球优势克隆。
5 证明耐药基因数量与质粒类型显著正相关，突出质粒在耐药传播中的核心作用。
可延伸的方向
1 持续监测临床blaIMP菌株尤其是ST1193与ST131克隆的流行趋势。
2 开发针对blaIMP与IncN质粒的快速分子检测方法。
3 探究IS26、整合子在blaIMP质粒重组与进化中的驱动机制。
4 评估新型药物对blaIMP阳性菌株的体外与体内疗效。
5 开展blaIMP在动物、环境、人类之间的One Health传播链研究。
测量的数据及研究意义
1 9株blaIMP-4阳性CREC对10种抗生素MIC数据（表1），明确多重耐药谱与有效治疗药物。
2 质粒接合频率数据，证明IncN质粒高效水平传播能力。
3 传代100代质粒稳定性数据，显示100%稳定，支持长期传播。
4 受体菌与接合子生长曲线、相对生长速率、曲线下面积AUC数据（图3），评估质粒适应度代价极低。
5 全球340株菌株ST分型与系统发育数据（图7），揭示ST131主导、7大进化分支。
6 全球地理分布与时间演变数据（图5），明确流行国家、优势亚型（IMP-4/6/1）与传播趋势。
7 耐药基因、毒力基因、质粒类型的PCoA与相关性数据（图6、8），证实质粒驱动耐药传播。
结论
1 中国浙江地区blaIMP-4-CREC呈多重耐药，仅对多黏菌素、替加环素、阿米卡星敏感。
2 高转移、高稳定、低适应代价的IncN质粒是blaIMP在大肠杆菌中扩散的关键载体。
3 全球blaIMP-CREC遗传多样性极高，ST131为优势克隆，ST1193为新兴高风险克隆。
4 日本、澳大利亚、中国为主要流行国家，IMP-4、IMP-6、IMP-1为主要亚型。
5 可移动元件（整合子、IS26、转座子）与质粒共同推动blaIMP的水平转移与进化。
6 需加强blaIMP-CREC的全球基因组监测与感染控制，遏制传播。
使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义
使用Bioscreen C分析仪在37℃连续振荡培养20小时，每5分钟自动读取OD600，精准绘制受体大肠杆菌J53与接合子J53/pIMP-CREC3006的生长曲线；精确计算相对生长速率与生长曲线下面积AUC，客观证明IncN质粒仅带来极轻微适应度代价，解释该质粒能在无抗生素压力下稳定维持并广泛传播的核心原因，为评估质粒传播风险提供标准化、高通量、无偏差的定量依据。