高毒力肺炎克雷伯菌荚膜血清型、毒力基因分布的研究进展

王刚 孔亚飞 王云超

肺炎克雷伯菌（klebsiella pneumoniae，KP）是一种临床常见的感染致病菌，在医院集中收治的病例中，尤其是在重症医学科（intensive care unit，ICU）和院内感染（hospital acquired pneumonia，HAP）的病例中检出率很高。研究报道第1例高毒力肺炎克雷伯菌（hypervirulent klebsiella pneumoniae，hvKP）引起的新综合征病例，其主要特征是在年轻和免疫功能强的宿主中引起严重感染的能力；其毒力可以通过高效铁摄取和荚膜增厚来解释，这赋予了其特有的高黏滞表型。大多数病例来自亚洲，随后逐渐传播到美洲和欧洲，但发病率较低。SÁNCHEZ-LÓPEZ等［1］对4例hvKP引发败血症和肝脓肿的社区获得性感染病例进行分析后认为，亚洲以外，hvKP感染病例报道不多见，然而发病率正在增加，为了优化治疗结果和避免潜在的危险并发症，提高对hvKP分离株的检测能力很重要。

1 hvKP临床分型

临床上根据肺炎克雷伯菌感染病例治疗的难度、非感染器官受损情况、耐药性和病情进展速度等指标，把肺炎克雷伯菌经验性分为经典型（或普通型）肺炎克雷伯菌（classic klebsiella pneumoniae，CKP）和hvKP；因临床上未明确区分指标，有些学者根据临床进行定义。于昌萍等［2］进行的一项肺炎克雷伯菌临床表型及荚膜血清型和多位点序列分型（multisite sequence typing，MLST）的研究中，将无胆道基础疾病的社区获得性化脓性肝脓肿伴肝外共感染部位或血流感染患者分离到的肺炎克雷伯菌临床定义为hvKP；但见诸于报道的相关文献，大多把“拉丝”试验阳性的肺炎克雷伯菌定义为hvKP，故hvKP在一些研究报道中被称为高黏滞性肺炎克雷伯菌（hypermucoviscous klebsiella pneumoniae，HMKP）。ZHANG等［3］对我国10个城市近230株KP荚膜血清型、毒力基因分布的研究中，通过好氧肌动蛋白检测定义了87株hvKP；SHI等［4］通过对56 株不同序列肺炎克雷伯菌毒力水平表型采用“拉丝”试验、荚膜血清分型、MLST、毒力基因检测、血清抗性测定等方法进行研究后认为，MLST是一种比较可靠的鉴别hvKP毒力水平的评价方法；俞云松等［5］基于MLST对肺炎克雷伯菌核心基因组等位基因进行了一项前瞻性研究，共收集了中国20家医院共272株肺炎克雷伯菌，按照临床标准分为hvKP组和非高毒力肺炎克雷伯菌（nonhypervirulent klebsiella pneumoniae，nhvKP）组，进行临床资料比较、全基因组测序、毒力谱分析和核心基因组多位点序列分型（core genome MLST，cgMLST）。在此基础上，建立了基于cgMLST方案的随机森林预测模型，对hvKP进行前瞻性识别；最后得出结论，基于核心基因组等位基因谱的随机森林算法预测模型能够准确识别hvKP菌株。

2 hvKP荚膜血清型、毒力基因

对hvKP临床识别和诊断的研究还在不断进展中，目前临床和研究报道中常用聚合酶链氏反应（PCR）和基因测序检测hvKP荚膜血清型、毒力基因，采用MLST对菌株进行细菌的同源性分析。因hvKP在亚洲多发，目前相关研究报道大多来自于亚洲，以中国最多。

程莉［6］、吴华［7］、徐水宝等［8］研究中，常见的KP荚膜血清型为K1、K2、K5、K20、K54、K57和K206等，毒力基因为wcaG、rmpA、rmpA2、magA、fimH、mrkD、uge、wabG、aero、iucB、iutA、iroNB、ybtA、kfuBC、ureA、allS、aerobatin、cf29a等，MLST为ST23、ST65、ST86、ST412、ST29、ST1660、ST380、ST1364、ST700、ST2159型等。也有研究报道一些较少见的hvKP荚膜血清型、毒力基因和MLST。陈洁等［9］对57株KP毒力因子及其对小鼠致死性进行的一项跨地域合作研究中，报道了iucA毒力基因。孙凯莉等［10］一项对hvKP荚膜血清分型、毒力基因的研究中，报道了kfu毒力基因。邱炳峰等［11］对hvKP荚膜血清K1型毒力基因的研究中，除常见分型外，还报道了1株ST600。SÁNCHEZLÓPEZ等［1］对4例hvKP引发败血症和肝脓肿的社区获得性感染病例中，报道了wzx毒力基因以及ST375、ST881序列分型。

