王辉教授团队：发现高毒力碳青霉烯耐药大肠 KpnK48 亚克隆的“类肺克式进化”新威胁

明丫头

近日，北京大学人民医院王辉教授团队在Drug Resistance Updates杂志上在线发表了题为KpnK48 clone driving hypervirulent carbapenem-resistant Escherichia coli epidemics: Insights into its evolutionary trajectory similar to Klebsiella pneumoniae的研究成果，系统揭示了具有“类肺炎克雷伯菌”进化特征的大肠埃希菌高风险亚克隆——KpnK48的起源与全球传播轨迹。



研究首次揭示了临床重要病原菌毒力与耐药表型趋同进化的模式，拓展了对新型高危耐药克隆演化机制的理解，具有重要的科学意义与全球健康价值。

碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌（CRE）被认为是临床“超级细菌”，其中大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌最为常见。近年来，以肺炎克雷伯菌为代表的兼具高毒力与高耐药菌株正持续威胁全球公共卫生安全。

该研究系统揭示了一种具有“类肺炎克雷伯菌”进化特征的高毒高耐大肠埃希菌（hv-CREC）亚克隆—KpnK48的起源与进化路径，为防控新型耐药致病菌提供了重要线索。

研究团队通过对2013至2022年间全国22个省份76家医院收集的653株CREC进行基因组学分析，发现ST167为主要流行株，尤其在2017年后迅速扩张。其中，KpnK48亚克隆占比最高，表现出高度耐药、显著生长优势及毒力增强的特点，成为我国CREC快速传播的关键推手。

系统发育分析显示，KpnK48亚克隆起源于20世纪90年代的欧洲，随后通过亚洲传播至全球。其被发现同时存在于环境与动物样本中，提示其可能具有“人-动物-环境”间跨物种传播的风险。

通过泛基因组关联分析，发现KpnK48亚克隆携带独特的核心基因组，包括120个几乎特有于KpnK48的染色体核心基因，以及1902个显著相关的SNP位点。其中超过96%的SNP集中于一段约492 kb的重组区域。该区域在结构上与驱动肺炎克雷伯菌ST11-KL64高毒高耐克隆产生的重组片段（483 kb）高度同源，提示两种细菌可能存在趋同的进化机制，该区域包含诸多与荚膜合成、O抗原结构、ICEKp4、外排泵、DNA修复系统以及铁锌等营养获取系统相关的基因。

在质粒层面，KpnK48显现出独特的耐药基因携带模式。与中国其他CREC菌株主要通过小型IncX3质粒携带blaNDM基因不同，KpnK48以大型IncF型质粒为主，该类型质粒在肺炎克雷伯菌中是耐药与毒力共携的重要平台。ST167菌株检测到的71个blaNDM环化质粒中，94.3%的IncF型质粒来源于KpnK48，而94.3%的IncX3质粒则来自非KpnK48菌株。值得注意的是，IncF质粒携带除blaNDM外的多种耐药基因外，还包含iuc与iro等毒力因子，进一步增强了KpnK48的抗性与致病能力。

CREC高风险亚克隆KpnK48在我国广泛传播，其呈现出与肺炎克雷伯菌趋同进化的趋势，预示着耐药与毒力融合的更广泛发展态势，具有重要的全球健康意义。

研究揭示了KpnK48的进化起源与传播轨迹，为理解不同耐药菌之间的遗传交流提供了新视角，强调需高度关注细菌间大片段基因组的跨种转移与快速适应演化。未来需加强分子监测与流行病学追踪，警惕其在人群、动物和环境中的扩散，并加快新型抗菌策略与防控措施的研发。