Dissemination of blaNDM-harboring plasmids in carbapenem-resistant and hypervirulent Klebsiella pneumoniae
碳青霉烯耐药高致病性肺炎克雷伯菌中携带blaNDM质粒的传播
来源：Microbiology Spectrum 2025, Volume 13, Issue 3, e01968-24
《微生物学谱》，2025年，第13卷，第3期，文章编号e01968-24
摘要
本研究对中国某三甲医院2019–2021年分离的59株碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌（CRKP）进行耐药表型与基因组分析，发现菌株均为多重耐药但对多黏菌素、替加环素敏感。主要序列型为ST11（39/59）与ST15（12/59），碳青霉烯酶基因以blaKPC-2与blaNDM为主。18株blaNDM阳性菌中，质粒主要为IncX3型，可高效接合转移、几乎无适应度代价且传代稳定。IS26介导质粒重组与耐药基因富集，同时检出6株同时携带blaNDM的碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌（CR-hvKP），包括ST23、ST218等高风险克隆。blaNDM质粒可在医院内快速扩散并长期持留，推动高耐药高毒力克隆暴发。
关键词
肺炎克雷伯菌；碳青霉烯耐药；blaNDM；质粒传播；IncX3；高毒力；IS26；适应度代价
研究目的
阐明blaNDM质粒在CRKP中的遗传特征、转移能力、适应度代价与进化规律，揭示其在高毒力克隆中的传播风险与临床威胁。
研究思路
收集59株CRKP并进行药敏与全基因组测序，确定ST型、耐药基因与毒力基因；通过S1-PFGE、Southern blot、接合实验分析blaNDM质粒类型与转移性；测定生长速率评估质粒适应度代价；大蜡螟模型评价毒力；比较质粒序列解析IS26介导的重组进化。
研究亮点
1 首次报道院内ST15克隆主导blaNDM-5流行，与国内主流ST11-KPC格局不同。
2 证实IncX3型blaNDM质粒无适应度代价、高稳定、高转移，是扩散核心载体。
3 发现IS26介导质粒重组、插入与融合，驱动多重耐药富集。
4 同时检出6株blaNDM阳性CR-hvKP，覆盖ST23等多种高毒力克隆。
5 结合基因组与表型明确blaNDM质粒加速耐药与毒力汇合。
可延伸的方向
1 持续监测院内blaNDM质粒与CR-hvKP的传播动态。
2 开发靶向IncX3质粒接合的抑制剂阻断传播。
3 探究blaNDM在hvKP中对毒力与耐药的协同调控机制。
4 扩大多中心研究，绘制区域性blaNDM-CRKP流行图谱。
5 建立基于质粒序列的传播溯源与风险预警模型。
测量的数据及研究意义
1 59株CRKP对16种抗生素MIC数据（图1），明确多重耐药谱与有效药物。
2 MLST与核心基因组聚类数据（表1、图2），揭示ST11、ST15为优势克隆。
3 S1-PFGE与Southern杂交数据（图3），定位blaNDM位于质粒。
4 接合转移频率数据，证明blaNDM质粒可水平传播。
5 18株菌及其接合子相对生长速率数据（图6），证实绝大多数质粒无适应度代价。
6 质粒稳定性传代数据，显示无抗条件下质粒持留率100%。
7 大蜡螟幼虫存活数据（图7、表3），鉴定6株CR-hvKP高毒力表型。
8 质粒序列比较数据（图4、5），揭示IS26驱动重组与耐药基因富集。
结论
1 研究区域CRKP以ST11-KPC与ST15-NDM为主，呈双重流行格局。
2 blaNDM主要由IncX3质粒介导，具备高转移、无代价、高稳定三大传播优势。
3 IS26介导质粒重组、插入与融合，推动多重耐药进化。
4 blaNDM质粒可转移至高毒力克隆，形成CR-hvKP，临床威胁剧增。
5 院内blaNDM质粒快速扩散与长期持留，需强化感染控制与靶向干预。
使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义
使用Bioscreen C MBR在37℃连续培养20小时，每5分钟自动读取OD600，精准绘制18株blaNDM阳性菌株、接合子与受体菌的生长曲线；计算相对生长速率，客观判定blaNDM质粒几乎不带来适应度代价，解释其在无抗生素环境中仍能稳定传播与持留的核心原因，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。