高毒力肺炎克雷伯菌莢膜血清型、毒力基因分布的研究進(jìn)展

王剛 孔亞飛 王云超

肺炎克雷伯菌（klebsiella pneumoniae，KP）是一種臨床常見(jiàn)的感染致病菌，在醫(yī)院集中收治的病例中，尤其是在重癥醫(yī)學(xué)科（intensive care unit，ICU）和院內(nèi)感染（hospital acquired pneumonia，HAP）的病例中檢出率很高。研究報(bào)道第1例高毒力肺炎克雷伯菌（hypervirulent klebsiella pneumoniae，hvKP）引起的新綜合征病例，其主要特征是在年輕和免疫功能強(qiáng)的宿主中引起嚴(yán)重感染的能力；其毒力可以通過(guò)高效鐵攝取和莢膜增厚來(lái)解釋，這賦予了其特有的高黏滯表型。大多數(shù)病例來(lái)自亞洲，隨后逐漸傳播到美洲和歐洲，但發(fā)病率較低。SáNCHEZ-LóPEZ等［1］對(duì)4例hvKP引發(fā)敗血癥和肝膿腫的社區(qū)獲得性感染病例進(jìn)行分析后認(rèn)為，亞洲以外，hvKP感染病例報(bào)道不多見(jiàn)，然而發(fā)病率正在增加，為了優(yōu)化治療結(jié)果和避免潛在的危險(xiǎn)并發(fā)癥，提高對(duì)hvKP分離株的檢測(cè)能力很重要。

1 hvKP臨床分型

臨床上根據(jù)肺炎克雷伯菌感染病例治療的難度、非感染器官受損情況、耐藥性和病情進(jìn)展速度等指標(biāo)，把肺炎克雷伯菌經(jīng)驗(yàn)性分為經(jīng)典型（或普通型）肺炎克雷伯菌（classic klebsiella pneumoniae，CKP）和hvKP；因臨床上未明確區(qū)分指標(biāo)，有些學(xué)者根據(jù)臨床進(jìn)行定義。于昌萍等［2］進(jìn)行的一項(xiàng)肺炎克雷伯菌臨床表型及莢膜血清型和多位點(diǎn)序列分型（multisite sequence typing，MLST）的研究中，將無(wú)膽道基礎(chǔ)疾病的社區(qū)獲得性化膿性肝膿腫伴肝外共感染部位或血流感染患者分離到的肺炎克雷伯菌臨床定義為hvKP；但見(jiàn)諸于報(bào)道的相關(guān)文獻(xiàn)，大多把“拉絲”試驗(yàn)陽(yáng)性的肺炎克雷伯菌定義為hvKP，故hvKP在一些研究報(bào)道中被稱為高黏滯性肺炎克雷伯菌（hypermucoviscous klebsiella pneumoniae，HMKP）。ZHANG等［3］對(duì)我國(guó)10個(gè)城市近230株KP莢膜血清型、毒力基因分布的研究中，通過(guò)好氧肌動(dòng)蛋白檢測(cè)定義了87株hvKP；SHI等［4］通過(guò)對(duì)56 株不同序列肺炎克雷伯菌毒力水平表型采用“拉絲”試驗(yàn)、莢膜血清分型、MLST、毒力基因檢測(cè)、血清抗性測(cè)定等方法進(jìn)行研究后認(rèn)為，MLST是一種比較可靠的鑒別hvKP毒力水平的評(píng)價(jià)方法；俞云松等［5］基于MLST對(duì)肺炎克雷伯菌核心基因組等位基因進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性研究，共收集了中國(guó)20家醫(yī)院共272株肺炎克雷伯菌，按照臨床標(biāo)準(zhǔn)分為hvKP組和非高毒力肺炎克雷伯菌（nonhypervirulent klebsiella pneumoniae，nhvKP）組，進(jìn)行臨床資料比較、全基因組測(cè)序、毒力譜分析和核心基因組多位點(diǎn)序列分型（core genome MLST，cgMLST）。在此基礎(chǔ)上，建立了基于cgMLST方案的隨機(jī)森林預(yù)測(cè)模型，對(duì)hvKP進(jìn)行前瞻性識(shí)別；最后得出結(jié)論，基于核心基因組等位基因譜的隨機(jī)森林算法預(yù)測(cè)模型能夠準(zhǔn)確識(shí)別hvKP菌株。

