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【派森诺项目文章】柳叶刀子刊!测序揭示肺炎克雷伯氏菌高毒耐药原因!

2017-11-23

 

好消息!最近,派森诺生物与河南农业大学杜向党教授团队合作,对4株新分离的具有多重耐药性和高毒力特性的碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯氏菌(Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae,CRKP)进行全基因组测序研究,成果以“Correspondence”的形式顺利发表在医学界权威刊物《柳叶刀》旗下子刊《The Lancet Infectious Diseases》(最新影响因子:19.864)!可喜可贺!


研究背景


2016年,《The Lancet Infectious Diseases》曾发表一篇流行病学研究论文,报道了一起由ST11型碳青霉烯类耐药高毒力肺炎克雷伯菌(ST11 CR-HvKP)感染引起的致命呼吸道相关肺炎流行病例。揭示了一个令人担忧的细菌演化现象——在碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯氏菌(CRKP)中同时存在由质粒介导的多重抗性和高毒力特性,这无疑是对肺炎克雷伯氏菌感染防控工作的巨大挑战。


基于此背景,河南农业大学研究人员做了一项调查碳青霉烯类耐药高毒力肺炎克雷伯菌(CR-HvKP)在中国的回溯研究(未发表)。在2011年至2016年间,研究人员分别从临床患者和动物体内分离了253株和102株肺炎克雷伯氏菌,并筛选碳青霉烯酶基因(blaOXA-48-liker,blaIMP,blaVIM,blaKPC和blaNDM)和毒力基因(rmpA, rmpA2,iucA,和iroN)。


测序平台:PacBio RS II&Illumina MiSeq


研究结果:


从人类患者中分离出的四株CRKP菌株同时具有blaKPC-2,rmpA,rmpA2,iucA和iroN基因。该4株菌均属于ST11菌株,对碳青霉烯类抗生素和其他抗生素耐药,其中菌株KP267对替加环素耐药(如表1)。


 


S1-PFGE电泳和Southern杂交结果显示,该4株CRKP菌株携带了两种不同类型的质粒——携带毒力基因质粒(280kb或230kb)和编码blaKPC-2基因质粒(54kb或78kb;如图1)。


 

为了研究CR-HvKP菌株KP267对替加环素产生抗性的机制,研究人员对KP267菌株进行了全基因组和质粒基因组的测序。结果显示,两完整质粒大小分别为233,479 bp和57,689 bp。其中较大质粒pVir-CR-HvKP267(NCBI登录号MG053312)与毒力质粒pLVPK(NCBI登录号AY378100)高度同源(见图2);较小质粒pKPC-CR-HvKP267(NCBI登录号MG053313)携带blaKPC-2基因(如图3),与S1-PFGE电泳和Southern印迹结果一致。

 

除了blaKPC-2基因,质粒pKPC CR-HvKP267还携带了其他抗生素抗性基因,包括tet(A)突变体,bla LAP-2,qnrS1,aac(3)-IId,dfrA1和sulI。将pKPC-CR-HvKP267质粒携带的tet(A)突变体基因经EcoRⅠ消化克隆至pBluescript载体,转化至DH5α大肠杆菌中,可赋予大肠杆菌替加环素抗性,表明tet(A)突变体在KP267中介导替加环素抗性。


总结:


肺炎克雷伯菌是获得性感染相关的条件致病菌,在全世界范围内,该菌常引起难治愈性感染。随着多药耐药肺炎克雷伯氏菌的增加,其已经成为一严重的公共卫生负担。CR-HvKP中tet(A)突变体基因的存在可能进一步限制了该病原的治疗选择。


本研究的全基因组测序和拼接注释工作由派森诺生物完成。


文章索引


Hong Yao, Shangshang Qin, Sheng Chen, et al. Emergence ofcarbapenem-resistanthypervirulent Klebsiellapneumoniae.The Lancet Infectious Diseases, Published online November 1, 2017.


阅读原文链接:


http://dx.doi.org/10.1016/S1473-3099(17)30628-X


河南农业大学相关报道链接:


http://mp.weixin.qq.com/s/Sn-cF1Jw6AWgiBJKmQneRA