KPC-271的鉴定：一种新型KPC变体，该变体使ST15-KL19菌株对头孢他啶-阿维巴坦产生耐药性，但同时恢复了对碳青霉烯类药物的敏感性肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）

时间：2026年1月30日

来源：International Journal of Antimicrobial Agents

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本研究从一例糖尿病合并肺炎患者的连续分离株中鉴定出新型KPC-271变体，通过分子、表型和酶动力学分析发现其因D179Y突变和269位插入KDDKH导致对头孢曲松-阿维巴坦耐药但恢复碳青霉烯类敏感性，且适应性成本较低，提示其传播潜力及临床监测重要性。

欧洪健|沈思泉|唐成康|杨伟伟|韩仁如|胡福平

复旦大学华山医院抗生素研究所，上海，中国

摘要

目的

鉴定并表征一种新的KPC变体（KPC-271），并评估其在ST15-KL19肺炎克雷伯菌菌株中的分子、表型和适应性影响。

方法

从一名接受头孢他啶-阿维巴坦和碳青霉烯类药物治疗的患者体内连续分离出肺炎克雷伯菌。进行了以下检测：抗菌药物敏感性测试；质粒接合和转化实验；bla_KPC克隆；全基因组测序；以及酶动力学实验。通过质粒稳定性、生长曲线和竞争实验来评估适应性成本。利用比较基因组学分析bla_KPC的遗传环境。

结果

KPC-271在ω环中具有D179Y替换，在267-275环的Ambler位置269处具有插入（KDDKH）。临床分离株的抗菌药物敏感性测试显示，KPC-271和KPC-2的头孢他啶MIC均超过32 mg/L，头孢他啶-阿维巴坦MIC分别为超过64 mg/L和1 mg/L，美罗培南MIC分别为2 mg/L和64 mg/L，亚胺培南MIC分别为0.125 mg/L和32 mg/L。与KPC-2相比，KPC-271的头孢他啶水解能力增强，阿维巴坦抑制作用减弱，IC₅₀值增加，但碳青霉烯酶活性降低。适应性实验表明，bla_KPC-271带来的适应性成本较低，可能使其比bla_KPC-2具有竞争优势。基因组分析显示，bla_KPC-271位于与上海地区流行的质粒中的NTE_KPC-Ib类似元件上。

结论

KPC-271能够使肺炎克雷伯菌对抗头孢他啶-阿维巴坦产生耐药性，同时恢复对碳青霉烯类的敏感性，且不会显著增加适应性负担。bla_KPC-271位于移动元件中的位置突显了其传播潜力，强调了持续进行分子监测和谨慎使用抗生素的必要性。

引言

碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌（尤其是碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌）的日益普遍已成为一个主要的临床问题[1]。根据中国抗菌药物监测网络的数据[2]，肺炎克雷伯菌对亚胺培南和美罗培南的耐药率从2005年的3%和2.9%分别上升至2024年的22.6%和23.4%，进一步限制了可用的治疗选择。肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶（KPC）是全球最主要的丝氨酸碳青霉烯酶，中国超过80%的碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌分离株中检测到KPC-2[3]。新型β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂组合（如头孢他啶-阿维巴坦、美罗培南-瓦博巴坦和亚胺培南-雷巴坦）已被作为治疗产KPC肺炎克雷伯菌感染的首选方案[4]。IDSA和ESCMID均推荐头孢他啶-阿维巴坦作为治疗产KPC肺炎克雷伯菌所致严重感染的首选治疗方法[5]。

然而，自头孢他啶-阿维巴坦临床应用以来，肠杆菌科细菌对该药物的耐药率迅速上升[6]。导致头孢他啶-阿维巴坦敏感性降低的主要机制之一是KPC变体中存在氨基酸替换、插入或缺失[7]。根据NCBI数据库（2025年12月30日数据），目前已从bla_KPC-2或bla_KPC-3突变出274种bla_KPC亚型[8,9]。因此，研究产KPC肺炎克雷伯菌中头孢他啶-阿维巴坦耐药性的分子机制对于监测和治疗决策至关重要。在本研究中，我们重点关注了一种携带bla_KPC-271的肺炎克雷伯菌菌株，并从分子、表型和酶动力学水平探讨了其耐药机制。此外，我们还评估了bla_KPC-271的适应性成本，以确定突变对菌株适应性的影响。

部分内容

病史和临床菌株

从一名79岁的女性患者体内分离出3株肺炎克雷伯菌，该患者被诊断为II型糖尿病并伴有肺部感染。患者在上海复旦大学华山医院住院57天。在此期间，从她的痰液样本中依次分离出肺炎克雷伯菌HS01至HS03。该患者此前在另一家医疗机构接受了28天的头孢他啶-阿维巴坦（2.5 g，每8小时一次）治疗，随后转诊至我们医院。

抗菌药物敏感性和遗传特征

三株临床菌株（肺炎克雷伯菌HS01、HS02和HS03）的抗菌药物敏感性测试结果见表1。所有分离株对头孢他啶、头孢吡肟和环丙沙星均表现出高度耐药性，但对阿米卡星、多粘菌素、替加环素、美罗培南-瓦博巴坦和阿兹treonam-阿维巴坦仍敏感。肺炎克雷伯菌HS01和HS03对头孢他啶-阿维巴坦耐药，但对亚胺培南敏感。

讨论

bla_KPC变体的出现导致头孢他啶-阿维巴坦耐药菌株显著增加，大大减少了临床治疗的选择。然而，我们的抗菌药物敏感性测试结果显示，携带新型bla_KPC的菌株对碳青霉烯类和美罗培南-瓦博巴坦仍敏感。有零星病例报告表明，美罗培南-瓦博巴坦可成功用于治疗携带bla_KPC-31的肺炎克雷伯菌感染[35]。

结论

在本研究中，我们从一名患者体内分离出的ST15-KL19肺炎克雷伯菌菌株中鉴定并表征了一种新的bla_KPC变体（bla_KPC-271）。KPC-271使肺炎克雷伯菌对头孢他啶-阿维巴坦产生耐药性，同时恢复了对碳青霉烯类的敏感性，这一现象由ω环中的D179Y替换和267–275环Ambler位置269处的插入（KDDKH）引起。酶动力学分析进一步证实了头孢他啶的水解能力增强，而阿维巴坦的抑制作用显著减弱。