肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）可引起多种感染，包括肺炎、尿路感染、血流感染和肝脓肿，并且作为医院内病原体仍然广泛流行。由于表型和基因型的差异，肺炎克雷伯菌可分为两类：经典肺炎克雷伯菌（cKP）和高毒力肺炎克雷伯菌（hvKP），每一类都给医疗专业人员带来了不同的挑战。cKP通常携带几种赋予多重耐药性（MDR）的决定因素，尤其是碳青霉烯耐药性（CR），并在住院或其他免疫功能低下的患者中引起感染。全球范围内都有较高的发病率和死亡率记录，主要归因于缺乏有效的治疗选择。然而，由 hvKP 引起的感染与住院患者中典型的肺炎克雷伯菌感染表现不同。这些菌株被认为具有高毒力，因为它们能够感染社区中的健康人群和免疫功能低下人群，并且具有更高的侵袭倾向（如化脓性肝脓肿、眼内炎和脑膜炎）。在历史上，碳青霉烯耐药性和高毒力与肺炎克雷伯菌的不同种群有关。cKP菌株通常表现出碳青霉烯耐药性，而 hvKP 很少表现出高水平的抗生素耐药性。然而，由于这两种特性在种群内都是可转移的，因此碳青霉烯耐药性和毒力因子在同一菌株中的融合是可行的，这导致了耐碳青霉烯类高毒力肺炎克雷伯菌（CRhvKP）的出现，这加剧了肺炎克雷伯菌带来的更广泛的公共卫生风险。

浙江大学医学院附属第一医院肖永红研究团队在hLife上发表题为 “Understanding carbapenem-resistant hypervirulentKlebsiella pneumoniae: Key virulence factors and evolutionary convergence” 的综述文章（图1），系统阐述了耐碳青霉烯类高毒力肺炎克雷伯菌的重要毒力因子和进化整合的多种机制。

图1 论文标题及作者信息

CRhvKP的毒力因子由核心基因组（染色体）和辅助基因组（质粒和整合结合元件 [ICEKp]）中的基因编码。多种遗传因素共同作用，使克雷伯氏肺炎杆菌菌株能够在人类中引发疾病，包括编码荚膜、脂多糖、铁载体、1型和3型菌毛、基因毒素大肠菌素（colibactin）等的基因（图2）。

图2 耐碳青霉烯类高毒力肺炎克雷伯菌的毒力决定因素

CRhvKP的形成是持续进化以及携带碳青霉烯耐药基因或高毒力基因的质粒交换的结果。有三种机制解释了碳青霉烯耐药性和高毒力表型的同时进化：（1）碳青霉烯耐药基因可以通过质粒水平转移到高毒力肺炎克雷伯菌中；（2）含有高毒力编码基因的毒力质粒可以转移到耐碳青霉烯肺炎克雷伯菌中；（3）获得结合了碳青霉烯耐药性和高毒力特性的杂合质粒（图3）。

图3 碳青霉烯耐药性和高毒力表型的同时进化机制

目前，我们正目睹同一菌株中耐药型和高毒力型菌株的融合，这对公共卫生构成了前所未有的威胁。由点突变、重组以及包括质粒、插入序列和原噬菌体在内的可移动遗传元件的转移所导致的高度可变的基因组，是耐碳青霉烯类高毒力肺炎克雷伯菌流行成功的关键因素。

作者简介

陈涛 博士研究生

第一作者

机构：浙江大学医学院附属第一医院

研究方向：肺炎克雷伯菌毒力和耐药性的进化机制

肖永红 教授

通讯作者

机构：浙江大学医学院附属第一医院

研究方向：细菌耐药

引用格式：

Chen T, Ying L, Xiong L, et al. Understanding carbapenem-resistant hypervirulent Klebsiella pneumoniae: Key virulence factors and evolutionary convergence. hLife 2024; https://doi.org/10.1016/j.neucom.2024.128423.

期刊简介

hLife由高福院士、董晨院士和Jules A. Hoffmann教授（2011诺奖获得者）领衔，是中国科学院微生物研究所主办，中国生物工程学会，浙江大学陈廷烨大健康学院，西湖大学医学院，上海市免疫治疗创新研究院和广州霍夫曼免疫研究所联合支持，与国际出版商爱思唯尔合作的健康科学领域综合性英文期刊。

hLife聚焦健康科学领域的前沿进展，旨在促进基础研究与临床应用的融合发展。期刊发表与医学相关各研究领域最新成果，学科领域包括（但不限于）病原生物学、流行病学、生理学、免疫学、结构生物学、疾病监测、肿瘤、药物、疫苗和健康政策等。

hLife是一本金色开放获取期刊，月刊出版；2022年成功入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”；2023年11月正式创刊; 2024年5月被DOAJ收录；2024年8月被Scopus收录。

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