神经重症医学科感染患者非多重耐药肺炎克雷伯菌的毒力基因分布与传播特征分析

作     者：元小冬 张萍淑 刘妍 李妍 耿贺梅 王贺永 张淑清 刘青 YUAN Xiaodong;ZHANG Pingshu;LIU Yan;LI Yan;GENG Hemei;WANG Heyong;ZHANG Shuqing;LIU Qing

作者机构：开滦总医院神经内科河北省唐山市063000 河北省神经生物机能重点实验室河北省唐山市063000 开滦总医院医院感染管理科河北省唐山市063000 开滦总医院检验科河北省唐山市063000 

出 版 物：《实用心脑肺血管病杂志》 (Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease)

年 卷 期：2021年第29卷第8期

页      面：110-115页

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100103[医学-病原生物学] 10[医学] 

基　　金：2020年度河北省创新能力提升计划项目——科技研发平台与新型研发机构建设专项(20567622H) 2020年度唐山市科学技术研究与发展计划(20130210D) 

主　　题：肺炎克雷伯菌 神经重症监护室 克隆株 全基因组测序 毒力基因 

摘      要：背景神经重症医学科(NICU)患者常存在意识及肢体运动障碍,多存在侵入性操作,免疫功能降低,因此其是肺炎克雷伯菌(KP)高危感染人群。探索非多重耐药KP的致病毒力、传播特点对指导临床治疗、减少多重耐药菌转化至关重要。目的通过全基因组测序分析,了解NICU感染患者非多重耐药KP毒力基因分布与传播特征。方法收集2015—2018年开滦总医院收治的93例NICU感染患者的非多重耐药KP 94株,所有KP应用K-B法进行抗菌药物敏感试验及脉冲场凝胶电泳法(PFGE)进行同源性分析,选出其中无同源性的KP 3株,其中2015年、2016年、2017年各1株,分别编号为P20、P39、P66;2018年,选出与P66为同一流行克隆系的KP 2株,分别编号为P90、P91,且P90与P91为同一克隆株。将5株非多重耐药KP进行二代、三代全基因组测序,将所得的基因组测序结果上传至NCBI的prokaryotic annotation pipeline系统进行基因组预测基因注释,并应用BLAST软件进行对比分析,获取病原菌毒力因子数据库(VFDB)比对基因注释结果。结果将NICU感染患者5株非多重耐药KP的基因组测序结果与VFDB进行比对,结果显示,5株非多重耐药KP中共筛选出6大类52种毒力基因,包括黏附类17种(32.7%)、分泌系统类15种(28.8%)、铁吸收类15种(28.8%)、调节类3种(5.8%)、内毒素类1种(1.9%)、侵入类1种(1.9%);其中P20携带毒力基因19种(36.5%)、P39携带毒力基因18种(34.6%)、P66携带毒力基因2种(3.8%)、P90携带毒力基因47种(90.4%)、P91携带毒力基因49种(94.2%)。NICU感染患者非多重耐药KP的基因注释结果显示:(1)黏附类毒力基因:P90、P91中均检出fimA、fimB、fimC、fimE、fimF、fimG、fimH、fimI、ecpB、ecpE、ecpR、mrkA、mrkB、mrkD、mrkF、yagZ/ecpA、fliY基因各1个,P20、P39中仅检出1个fliY基因,P66未检出此类毒力基因。(2)铁吸收类毒力基因:在同一克隆株P90、P91中均检出fepB、fepC、fepD、fepG、entA、entB、entS、iroE、ybtA、ybtX、sitB、sitC基因各1个,P90还检出1个ybtT基因,其同一流行克隆系P66检出iucB、iroC基因各1个,P20、P39均未检出此类毒力基因。(3)分泌系统类毒力基因:P20、P39、P90、P91中均检出ECS88-3547、pulB、pulD、pulH、pulI、pulJ、pulK、pulM、pulN、pulO、pulS基因各1个,P20、P90、P91均检出1个EC55989-3327基因,P20、P39、P91均检出pulC、pulG基因,P91检出1个EC55989-3335基因,P66未检出此类毒力基因。(4)调节类毒力基因:P20、P39、P90、P91中均检出fur、PMI0229基因各1个,P90、P91还各检出1个phoP基因,P66未检出此类毒力基因。(5)在P20、P39、P90、P91中均检出1个内毒素类毒力基因(kdsA基因)和1个侵入类毒力基因(Z1307基因)。NICU患者5株非多重耐药KP全基因组中,黏附类毒力基因表达的毒力因子包括Ⅰ型菌毛(fimA、fimB、fimC、fimE、fimF、fimG、fimH、fimI)、Ⅲ型菌毛(mrkA、mrkB、mrkD、mrkF)、大肠杆菌菌毛ECP(ecpB、ecpE、ecpR、yagZ/ecpA)、腹膜鞭毛AⅠ139(fliY);铁吸收类毒力基因表达的毒力因子包括肠杆菌素(entA、entB、entS、fepB、fepC、fepD、fepG)、耶尔西菌素(ybtA、ybtT、ybtX)、气杆菌素(iucB)、沙门菌素(iroC、iroE)、铁/锰酶转运(sitB、sitC);分泌系统类毒力基因表达的毒力因子包括Ⅱ型分泌系统(T2SS)(pulB、pulC、pulD、pulG、pulH、pulI、pulJ、pulK、pulM、pulN、pulO、pulS)和Ⅵ型分泌系统(T6SS)(EC55989-3327、EC55989-3335、ECS88-3547);调节类毒力基因表达的毒力因子包括Fur(fur)、PhoPQ(phoP)、ABC转运蛋白通透酶(PMI0029);内毒素类毒力基因表达的毒力因子为LOS(kdsA);侵入类毒力基因表达的毒力因子为OmpA(Z1307)。结论NICU感染患者非多重耐药KP中携带着大量的致病毒力基因,主要为黏附类、铁吸收类、分泌系统类毒力基因,还有少量的调节类、内毒素类、