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肺炎克雷伯菌KP思维导图

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思维导图大纲

肺炎克雷伯菌KP思维导图模板大纲

生物学性状

无芽胞,无鞭毛,有较厚的荚膜,多数有菌毛

细菌表面相关的糖复合物

荚膜多糖CPS

K抗原(荚膜抗原)主要组成细菌荚膜

CPS 合成基因位于染色体的 cps 基因簇区,含有 wzi、wzy、wza、wzb、wzc、gnd、wca、cpsB 和 galF 等 20 多个基因,主要由位于 galF、wzi 和 manC 基因上游的 3 个启动子驱动

脂多糖LPS(G-的内毒素)

与LPS相关的基因

uge基因

存在于绝大多数肺炎克 雷伯菌株中,表达 光 滑 型 脂 多 糖,其 致 病 力 强

wabG基因

存在于大部分临床分 离 菌 中,能 使 肺 炎 克 雷 伯 菌 合 成 脂 多 糖 外 柱 ,从 而 使 毒 性 升 高

包括

O抗原(特异多糖/菌体抗原)

由 wb 基因簇编码

位于LPS的最外层

核心多糖

核心多糖的减少,可降低KP的定值能力,有助于抵抗肺泡巨噬细胞的吞噬作用

脂质A

由 lpx 基因簇编码,插入细菌细胞膜中,是潜在的有效的炎症激活剂,具有抵抗某些阳离子抗菌肽的作用

菌毛

作用

帮 助 细 菌 黏 附 定 植 在 呼 吸 道、泌 尿道或其他部位上皮细胞,是 细 菌 入 侵 机 体 的 前 提 和开始,也是增强细菌致病性的重要因素

分类(最典型的两种)

I 型 菌 毛

有FimA和FimH两 个 亚 基,其 主 要 编 码 基 因 是 fimB

在hvKP引起的泌尿系感染中发挥重要作用

III 型 菌 毛

螺旋状结构,有MrKA亚 基 和 MrKD黏附蛋白,由 mrk 基因簇编码

在hvKP生物膜形成中的作用 比 I 型 菌 毛 更 强,与留置导尿管、引流管相关的感染关系 密切

子主题 1

分型

根据 K 抗原的不同,KP 的荚膜多糖至少分为 78 个血清型

hvKP 常 见 的 血 清 型 包 括 K1、K2、K5、K20、K54、K57 和 KN1 等,其中 K1、K2 型最常见且毒力最强

根据O抗原不同 ,现已发现KP有9种血清型

其中 O1 型 和 O2 型 最 为 常 见 ,其 次 为 O3 型 和 O5 型

子主题 3

铁摄取系统

Fe2+转运体FeO

ABC转运体

血红素载体系统

铁载体系统

分类

高毒力肺炎克雷伯菌hvKP

hvKP 的毒力相关因素及作用机制

CPS

使hvKP 具有较强的抗中性粒细胞吞噬作用、抵抗血清补体杀菌活性、抑制树突细胞成熟,从而促进炎症反应和感染播散

荚膜合成相关基因

黏液相关基因 A(magA)

magA 基因仅存在于 K1 型菌株中

在 K1 型肺炎克雷伯菌引起的感染中magA是重要的毒力因子,增强细菌致病性

magA 是 cps 基因簇中聚合酶基因 wzy 的血 清型 K1 等位基因,因此,magA 被重命名为 wzy_K1。发现 magA 与 K1 血清型呈现对应关系,,目前已将 magA 重命名为 wzykp1 ,为 K1 型特有的毒力基因

黏液表型调控基因 A(rmpA)

组成

染色体编码的rmpA1基因(c-rmpA)

质粒编码的rmpA2基因(p-rmpA2)

质粒编码的rmpA基因(p-rmpA)

rmpA 是调控荚膜多糖合成的基因,导致 hvKP 呈现高黏液表型以及增加细菌毒力。由rmpA或rmpA 2介导的 荚膜产量增加也与高毒性表型有关

铁摄取系统

铁离子促进细菌的生长和繁殖 ,细菌通过铁载体来获取铁离子

hvKP可分泌气杆菌素 、肠杆菌素 、耶尔森杆菌素 、沙门菌素等铁载体。

气杆菌素aerobactin

是 hvKP 的关键毒力因子

由 iucABCD 操纵子编码,其转运体由 iutA基因编码

以 羟 肟 酸 盐 为 基 础 的 铁 载 体,能 帮 助 细菌在缺铁环境中增加铁的总量,并能通 过腹膜内途径增强hvKP的毒力

部分研究表明,带有 rmpA 和 iucABCD-iutA 基因(需氧菌素铁离子复合体受体)的 KP分离株均表现出高黏液表型和高致死力

有研究表明,气杆菌素可使HvKP毒力增加100倍

耶尔森菌素yersiniabactin

由irp基因编码,其转运体主要由ybtA编码

主要功能基团是酚盐和 羧 酸 盐,通过降低活性氧的产生,降低机体免疫细胞对细菌的杀伤能力,从而使hvKP的毒力增强

沙门菌素salmochelin

由iro基因编码,是 邻 二 苯 酚 盐 型 铁 载体蛋白,通过加快细菌复制造成感染扩散,从而加重感染

肠杆菌素enterobactin

由 ent基 因编 码,也是邻二苯酚盐型铁载体蛋白,具 有 与 血 浆 转 铁 蛋 白 结 合 而促进细菌生长繁殖的作 用 ,还 可 以 促 进 细 菌 生 物 膜 的形成 和 成 熟 而 增 强 细 菌 毒 力

