重症医学科产 KPC-2 肺炎克雷伯菌的耐药情况分析及同源性研究论文

2024-05-25 14:38:54 来源: 作者:xuling
摘要:产丝氨酸碳青霉烯酶是造成ICU分离耐青霉烯类肺炎克雷伯菌的耐药机制,酶基因为KPC-2型,且本院重症医学科存在耐青霉烯类肺炎克雷伯的克隆传播。
[摘要]目的探究重症医学科产碳青霉烯酶-2(Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase,KPC-2)肺炎克雷伯菌的耐药状况并分析其同源性情况。方法回顾性选取2020年10月—2022年9月睢宁县人民医院收治的46例重症医学科患者的临床资料,从中提取46株耐青霉烯类肺炎克雷伯菌菌株,进行药敏性试验、mCIM及eCIM联合试验,并采用聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)扩增法检测待测菌的耐药基因,实施序列检测,使用脉冲场凝胶电泳(Pulsed field Gel Electrophoresis,PFGE)实施同源性分析。结果待测菌对替加环素、复方新诺明、阿米卡星、妥布霉素及庆大霉素有敏感性;mCIM及eCIM试验结果显示46株耐青霉烯类肺炎克雷伯菌均产丝氨酸碳青霉烯酶;待测菌株携带肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶基因阳性率达100.00%。结论产丝氨酸碳青霉烯酶是造成ICU分离耐青霉烯类肺炎克雷伯菌的耐药机制,酶基因为KPC-2型,且本院重症医学科存在耐青霉烯类肺炎克雷伯的克隆传播。
[关键词]重症医学科,肺炎克雷伯菌,同源性,耐药性
Analysis of Drug Resistance Situation of Klebsiella pneumoniae KPC-2 Produced in Critical Care Medicine and Homology Study
QI Limin1,CHEN Jianjun2
1.Department of Laboratory,Suining County People's Hospital,Xuzhou,Jiangsu Province,221200 China;2.Depart⁃ment of Laboratory,Xuzhou First People's Hospital,Xuzhou,Jiangsu Province,221002 China
[Abstract]Objective To investigate the drug resistance of Klebsiella pneumoniae carbapenemase(KPC-2)produced by Klebsiella pneumoniae in intensive care department and analyze its homology.Methods The clinical data of 46 pa⁃tients admitted to the intensive care department of Suining County People's Hospital from October 2020 to September 2022 were retrospectively selected.46 strains of penamenem-resistant Klebsiella pneumoniae were extracted from the patients.Drug susceptibility test,mCIM and eCIM combined test were conducted.The drug resistance genes of the bacteria were detected by polymerase chain reaction(PCR)amplification,sequence detection was performed,and ho⁃mology analysis was performed by pulsed field gel electrophoresis(PFGE).Results The tested bacteria were suscep⁃tible to tigecycline,cotrimoxazole,amikacin,tobramycin and gentamicin.mCIM and eCIM showed that all 46 strains of penicillin-resistant Klebsiella pneumoniae produced serine carbapenemases.The positive rate of Klebsiella pneu⁃moniae carbapenemase gene was 100.00%.Conclusion Serine-producing carbapenemase is the resistance mecha⁃nism responsible for the isolation of penicillin-resistant Klebsiella pneumoniae in the ICU,the enzyme gene is of KPC-2 type,and there is a clonal transmission of penicillin-resistant Klebsiella pneumoniae in the Department of Critical Care Medicine of the hospital.
