|
最近,我们在肺炎克雷伯菌分析项目中发现,ST11菌株中KL25型所占比例似乎相对较高。为确认这一情况,我们对ST11型碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌(CRKP)的相关文献进行了梳理。从结果来看,近年来国内ST11-CRKP群体经历了明显的荚膜血清型演化,呈现从KL47向KL64、再向KL25逐步演替的趋势。
那么,这一动态演化过程是如何发生的呢?
2020年,Zhou等[1]基于2013-2017年间收集的216株国内ST11-CRKP菌株,首次报道了该群体的亚克隆转变(subclonal shift)事件。
研究发现,自2016年起,原先占主导地位的KL47型逐渐被KL64型取代。系统发育分析显示,ST11-KL64并非独立起源,而是由ST11-KL47的祖先菌株通过基因重组进化而来。因为在屏蔽重组位点后,ST11-KL47与ST11-KL64菌株间的单核苷酸多态性(SNP)差异数量由907-3098个显著下降至30-220个;同时,在KL47祖先分支向KL64分支进化的关键节点上,检测到4个长度大于1 kb的重组事件,其中3个恰好发生在荚膜多糖合成基因位点附近。
图1 2013-2017年中国216个CRKP ST11分离株的系统发育分析(KL47、KL64为主要群体,doi: https://doi.org/10.3201/eid2602.190594)
为进一步阐明该重组机制,2023年,同一课题组的Chen等人[2]对KL47向KL64的转变过程进行了深入解析。研究发现,ST11-KL47菌株通过一次大规模同源重组,从另一克隆复合体CC1764(除ST30外)获取了约154 kb的DNA片段。
该片段不仅包含完整的CPS合成基因簇,还包含脂多糖合成基因簇,不仅使菌株由KL47转变为KL64,同时还完成了O抗原从OL101型向O2v1型的转变。这一大规模重组事件,正是ST11-KL64取代KL47、成为新主流亚克隆的关键因素。
图2 约154kb重组区域和侧翼序列的可移动遗传元件分析(doi: 10.1128/spectrum.01107-22)
而近年来,ST11-KL25可能正逐步取代KL64,崭露头角成为新的主要流行谱系。这一趋势在多项研究中得到印证。
2025年,Wang等人[3]基于医院采集的肺炎克雷伯菌临床分离株,筛选出64株ST11-CRKP菌株,并对2020-2023年间的菌型分布进行了动态监测,结果显示,该医院内KL47和KL64型菌株呈现逐年下降趋势,而KL25型菌株则逐渐上升并占据主导地位。
2026年,Li等人[4]开展的一项涵盖239株hv-CRKP菌株的研究进一步显示,在190株ST11型分离株中,ST11-KL64占比为54.7%,而ST11-KL25占比已达45.3%,两者比例已极为接近。上述研究结果共同提示,KL25型具有跃升为ST11主导亚型的潜力。
图3 左. KL型历年变化趋势(2025,doi: 10.1016/j.jgar.2025.02.019);
图4 右.239个v-CRKP分离株中ST 和KL型的分布(2026,doi: 10.1128/aac.01080-25)
这种ST11-CRKP谱系的荚膜血清型演替,意味着肺炎克雷伯菌可能通过同源重组切换表面抗原型别,以增强其适应性或传播等方面的优势。
参考文献
[1] Zhou K, Xiao T, David S, et al. Novel Subclone of Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae Sequence Type 11 with Enhanced Virulence and Transmissibility, China. Emerg Infect Dis. 2020;26(2):289-297. doi:10.3201/eid2602.190594
[2] Chen T, Wang Y, Zhou Y, et al. Recombination Drives Evolution of Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae Sequence Type 11 KL47 to KL64 in China. Microbiol Spectr. 2023;11(1):e0110722. doi:10.1128/spectrum.01107-22
[3] Wang J, Wang Q, Wang R, et al. ST11 carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae clone harbouring capsular type KL25 becomes the primarily prevalent capsular serotype in a tertiary teaching hospital in China. J Glob Antimicrob Resist. 2025;43:7-14. doi:10.1016/j.jgar.2025.02.019
[4] Li P, Xiao Y, Luo R, et al. Comparative genomic, phenotypic, and clinical characterization of ST11-KL25 and ST11-KL64 hypervirulent carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in a tertiary hospital, 2020-2023. Antimicrob Agents Chemother. 2026;70(4):e0108025. doi:10.1128/aac.01080-25
流行谱系的解读离不开进化分析,密码子学院提供了多种相关的小工具和课程,以帮助您完成进化树的构建和美化注释。
点击阅读原文即可快速使用!
小工具:
单基因序列进化树构建(mafft+fasttree)
http://cloud2.mimazi.net:9001/tool/article-169.html
细菌SNP距离矩阵和系统发育树构建(MINTyper )
http://cloud2.mimazi.net:9001/tool/article-194.html
微生物核心基因组比对和 SNP(单核苷酸多态性)检测(Parsnp软件)
http://cloud2.mimazi.net:9001/tool/article-140.html
课程:
【课程】微生物比较基因组精品系列课
https://college.mimazi.net/course/article-5.html
【课程】精通系统发育树美化与数据可视化:iTOL实战全攻略
https://college.mimazi.net/course/article-64.html
【课程】肺炎克雷伯菌基因组分析专用软件Kleborate使用大全
https://college.mimazi.net/course/article-72.html
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2026-7-23 13:22
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社