大肠杆菌素colibactin

其他毒力因素(毒力质粒、菌株序列类型)

pK2044 和 pLVPK 是研究比较深入的 hvKP 毒力质粒

部分研究表明,大毒力质粒 pLVPK 编码 气杆菌素、沙门菌素以及 rmpA2

整合性接合元件ICEs

位于染色体上可移动遗传元件,通过接合转 移的方式介导基因在细菌之间水平转移,

在hvKP 中,至少有14种不同的ICEs被发现

ICEKp10在hvKP菌株中广泛存在。 ICEKp10由8个基因组模块组成,包含 编码耶尔森杆菌素、colibactin和小 菌素MccE492的 基因

colibactin能增强细菌定值和穿透黏膜屏障的 能 力,有利于细菌扩散到血液和其他器官, 并可能和 结直肠癌有关

小菌素MccE492是一种小分子抑菌肽,使hv KP具有更强的生存能力

环腺苷酸受体蛋白CRP

是一种具有多效性的转录调节因子,在基因调控中具有重要作用

可以参与调节 CPS 的合成、高糖环境下细菌细胞形态的改变、III型菌毛的表达,进而影响KP的致病能力

VI型分泌系统(T6SS)

(tra基因簇

peg-344

alls基因

可使携带菌株将尿囊素厌氧同化作用作为其生 长繁殖的唯一碳源、氮 源 和 能 量 来 源,因 而 与 hvKP 的致病能力密切相关。

尿素酶

尿素 酶 催 化 尿 素 分 解 为 氨 和 二 氧 化 碳,为 细 菌 生长提供 氮 源

基 因 簇 ureABCDEFG 编 码 尿 素 酶,其 中ureA、ureB 和ureC 是 其 主 要 的 结 构 亚 基

alls编码尿囊素调节子 激 活 剂,同 时 也 与 铁 载体 气杆菌素 生 成 相 关

毒力基因总结

促进荚膜多糖产生相关基因

rmpA 、magA

摄铁系统相关基因

Aerobactin、Kfu、entB、irp-1、irp-2、ybtS、fyuA

aero、iucB、iutA、iroNB、ybtA、kfuBC

菌毛定植与黏附相关基因

wcaG、 ureA、allS、mrkD、fimH、Kpn、ycfM

脂多糖形成 相关基因

uge、wabG

尿素酶相关基因

ureA、allS

诊断实验/方法

拉丝试验

作为判断是否为 hvKP 的粗略筛选试验

可以检测hvKP的黏液表型,但这种检测方法不能准确地区分hvKP和cKP,尤其是在hvKP感染率较低的地区

是以接种环轻轻接触血琼脂平皿上 过夜培养的新鲜菌落后向外牵拉,如果有黏液丝 形成,并且长度>5 mm,判为高黏性菌株

大蜡螟感染试验

有研究,蜡螟感染试验与拉丝试验联合鉴别hvKP的灵敏度和特异度分别为95.56%和 94.83%,提出这是检测菌株毒力和区分hvKP和cKP 简单而准确的方法

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)

需将hvKP的肽质量指纹纳入光谱数据库

全基因组多位点序列分型(cgMLST)

建立了能够识别hvKP的一个随机森林预测模型,可对多个 核心等位基因进行高分辨率序列分型分析

一般通过表型和基因型特性来鉴定

有研究表明,总铁载体产量>30 μg/mL、iroB、iucA、peg-344、rmpA和rmpA 2 是定义高毒力肺炎克雷伯菌最 准确的分子标记

经多因 素 Logistic 回 归 分 析 得 出,rmpA2、magA、fimH、aero、iutA、kfuBC 可 作 为 HVKP的分子标志物,尤其是iutA

多位点序列分型MLST

MLST通过扩增KP的7对管家基因的序列数据库比对得到每株细菌相对应的ST型,

7对管家基因

rpoB、gapA、infB、gpi、tanB

高毒力与高耐药的重叠

耐药表型

高毒力耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌CR-hvKP

特点

其菌株大多是产碳青霉烯酶(KPC酶)的ST11菌株

在我国,KPC-2 是 CR-hvKP 分离物中最常见的碳青霉烯酶类型

产超广谱β-内酰胺酶 hvKP(ESBLs-hvKP)

产头孢菌素酶hvKP(AmpC-hvKP)

耐药机制

可能是 hvKP 菌株获得了包含决定细菌耐药的耐药质粒

可能是 hvKP 获得含有抗生素耐药决定簇的ICEs,并将其整合到 hvKP 菌株的染色体或毒力质粒中

染色体基因(例如外膜蛋白基因 OMPs)中断或 突变

由多重耐药(MDR)或广泛耐药(XDR) 的 cKP 获得耐药质粒

经典肺炎克雷伯菌cKP

耐药机制

碳青霉烯类抗生素耐药

β-内酰胺类耐药

EBSLs

EBSLs,Extended-Spectrum β-Lactamases,超广谱 β-内酰胺酶,是一类能水解青霉素类,头孢菌素类以及单环类抗生素的 β-内酰胺酶,对上述多种抗生素耐药。

EBSLs,是指由细菌质粒介导的能水解β内酰胺抗生素。

ESBLs菌株主要为大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌

EBSLs基因型

TEM型

SHV型

SHV型EBSLs有水解头孢噻吩的巯基作用。SHV是巯基变量(sulphydryl variable)的缩写。

CTX-M型ESBLs

主要对头孢噻肟(CTX)有高水解性

多粘菌素耐药

位于毒力质粒p-LVPK思维导图模板大纲

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