2 hvKP莢膜血清型、毒力基因

對(duì)hvKP臨床識(shí)別和診斷的研究還在不斷進(jìn)展中，目前臨床和研究報(bào)道中常用聚合酶鏈?zhǔn)戏磻?yīng)（PCR）和基因測(cè)序檢測(cè)hvKP莢膜血清型、毒力基因，采用MLST對(duì)菌株進(jìn)行細(xì)菌的同源性分析。因hvKP在亞洲多發(fā)，目前相關(guān)研究報(bào)道大多來(lái)自于亞洲，以中國(guó)最多。

程莉［6］、吳華［7］、徐水寶等［8］研究中，常見(jiàn)的KP莢膜血清型為K1、K2、K5、K20、K54、K57和K206等，毒力基因?yàn)閣caG、rmpA、rmpA2、magA、fimH、mrkD、uge、wabG、aero、iucB、iutA、iroNB、ybtA、kfuBC、ureA、allS、aerobatin、cf29a等，MLST為ST23、ST65、ST86、ST412、ST29、ST1660、ST380、ST1364、ST700、ST2159型等。也有研究報(bào)道一些較少見(jiàn)的hvKP莢膜血清型、毒力基因和MLST。陳潔等［9］對(duì)57株KP毒力因子及其對(duì)小鼠致死性進(jìn)行的一項(xiàng)跨地域合作研究中，報(bào)道了iucA毒力基因。孫凱莉等［10］一項(xiàng)對(duì)hvKP莢膜血清分型、毒力基因的研究中，報(bào)道了kfu毒力基因。邱炳峰等［11］對(duì)hvKP莢膜血清K1型毒力基因的研究中，除常見(jiàn)分型外，還報(bào)道了1株ST600。SáNCHEZLóPEZ等［1］對(duì)4例hvKP引發(fā)敗血癥和肝膿腫的社區(qū)獲得性感染病例中，報(bào)道了wzx毒力基因以及ST375、ST881序列分型。

目前對(duì)hvKP莢膜血清型、毒力基因以及MLST的研究報(bào)道，仍以亞洲居多。SIU等［12］在2011年對(duì)中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)香港及新加坡577株KP感染病例進(jìn)行研究，分離出47株K1莢膜血清型，其中MLST以ST23型為主，ST163、ST138、ST249比例較少，另外還分離出新的STs，367、425、426。LIN等［13］在2014年仍對(duì)這三個(gè)地區(qū)26株KP莢膜血清型為K2的感染患者進(jìn)行分析，結(jié)果顯示MLST以ST65、ST86型為主，所有分離株都包含rmpA毒力基因，且?guī)缀醵紟в泻醚跫?dòng)蛋白基因。

SHI等［14］歷時(shí)15個(gè)月進(jìn)行了一個(gè)多中心針對(duì)KP pks基因簇的研究，收集了我國(guó)22個(gè)省市28個(gè)三級(jí)醫(yī)院共571株KP，其中117個(gè)為pks陽(yáng)性的KP分離株，ST23和ST65為優(yōu)勢(shì)序列類型，多數(shù)為毒力基因；該研究未對(duì)KP的莢膜血清型進(jìn)行檢測(cè)。汪強(qiáng)等［15］在導(dǎo)致肝膿腫hvKP的研究報(bào)道中，112高毒力株中102株檢出毒力基因，其余10株未檢出，K1莢膜血清型和毒力基因rmpA、wcaG為分離hvKP所攜帶的主要毒力基因型，而K1+rmpA+wcaG為優(yōu)勢(shì)毒力基因型攜帶模式。葉璟等［16］同樣對(duì)導(dǎo)致肝膿腫的27株拉絲試驗(yàn)陽(yáng)性的hvKP進(jìn)行分析，K1為主要血清分型，ST23為主要MLST分型，其次為ST86和ST65。趙金云等［17］對(duì)血源性感染分離的31株hvKP進(jìn)行了分析，以莢膜血清型以K1、K2型為主，rmpA、icuA、iroN、ybtS和allS為主要毒力基因。