目前对hvKP荚膜血清型、毒力基因以及MLST的研究报道，仍以亚洲居多。SIU等［12］在2011年对中国台湾、中国香港及新加坡577株KP感染病例进行研究，分离出47株K1荚膜血清型，其中MLST以ST23型为主，ST163、ST138、ST249比例较少，另外还分离出新的STs，367、425、426。LIN等［13］在2014年仍对这三个地区26株KP荚膜血清型为K2的感染患者进行分析，结果显示MLST以ST65、ST86型为主，所有分离株都包含rmpA毒力基因，且几乎都带有好氧肌动蛋白基因。

SHI等［14］历时15个月进行了一个多中心针对KP pks基因簇的研究，收集了我国22个省市28个三级医院共571株KP，其中117个为pks阳性的KP分离株，ST23和ST65为优势序列类型，多数为毒力基因；该研究未对KP的荚膜血清型进行检测。汪强等［15］在导致肝脓肿hvKP的研究报道中，112高毒力株中102株检出毒力基因，其余10株未检出，K1荚膜血清型和毒力基因rmpA、wcaG为分离hvKP所携带的主要毒力基因型，而K1+rmpA+wcaG为优势毒力基因型携带模式。叶璟等［16］同样对导致肝脓肿的27株拉丝试验阳性的hvKP进行分析，K1为主要血清分型，ST23为主要MLST分型，其次为ST86和ST65。赵金云等［17］对血源性感染分离的31株hvKP进行了分析，以荚膜血清型以K1、K2型为主，rmpA、icuA、iroN、ybtS和allS为主要毒力基因。

魏丹丹等［18］报道了12株hvKP荚膜血清分型和毒力基因的研究，荚膜血清型全部为K1、K2，毒力基因为magA、rmpA，kfu、mrkD、wabG、allS检出率也很高；王莲慧等［19］在hvKP的毒力和耐药研究中，分离出57株hvKP，荚膜血清型以K1、K2、K57、K20为主，MLST则以与K1密切相关的ST23、ST29菌株为主。杜芳玲等［20］对18株hvKP（CRHMKP）进行相关研究，荚膜血清分型以wzi64-K14.64为主，毒力基因以mrkD、rmpA、iroN、rmpA2、aerobactin为主，MLST以ST11为主。

林佛君等［21-22］先后对血流感染hvKP和血流感染产ESBLs-KP的毒力基因和分子分型进行研究，第1项研究得出的结论是，hvKP普遍带有rmpA、rmpA2、wcag毒力基因，荚膜血清型以K1、K2为主，分子序列分型ST23、ST65和ST86为主；第2项研究结果认为产ESBLs-KP主要流行ST型别为ST23、ST65、ST37和ST29。汤翠霞等［23］关于hvKP的研究报道中，荚膜血清分型以K57、K1、K2为主。LIN等［24］对收集的428株KP通过好氧肌动蛋白检测定义了124例hvKP，其中荚膜血清型K1（magA）、毒力基因rmpA、高粘黏度为常见，分子序列分型以ST23为主。

田李均等［25］对上海瑞金医院分离的128株hvKP进行毒力基因流行分布分析，荚膜血清型以K1、K2、K57，所有hvKP均含imH、wabG和ureA基因，p-rmpA和p-rmpA2基因检出率分别为91.4%、82.8%，kfuBC和allS基因检出率分别为41.4%和27.3%，与K1型相关。徐水宝等［8］对hvKP标志物的探索研究中，血清型K1在hvKP组中的阳性率为60%，毒力基因uge检出率达100%；其次是fimH，占96%；wabG和ybtA也在90%以上，且认为rmpA2、magA、fimH、aero、iutA、kfuBC可作为hvKP的分子标志物，尤其是iutA。

沈定霞等［26］对HMKP的荚膜分型、毒力基因进行检测，178株KP中，83株通过拉丝试验定义为HMKP，荚膜为分型以K1、K2、K57为主，其中77株检测出毒力基因rmpA。LIU等［27］对北京朝阳医院22株hvKP分析，认为血清型以K1、K2、K20和K57为主，分子序列以ST23多见。YAO等［28］对北医三院CR-hvKP临床和分子特征进行研究，得出结论认为hvKP分子分型以ST65、ST25为主，而CR-hvKP则以ST11为主。

3 小结

hvKP在中国地区流行趋势明显，但其高毒力的识别方法以及主要致病的荚膜血清型、毒力基因和MLST尚无相关研究；另外，浙江地区关于hvKP尚无相关的流行病学调查数据，故浙江省地区的hvKP荚膜分型、毒力基因分布是否有自身特点，也待进一步分析研究。