[Key words]Critical care medicine unit;Klebsiella pneumoniae;Homology;Drug resistance
肺炎克雷伯菌常存在人体呼吸道及肠道内,是正常肠道微生物群的一部分,而在免疫系统明显削弱时可引发感染,特别是肺部感染,病情严重者可引发胸腔积液等并发症[1]。对此类感染者常在早期实施抗生素治疗,然而目前抗生素的滥用现象较为普遍,这导致病原菌较易产生超广谱耐药酶,进而对各抗生素产生耐药作用[2]。因此近几年临床由肺炎克雷伯菌引发的感染率明显上升,同时耐药菌株数量显著增加,这使得患者病情较易反复[3]。肺炎克雷伯菌产生对碳青霉烯类药物的耐药性主要归因于它含有的碳青霉烯酶-2(Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase,KPC-2),这种酶使其能够抵抗碳青霉烯类抗生素的作用[4-5]。本研究回顾性选取2020年10月—2022年9月睢宁县人民医院收治的46例重症医学科患者的临床资料,从中提取46株耐青霉烯类肺炎克雷伯菌菌株实施耐药性和同源性分析,旨在为临床正确应用抗生素提供合理依据。现报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料
回顾性选取本院收治的46例产KPC-2肺炎克雷伯菌感染患者的临床资料,送检标本中共分离出46株耐青霉烯类肺炎克雷伯菌菌株。其中痰液37例,尿液4例,血液4例,分泌物1例。
1.2方法
①药敏试验。应用革兰氏阴性菌卡片及药敏分析系统对本次研究标本进行测试,以符合美国临床与实验室标准协会(Clinical and Laboratory Standards Institute,CLSI)相关准则做出最终判断。
②对46株耐青霉烯类肺炎克雷伯菌菌株行青霉烯酶表型检测,方式为改良碳青霉烯灭活试验联合EDTA改良碳青霉烯灭活试验。阳性、阴性菌株分别为肺炎克雷伯菌ATCC BAA1705、ATCC BAA1706。改良碳青霉烯灭活试验如下:将于平板上过夜孵育的1μL满环细菌接种至2 mL的TSB培养基管内,漩涡震荡10~15 s,培养管内加入美罗培南纸片,设置温度35℃,孵育4 h;用生理盐水制备大肠埃希菌ATCC25922,并使用纸片扩散法将其涂抹在琼脂培养基(Mueller Hinton Agar,MHA)培养基上,在平板上干燥3~10 min后放置美罗培南纸片,在10μl接种环中取出部分TSB培养基内的美罗培南纸片菌悬液,然后用相同接种环自培养基试管内取出美罗培南纸片,将该纸片黏附于已涂有敏感大肠埃希菌ATCC25922的MHA琼脂表面。倒置MHA平板,35℃孵育18~24 h,最后用纸片扩散法测量抑菌圈直径。EDTA改良碳青霉烯灭活试验如下:在第2个2 mL的TSB管内进行标记以进行实验,然后向管内加入20μL的0.5 mol/L的EDTA,使之浓度为5 mmol/L,根据改良碳青霉烯灭活试验步骤进行操作,且平行处理改良碳青霉烯灭活试验管及EDTA改良碳青霉烯灭活试验管,取出管内美罗培南纸片贴于涂有美罗培南敏感大肠埃希菌ATCC25922的相同MHA平板上。③耐药基因检测。用水煮法取肺炎克雷伯菌的DNA,并用聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)扩增肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶的耐药基因。通过凝胶电泳技术以检查扩增产物的结果。④DNA测序。对肺炎克雷伯菌中的碳青霉烯酶阳性菌株进行PCR扩增,然后纯化所得的PCR产物,将DNA样本送至DNA测序仪进行测序,测序结果与已知DNA序列比对,确定菌株的基因型。⑤同源性分析。取17株ICU分离的耐碳青霉烯酶类肺炎克雷伯菌实施脉冲电泳凝胶电脉分析。分析后用溴化乙锭(Ethidium Bromide,EB)染色,凝胶成像,得到图像,并以此实施聚类分析,根据脉冲场凝胶电泳(Pulsed Field Gel Electrophore⁃sis,PFGE)解释标准及Dice系数以分析脉冲电泳凝胶电脉带型间的相似度,将80%设为相似度的临界值,从而评估不同菌株间的遗传亲缘性。
2结果
2.1药敏试验
待测菌对庆大霉素、阿米卡星、替加环素、复方新诺明存在敏感性。见表1。
2.2 mCIM及eCIM试验
46株耐碳青霉烯酶类肺炎克雷伯菌的mCIM阳性,eCIM阴性,且均为产丝氨酸碳青霉烯酶菌株。
2.3耐药基因
经PCR扩增,46株待测菌株内有肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶型基因46株,阳性率为100.00%。
2.4 DNA测序
PCR扩增产物测序结果证实为KPC-2型基因。见图1。
2.5同源性分析
ICU的17株耐碳青霉烯酶类肺炎克雷伯菌同源性分析结果见图2,且该菌株可分为3个克隆型,分别含有11个、5个及1个菌株。见图2。
3讨论
近年来虽然耐碳青霉烯酶类肺炎克雷伯菌的检出率逐年增加,但其临床治疗难度却并未显著降低[6-7]。了解肺炎克雷伯菌的耐药机制及同源情况对于指导临床合理用药具有重要意义,并为应对耐药性问题提供了关键信息。由于ICU患者病情较为严重,患者机体免疫力较差,因此使用抗生素种类较多,易增加耐药菌的出现。
本研究观察到,仅庆大霉素、阿米卡星、替加环素、复方新诺明对细菌有敏感性,而碳青霉烯类、头孢类及喹诺酮类药物的耐药性为100%。而在马孝煜等[8]研究结果中表明,耐青霉烯类肺炎克雷伯菌对抗菌药物的耐药率可见,耐药率最高的为氨苄西林,耐药率为100%,其次为头孢唑林,耐药率为94.44%,与本研究结果不同,原因主要为本院由于存在喹诺酮类药物的滥用现象,因此使细菌耐药性上升。
