分析两例预后截然不同的“肺炎克雷伯菌KPC突变体介导头孢他啶/阿维巴坦耐药”病例,哪些检测十分重要?临床如何制定抗菌药物方案?
来源: 京港感染论坛 2025-08-27


目的:分析两例肺炎克雷伯菌KPC突变体介导头孢他啶/阿维巴坦(CZA)耐药的感染病例,探讨其抗感染方案的合理性,为临床合理用药提供参考。

方法:采用回顾性分析方法,查阅电子病历和临床微生物药敏报告,对临床用药前后患者的临床症状及病原学检查结果进行分析比较,通过全基因组测序及生物信息学技术明确耐药表型改变的分子机制。

结果:病例资料显示由产blaKPC-2肺炎克雷伯菌先后突变导致耐药表型发生改变,其中亚胺培南由耐药突变为敏感,CZA由敏感突变为耐药。NG-Test Carba5碳青霉烯酶表型检测呈现假阴性,全基因组测序结果显示分离的四株肺炎克雷伯菌分别携带blaKPC-33、blaKPC-90、blaKPC-2、blaKPC-14基因。

结论:对于特殊病例肺炎克雷伯菌KPC亚型检测十分重要,临床微生物实验室应慎重考量酶型检测结果,与临床仔细制定抗菌药物方案,控制耐药菌传播。


关键词:肺炎克雷伯菌;KPC突变体;头孢他啶/阿维巴坦;全基因组测序


碳青霉烯类抗生素是一类β-内酰胺类抗生素,对革兰阴性菌具有较强的抗菌活性,常用于治疗复杂的医院获得性感染[1]。碳青霉烯耐药主要由碳青霉烯酶的产生、外膜通道蛋白缺失和药物外排泵过度表达等机制介导,其中KPC(Klebsiella pneumoniae carbapenemase)是一种重要的碳青霉烯酶,能够水解碳青霉烯类抗生素。全球范围内碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌(Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae,CRKP)的检出率迅速增加,给临床治疗带来了挑战[2]。目前已有KPC亚型的广泛报道,截至2025年3月,NCBI核酸数据库中可检索两百余种KPC基因突变株[3],新KPC基因亚型的出现,增加了临床的抗感染治疗和实验室检测的难度。KPC-2是全球范围内最常见且活性较强的酶型,对临床抗菌治疗构成严重威胁[4]。头孢他啶/阿维巴坦(Ceftazidime/avibactam, CZA)是一种新型β-内酰胺酶抑制剂的复方制剂,被认为是碳青霉烯类耐药肠杆菌(Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae,CRE)引起的严重感染的有效治疗手段。自从美国在1996年批准使用CZA以来,全世界范围内越来越多地报道了CZA耐药性的发生[5]。本研究分析了两例肺炎克雷伯菌KPC突变体介导CZA耐药的感染病例与全基因组测序数据,着重探讨实验室酶型检测、基因分析与抗感染治疗方案调整、耐药性监测的关系。


患者一


男,55岁,个体经营者。50余天前无明显诱因出现腹痛,在当地医院诊断为急性重症坏死性胰腺炎,该院予以抑酸护胃、抗感染、抑制胰腺分泌等治疗,并行腹水腹腔穿刺置管治疗、胸腔积液胸腔穿刺置管治疗、胰腺胰周包裹性坏死穿刺置管治疗。院外痰培养检出肺炎克雷伯菌(亚胺培南耐药,CZA敏感,酶型未知)。因临床症状未见改善转入我院。患者送检痰培养,检出肺炎克雷伯菌,药敏结果显示该菌亚胺培南耐药,CZA敏感。NG-Test Carba5检测结果显示KPC、IMP、OXA-48、NDM、VIM酶型均为阴性,命名为肺炎克雷伯菌HXKP01,药敏结果见表1。


CZA 2.5g q8h治疗,期间患者持续发热。入院第8天再次送检痰培养,检出肺炎克雷伯菌,药敏结果显示亚胺培南敏感,CZA耐药。NG-Test Carba5检测酶型仍为阴性,命名为肺炎克雷伯菌HXKP02,药敏结果见表1。


根据药敏结果改用替加环素100mg静滴1天1次,联合多黏菌素50万IU静滴12小时1次,治疗五天后患者症状好转。替加环素减量为50mg静滴1天1次,第18天安排择期行胰腺切除术,最终治愈出院。


同期将两株肺炎克雷伯菌进行全基因组测序及生物信息学分析,结果显示两株菌同属ST11,其中肺炎克雷伯菌HXKP01携带blaKPC-33,肺炎克雷伯菌HXKP02携带blaKPC-90,核酸序列比对结果显示blaKPC-33存在碱基缺失(图1A),氨基酸序列比对显示天冬氨酸(Asp, D)、苏氨酸(Thr, T)缺失(图1B)。携带的抗生素耐药基因见表2。



