Nat Micro ：陈声科研团队在克雷伯氏菌中发现一种可结合的毒力质粒 ​

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肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）是一种常见的人类共生机会致病菌，可引起严重的医院感染，尤其是在免疫系统受损的患者中【1】。自1980年代初以来，高毒力肺炎克雷伯氏菌（hvKP）感染已变得普遍，并导致全球死亡人数增加【2】。HvKP除了对氨苄青霉素具有抗药性外，很少对常用的抗菌剂具有抗性。然而，耐碳青霉烯的HvKP菌株（CR-HvKP）已经被发现并报道【3,4】。这种菌株的出现是由于hvKP菌株获得了编码碳青霉烯酶的可移动遗传元件，或者是耐碳青霉烯的肺炎克雷伯氏菌（CRKP）获得了类似pLVPK的毒力质粒。不过毒力质粒的非结合性限制了CR-HvKP的出现和传播速度。

2019年9月30日，香港城市大学传染病及公共卫生系陈声教授课题组与浙江大学第二附属医院合作（第一作者为博士生杨雪梅）在Nature Microbiology杂志上发表了题为A conjugative plasmid that augments virulence in Klebsiellapneumoniae 的研究，首次报道了一种可结合的毒力质粒。

该团队发现一株临床分离的Klebsiella variicola菌株同时表现出碳青霉烯耐药以及与毒力相关的超粘性特征。进一步对其毒力进行实验，发现该菌株在蜡蛾幼虫模型和小鼠模型中均表现出高毒力。随后，作者对该菌株进行全基因组测序，发现该菌株同时含有一个毒力质粒和一个碳青霉烯耐药质粒。其中，该毒力质粒是将100kb的高毒力质粒pLVPK编码毒力的基因片段整合到结合型IncFIB质粒中而形成的（图1）。

为验证该毒力质粒的结合性，作者分别使用大肠杆菌和不同ST类型的临床肺炎克雷伯氏菌作为受体菌进行结合实验。结果发现该质粒可成功结合至三种不同ST型的菌株，包括最主要的ST11型以及大肠杆菌EC600菌株。并且用只含有该毒力质粒的大肠杆菌EC600菌株作为供体菌，该质粒可以结合至所有被试的12个不同ST型的肺炎克雷伯氏菌。说明无需其他质粒的帮助，该质粒即可有效地传播至其他细菌。

为检测获得该毒力质粒对肺炎克雷伯氏菌毒性的影响，作者又进行了相关毒力实验。实验发现大部分菌株获得该质粒后粘性显著增加。对其中一株CRKP菌株和cKP菌株进一步研究，发现这两株菌在获得该毒力质粒后粘性水平和荚膜多糖含量均显著提高，达到hvKP菌株的水平。并且CRKP菌株在获得毒力质粒后在蜡蛾幼虫和小鼠模型中均表现出高毒力。

综上，陈声教授课题组发现了一种可以结合的毒力质粒，此类质粒可以与耐碳青霉烯的克雷伯菌菌株结合，使它们能够同时表达对碳青霉烯的耐药性和高毒力。与非结合型pLVPK质粒不同，可结合毒力质粒的出现可能会促进革兰氏阴性细菌病原体中毒力编码元件的快速传播。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41564-019-0566-7

参考文献

1. Paczosa, M.K. and J. Mecsas, Klebsiella pneumoniae: Going on the Offensewith a Strong Defense. Microbiol Mol Biol Rev, 2016. 80(3): p. 629-61.

2. Shon,A.S. and T.A. Russo, HypervirulentKlebsiella pneumoniae: the next superbug? Future Microbiol, 2012. 7(6): p. 669-71.

3. Zhang,Y., et al., Emergence of a hypervirulentcarbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae isolate from clinical infections inChina. J Infect, 2015. 71(5): p.553-60.

4. Gu,D., et al., A fatal outbreak of ST11carbapenem-resistant hypervirulent Klebsiella pneumoniae in a Chinese hospital:a molecular epidemiological study. The Lancet Infectious Diseases, 2017.