亦有相关研究表明,含有碳青霉烯酶基因的肺炎克雷伯菌对一般的抗生素表现出较强的耐药性,且感染此类耐碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌的患者更易造成致命性结果[9]。本研究观察到,本院ICU的耐碳青霉烯酶类肺炎克雷伯菌均携带KPC-2的编码基因,其与宋国滨等[10]研究结果相似,在其研究中,4个ICU病房内的耐青霉烯类肺炎克雷伯菌均以产KPC-2为主。美罗培兰等抗菌药物对革兰氏阴性杆菌的多重感染具有较好临床疗效。碳青霉烯类抗菌药的耐药机制为产KPC-2,其可水解青霉素类、碳青霉烯类等抗菌药,碳青霉烯酶是一种Bush-2f Ambler-A类型的β-内酰胺酶,其可有效水解β-内酰胺结构,是造成肺炎克雷伯菌耐药的重要因素[10]。本研究观察到,46株耐碳青霉烯酶类肺炎克雷伯菌的mCIM联合eCIM试验结果与碳青霉烯酶基因检测结果符合率为100%。说明mCIM联合eCIM试验对筛选菌株产生碳青霉烯酶具有显著作用,其对于临床用药具有重要意义[11]。本研究观察到,经同源性分析结果可见,本院ICU分离的耐碳青霉烯酶类肺炎克雷伯菌中相同克隆型内菌株之间具有极高相似性,表明此类菌株由两个主要克隆型的克隆播散造成。分析原因主要为,医院ICU治疗环境相较于其他科室较为封闭,且医院人力资源有限,若在对患者进行治疗时若未能够根据无菌操作严格执行,则细菌在温和、封闭环境下极易出现增殖传染情况[12-13]。此外ICU转入其他科室的患者也会携带细菌造成细菌传播情况。
综上所述,产丝氨酸碳青霉烯酶是造成ICU分离耐青霉烯类肺炎克雷伯菌的耐药机制,酶基因为KPC-2型,且本院重症医学科存在耐碳青霉烯肺炎克雷伯的克隆传播。因此医院医护人员应及时隔离感染患者,强化相关无菌操作及无菌意识,尽可能预防医院感染的发生。但本研究不足之处在于,由于研究时间及研究经费等原因,46株耐青霉烯类肺炎克雷伯菌菌株中仅17株实施了同源分析。
[参考文献]
[1]孙胜君,张昌莲,赵自云.医院碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌的耐药特征分析[J].中国实验诊断学,2022,26(4):515-518.
[2]张一琦,陈欣,聂志妍,等.碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌染色体介导黏菌素耐药机制研究[J].中国感染与化疗杂志,2022,22(3):322-326.
[3]Zhang P,Shi Q,Hu H,et al.Emergence of ceftazidime/avibactam resistance in carbapenem-resistant Klebsi⁃ella pneumoniae in China[J].Clin Microbiol Infect,2020,26(1):124.
[4]邵春红,范会,邵婧,等.血流感染碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌的分子流行病学特征[J].中华临床感染病杂志,2021,14(1):54-59.
[5]李天萌,王丽媛,柯唯心,等.2015-2018年黏菌素耐药肺炎克雷伯菌的分子流行病学研究[J].中国临床药理学杂志,2021,37(11):1337-1340.
[6]全国细菌耐药监测网.全国细菌耐药监测网2014-2019年耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌流行病学变迁[J].中国感染控制杂志,2021,20(2):175-179.
[7]Chen Q,Liu L,Hu X,et al.A small KPC-2-producing plasmid in Klebsiella pneumoniae:Implications for diver⁃sified vehicles of carbapenem resistance[J].Microbiol Spectr,2022,10(3):e0268821.
[8]马孝煜,郑金鑫,林志伟,等.深圳某三甲综合医院7年耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌耐药变迁[J].深圳中西医结合杂志,2017,27(17):1-3,199.
[9]彭成,王璐,朱正荣,等.23株血液分离产KPC-2肺炎克雷伯菌毒力及同源性研究[J].临床输血与检验,2021,23(3):340-345.
[10]宋国滨,黄颖,徐元宏.重症监护室耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌的耐药机制和同源性分析[J].临床检验杂志,2019,37(4):283-286.
[11]李丽芝,陈菁,宁耀贵,等.2017-2021年某三甲医院肺炎克雷伯菌分布及耐药性[J].中华医院感染学杂志,2022,32(18):2730-2733.
[12]Savov E,Todorova I,Politi L,et al.Colistin resistance in kpc-2 and SHV-5-producing klebsiella pneumoniae clinical isolates in bulgaria[J].Chemotherapy,2017,62(6):339-342.
[13]胡小骞,王琴.某院2015-2019年肺炎克雷伯菌的耐药性及耐药基因分析[J].中国抗生素杂志,2022,47 (7):711-718.