图1 核酸序列及氨基酸序列突变位点示意图。(A)blaKPC-33与blaKPC-90的核酸序列突变位点比对结果;(B)KPC-33与KPC-90氨基酸序列突变位点比对结果;(C)blaKPC-2与blaKPC-14的核酸序列突变位点比对结果;(B)KPC-2与KPC-14氨基酸序列突变位点比对结果;红色数字表示突变位置。


表1四株肺炎克雷伯菌的药敏试验结果


表2四株肺炎克雷伯菌经基因组测序分析重要耐药基因


患者二


男,71岁,退(离)休人员。3月前无明显诱因出现腹痛,以左上腹胀痛不适为主,以“急性胆源性胰腺炎”就诊于外院,经治疗后(具体药物不详)病情好转出院。出院15天以后再次出现腹痛、腹胀,伴发热,最高体温39℃,再次当地住院,行“胰腺囊肿穿刺引流术”,引流液培养提示表皮葡萄球菌。以“亚胺培南+利奈唑胺”抗感染治疗10天后病情好转出院。20天后患者再次出现发热,最高体温38.5℃,腹部彩超示大量腹水,引流液培养仍提示表皮葡萄球菌,当地就诊期间予以“替加环素+利奈唑胺”抗感染治疗14天后体温下降,更换为“美罗培南+利奈唑胺”抗感染治疗后再次发热,最高体温38℃。为求进一步治疗,以“腹痛3+月,反复发热2月”收入我院。患者腹腔引流液培养出肺炎克雷伯菌,药敏结果显示亚胺培南耐药,头孢他啶阿维巴坦敏感。NG-Test Carba5碳青霉烯酶表型检测显示KPC阳性,命名为肺炎克雷伯菌HXKP03,药敏结果见表1。


使用多黏菌素联合 CZA抗感染,病情得到控制。10日后患者病情再次反复,腹水培养再次检出肺炎克雷伯菌,药敏结果显示亚胺培南敏感,CZA耐药。NG-Test Carba5检测结果显示KPC阳性,命名为肺炎克雷伯菌HXKP04,药敏结果见表1。予以亚胺培南联合CZA抗感染治疗,患者病情持续危重,后要求自动出院。


两株肺炎克雷伯菌HXKP03和HXKP04进行全基因组测序及生物信息学分析,结果显示两株菌同属ST11,其中HXKP03携带blaKPC-2,HXKP04携带blaKPC-14,核酸序列比对结果显示blaKPC-14存在碱基缺失(图1C),氨基酸序列比对显示甘氨酸(Gly, G)、苏氨酸(Thr, T)缺失(图1D)耐药基因见表2。


三、讨论


肺炎克雷伯菌是一种常见的医院获得性病原菌,KPC产生菌株给治疗带来了极大的挑战。本文章报道的两个病例都是因急性重症坏死性胰腺炎发病,进而由肺炎克雷伯菌(耐碳青霉烯类)引发的感染,病例1分离到肺炎克雷伯菌blaKPC-33和肺炎克雷伯菌blaKPC-90,期间CZA使用疗程短,及时监测CZA耐药性的出现并调整抗生素,预后较好。病例2起病急,病情反复且复杂,亚胺培南、CZA使用疗程长,病人预后差。两个病例均发生了CZA治疗后肺炎克雷伯菌blaKPC亚型转化,导致CZA耐药,但恢复了亚胺培南的敏感性。近年来,已有研究报道CZA治疗后出现了耐药性,在blaKPC-2突变的菌株中观察到对CZA的抗性,突变点主要在blaKPC基因的ω环中。CZA耐药性可能早在给药后6天就出现,这给临床应用带来了重大挑战,并限制了CZA的治疗效果[6]。通常产KPC亚型肺炎克雷伯菌的CZA耐药表型在没有CZA选择压力下无法长期维持。KPC亚型的出现和流行需要更多地关注,早期检测对于药物治疗的选择是重要的。因此,在使用CZA抗感染治疗时,及时多次送检标本进行微生物培养和药敏试验,以跟踪患者KPC的动态变化,对患者进行针对性的治疗。