魏丹丹等［18］報(bào)道了12株hvKP莢膜血清分型和毒力基因的研究，莢膜血清型全部為K1、K2，毒力基因?yàn)閙agA、rmpA，kfu、mrkD、wabG、allS檢出率也很高；王蓮慧等［19］在hvKP的毒力和耐藥研究中，分離出57株hvKP，莢膜血清型以K1、K2、K57、K20為主，MLST則以與K1密切相關(guān)的ST23、ST29菌株為主。杜芳玲等［20］對(duì)18株hvKP（CRHMKP）進(jìn)行相關(guān)研究，莢膜血清分型以wzi64-K14.64為主，毒力基因以mrkD、rmpA、iroN、rmpA2、aerobactin為主，MLST以ST11為主。

林佛君等［21-22］先后對(duì)血流感染hvKP和血流感染產(chǎn)ESBLs-KP的毒力基因和分子分型進(jìn)行研究，第1項(xiàng)研究得出的結(jié)論是，hvKP普遍帶有rmpA、rmpA2、wcag毒力基因，莢膜血清型以K1、K2為主，分子序列分型ST23、ST65和ST86為主；第2項(xiàng)研究結(jié)果認(rèn)為產(chǎn)ESBLs-KP主要流行ST型別為ST23、ST65、ST37和ST29。湯翠霞等［23］關(guān)于hvKP的研究報(bào)道中，莢膜血清分型以K57、K1、K2為主。LIN等［24］對(duì)收集的428株KP通過(guò)好氧肌動(dòng)蛋白檢測(cè)定義了124例hvKP，其中莢膜血清型K1（magA）、毒力基因rmpA、高粘黏度為常見(jiàn)，分子序列分型以ST23為主。

田李均等［25］對(duì)上海瑞金醫(yī)院分離的128株hvKP進(jìn)行毒力基因流行分布分析，莢膜血清型以K1、K2、K57，所有hvKP均含imH、wabG和ureA基因，p-rmpA和p-rmpA2基因檢出率分別為91.4%、82.8%，kfuBC和allS基因檢出率分別為41.4%和27.3%，與K1型相關(guān)。徐水寶等［8］對(duì)hvKP標(biāo)志物的探索研究中，血清型K1在hvKP組中的陽(yáng)性率為60%，毒力基因uge檢出率達(dá)100%；其次是fimH，占96%；wabG和ybtA也在90%以上，且認(rèn)為rmpA2、magA、fimH、aero、iutA、kfuBC可作為hvKP的分子標(biāo)志物，尤其是iutA。

沈定霞等［26］對(duì)HMKP的莢膜分型、毒力基因進(jìn)行檢測(cè)，178株KP中，83株通過(guò)拉絲試驗(yàn)定義為HMKP，莢膜為分型以K1、K2、K57為主，其中77株檢測(cè)出毒力基因rmpA。LIU等［27］對(duì)北京朝陽(yáng)醫(yī)院22株hvKP分析，認(rèn)為血清型以K1、K2、K20和K57為主，分子序列以ST23多見(jiàn)。YAO等［28］對(duì)北醫(yī)三院CR-hvKP臨床和分子特征進(jìn)行研究，得出結(jié)論認(rèn)為hvKP分子分型以ST65、ST25為主，而CR-hvKP則以ST11為主。

3 小結(jié)

hvKP在中國(guó)地區(qū)流行趨勢(shì)明顯，但其高毒力的識(shí)別方法以及主要致病的莢膜血清型、毒力基因和MLST尚無(wú)相關(guān)研究；另外，浙江地區(qū)關(guān)于hvKP尚無(wú)相關(guān)的流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)，故浙江省地區(qū)的hvKP莢膜分型、毒力基因分布是否有自身特點(diǎn)，也待進(jìn)一步分析研究。