Antibiotics | 引人注目的 blaKPC 基因在铜绿假单胞菌中的新移动机制

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本研究揭示了铜绿假单胞菌中 blaKPC-2 和 blaKPC-3 基因的新型遗传移动平台，包括 Tn2 衍生的非 Tn4401 元素（NTEKPC-IIg）以及 ISPa38/TnPa38 的插入事件。这些发现为理解铜绿假单胞菌耐药性的传播提供了重要线索。

 

文献概述
本文《blaKPC 基因在铜绿假单胞菌中的新移动机制：blaKPC-3 的获得与新型 Tn2 样 NTE 元素介导 blaKPC-2 的鉴定》，发表于《Antibiotics》杂志，回顾并总结了来自哥伦比亚的铜绿假单胞菌流行克隆 ST111 和 ST235 中 blaKPC 基因的遗传平台特征。

背景知识
碳青霉烯类抗生素长期以来被视为治疗多重耐药细菌感染的最后手段，而 blaKPC 基因的出现与扩散显著降低了其疗效。铜绿假单胞菌是一种广泛存在于医院环境中的条件致病菌，其耐药机制复杂且多样化，包括外膜孔蛋白缺失、外排泵过表达、以及碳青霉烯酶（如 KPC 和 VIM）的获得。blaKPC 基因最初在克雷伯氏菌中被发现，近年来已扩散至铜绿假单胞菌，尤其在 ST111 和 ST235 克隆中频繁出现。本研究揭示了这些克隆中 blaKPC 基因的新移动元件，包括新型 Tn2 衍生的 NTEKPC-IIg 结构以及 ISPa38/TnPa38 介导的染色体整合机制。这些遗传元件的鉴定对于理解耐药性在不同质粒和染色体平台中的稳定化与传播具有重要意义。

 

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研究方法与实验
本研究在哥伦比亚六所大型医院中收集了 128 株碳青霉烯类耐药铜绿假单胞菌，其中 66 株携带 blaKPC 基因。通过全基因组测序（WGS）和比较基因组学分析，研究人员鉴定了 blaKPC-2 和 blaKPC-3 基因的遗传平台，并分析了其与质粒及转座子的关联性。重点分析了 ST111 和 ST235 克隆中 blaKPC 基因的移动机制，包括质粒结构、插入序列（IS）以及非-Tn4401 遗传元件的特征。

关键结论与观点

• blaKPC-3 基因在 ST111 克隆中通过 Tn4401b 质粒进行传播，并且在某些菌株中通过 ISPa38/TnPa38 插入整合到染色体中。
• blaKPC-2 基因在 ST235 克隆中由新型 Tn2 衍生的非-Tn4401 遗传元件（NTEKPC-IIg）介导，该结构未归属于已知的质粒不相容群，且不携带额外耐药基因。
• 在 blaKPC-2 遗传平台中，研究人员发现了 ISKmi1 插入，该插入属于 IS30 转座子家族，并在 blaKPC 基因上游引入新的启动子区域，可能影响其表达调控。
• blaKPC-2 和 blaKPC-3 基因在哥伦比亚不同医院中广泛传播，其中 NTEKPC-IIg 在五所医院中出现于 18 株（27.3%），表明其具有较强的扩散能力。
• ISPa38/TnPa38 被鉴定为新型转座子结构，其在 ST111 克隆中形成伪复合转座子结构，并可能通过复制性转座机制促进 blaKPC 基因的稳定整合。

研究意义与展望
本研究首次揭示了 blaKPC-3 基因在铜绿假单胞菌中的质粒介导传播，以及 blaKPC-2 基因通过新型 Tn2-NTEKPC-IIg 结构的移动机制。这些结果强调了碳青霉烯酶基因在不同移动遗传元件（MGE）作用下的持续演化，以及高风险克隆在全球范围内的传播潜力。未来应加强基因组监测以追踪这些耐药元件的扩散路径，并探索其在临床环境中的稳定化机制。

 

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结语
blaKPC 基因的持续扩散是多重耐药铜绿假单胞菌传播的关键驱动因素。本研究在哥伦比亚的临床分离株中鉴定出两种新的 blaKPC 移动平台，其中一种（NTEKPC-IIg）由 Tn2 转座子衍生，另一种（ISPa38/TnPa38）参与染色体整合。这些发现表明，blaKPC 基因的传播不仅依赖于传统的 Tn4401 转座子，还涉及其他转座子和插入序列的协同作用。因此，基因组监测和分子流行病学研究对于耐药性控制至关重要。未来，应进一步研究这些新型移动元件的分子机制及其对细菌适应性和致病性的潜在影响，以支持更有效的感染控制策略。

 

Deisy Abril, Juan Bravo-Ojeda, Julio-Cesar Garcia, Natasha Vanegas Gómez, and Javier Escobar-Pérez. New Insights in blaKPC Gene Mobilization in Pseudomonas aeruginosa: Acquisition of blaKPC-3 and Identification of a New Tn2-like NTE Mobilizing blaKPC-2. Antibiotics.