菌株HXKP01携带blaKPC-33,HXKP02携带blaKPC-90,而HXKP03和HXKP04分别携带blaKPC-2和 blaKPC-14,显示出耐药基因的多样性。2021年,Chunlei Wang等人报道[7]由blaKPC-2转变为blaKPC-33的病例,分离自肺部的产blaKPC-2的肺炎克雷伯菌,在使用CZA坦治疗12天后突变为产blaKPC-33的肺炎克雷伯菌,恢复了亚胺培南的敏感性而CZA转变为耐药,再次使用亚胺培南治疗15天后又恢复了其耐药性,CZA转变为敏感。2022年,Fupin Hu等人报道[8]blaKPC-2阳性肺炎克雷伯菌在CZA的治疗作用下出现了多个blaKPC变体,在该报道中指出,KPC突变株中blaKPC-33、blaKPC-79使用酶型检测方法会出现假阴性,需实验室引起重视,基因组测序技术在此类耐药性菌株的鉴定中具有不可忽视的作用。


在临床治疗过程中,当CZA治疗失败时,可选的补救性治疗方案包括使用美罗培南/韦伯巴坦、CZA联合亚胺培南或联合氨曲南或者采用替加环素联合多黏菌素等[9]。在面对复杂感染或耐药性菌株时,抗感染治疗需要根据细菌培养和药敏试验结果进行动态调整,此时的及时临床联系尤为重要,可以提高治疗效果。


参考文献

1.曾玫, 夏君, 宗志勇, et al. 碳青霉烯类耐药革兰阴性菌感染的诊断、治疗及防控指南. 中国感染与化疗杂志. 2024;24(02):135-51; doi: 10.16718/j.1009-7708.2024.02.002.

2.Global burden of bacterial antimicrobial resistance 1990-2021: a systematic analysis with forecasts to 2050. Lancet (London, England). 2024;404(10459):1199-226; doi: 10.1016/s0140-6736(24)01867-1.

3.Li X, Zhou L, Huang H. Dynamic evolution of KPC-230-mediated resistance to ceftazidime-avibactam during the treatment of carbapenem-resistant Klebsiella pnenmoniae. Drug resistance updates : reviews and commentaries in antimicrobial and anticancer chemotherapy. 2025;79:101205; doi: 10.1016/j.drup.2025.101205.

4.Li J, Wu W, Wu H, et al. Rapid emergence, transmission, and evolution of KPC and NDM coproducing carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae. Microbiological research. 2025;293:128049; doi: 10.1016/j.micres.2025.128049.

5.Jean SS, Chang HT, Huang CL, et al. Distributions of plasmidic genes encoding extended-spectrum and AmpC β-lactamases, and susceptibilities of global non-carbapenemase-producing meropenem-resistant Enterobacterales to ceftazidime-avibactam, meropenem-vaborbactam, and aztreonam-avibactam, 2017-2022. The Journal of infection. 2025;90(2):106380; doi: 10.1016/j.jinf.2024.106380.

6.Li T, Zhu Y, Xiang G, et al. Adaptive evolution of extensive drug resistance and persistence in epidemic ST11 KPC-producing Klebsiella pneumoniae during antimicrobial chemotherapy. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2025;69(1):e0123524; doi: 10.1128/aac.01235-24.

7.Wang C, Zhao J, Liu Z, et al. In vivo Selection of Imipenem Resistance Among Ceftazidime-Avibactam-Resistant, Imipenem-Susceptible Klebsiella pneumoniae Isolate With KPC-33 Carbapenemase. Frontiers in microbiology. 2021;12:727946; doi: 10.3389/fmicb.2021.727946.

8.Shi Q, Han R, Guo Y, et al. Multiple Novel Ceftazidime-Avibactam-Resistant Variants of bla(KPC-2)-Positive Klebsiella pneumoniae in Two Patients. Microbiology spectrum. 2022;10(3):e0171421; doi: 10.1128/spectrum.01714-21.

9.丁丽, 陈佰义, 李敏, et al. 碳青霉烯类耐药革兰阴性菌联合药敏试验及报告专家共识. 中国感染与化疗杂志. 2023;23(01):80-90; doi: 10.16718/j.1009-7708.2023.01.013.


作者介绍


王小林

主管检验师,叙永县中医医院医学检验科微生物组组长,从事微生物检验工作8年。于2024年在四川大学华西医院实验医学科微生物进修。



指导老师:吴重阳

临床检验诊断学,硕士,主管技师,从事微生物感染与细菌耐药机制的研究。现于四川大学华西医院实验医学科临床微生物室工作,参与四川省真菌、细菌监测网相关工作。作为主研参与省自然科学基金一项,国家重点研发专项课题一项,市科技局公益性科技计划项目一项,近年来以第一作者发表论文10余篇。


作者:王小林(叙永县中医医院);指导:吴重阳(四川大学华西医院);审校:王启(北京大学人民医院)


本文转载自订阅号「京港感染论坛」

原链接戳:【CRE专栏】两例肺炎克雷伯菌KPC突变体介导头孢他啶/阿维巴坦耐药病例报告


* 文章仅供医疗卫生相关从业者阅读参考


本文完

责编:Jerry

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