高毒力肺炎克雷伯菌的分子致病機制

徐水寶，金嘉琳

復旦大學附屬華山醫(yī)院感染科，上海 200040

·綜述·

高毒力肺炎克雷伯菌的分子致病機制

徐水寶，金嘉琳

復旦大學附屬華山醫(yī)院感染科，上海 200040

肺炎克雷伯菌是一種常見致病菌，根據毒力和致病特點不同，可分為毒力相對較弱的經典肺炎克雷伯菌和高毒力肺炎克雷伯菌。目前，關于肺炎克雷伯菌分子致病機制研究較多且較清楚的主要有莢膜、脂多糖、黏附素和鐵載體。這四大類毒力因子在經典肺炎克雷伯菌中也存在，但在高毒力肺炎克雷伯菌中存在的頻率更高，并引發(fā)不同的免疫應答，從而使高毒力肺炎克雷伯菌具有特征性表型。本文就此進行詳細介紹和討論。

肺炎克雷伯菌；致病機制；毒力因素；高毒力

肺炎克雷伯菌(Klebsiellapneumoniae, KP)是革蘭陰性桿菌，屬腸桿菌科，常存在于自然環(huán)境中和動物黏膜表面。根據毒力和致病特點可將KP分為普通肺炎克雷伯菌(classicKlebsiellapneumoniae，cKP)和高毒力肺炎克雷伯菌(hypervirulentKlebsiellapneumonia，hvKP)。cKP是一種條件致病菌，在口腔、皮膚、腸道、醫(yī)院和醫(yī)療設備中常見，主要感染免疫缺陷者或免疫功能低下人群。hvKP首次于1986年在中國臺灣地區(qū)報道，后越來越多在東南亞地區(qū)報道，南非、澳大利亞、歐洲和美國等也有報道[1]。與cKP相比，hvKP常表現為高黏力表型，更易造成健康人群發(fā)病，引起危及生命的社區(qū)獲得性感染，如化膿性肝膿腫、腦膜炎、壞死性筋膜炎、眼內炎、嚴重肺炎等，臨床上稱為侵襲綜合征，且感染的風險與種族背景相關，以亞洲人多見[1-3]。hvKP常表現為高黏力表型，其分子致病機制有與KP相同的部分，也有特征性的部分。本文分為兩部分，第一部分主要介紹KP的分子致病機制，目前研究較多且較清楚的主要有莢膜、脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)、黏附素和鐵載體，且這四大類毒力因子也是導致hvKP具有特征性的主要因素，它們與高毒力之間的關系將在第二部分進行討論。

1 KP的分子致病機制

1.1莢膜多糖(capsularpolysaccharide，CPS)

1.1.1CPSCPS是一種酸性脂多糖，一般由3～6個糖的重復單元組成,主要通過Wzy聚合酶依賴途徑合成[3]。CPS由位于染色體上的cps基因簇編碼，cps基因簇全長21～30 kb，包括16～25個基因。cps基因簇中wzi、wza、wzb、wzc、gnd、wca、cpsB、cpsG、galF與CPS合成相關，wzy(orf4)、cpsB、cpsG與CPS聚合相關，wza、wzc、orf5、orf6與裝配相關，wzi編碼莢膜黏附相關的表面蛋白。這些同源基因對毒力的影響不同。Kwan等對K20型KP的6 個保守基因(galF、acidPPC、wzi、wza、wzb、wzc)進行研究，發(fā)現galF和acidPPC缺失對細菌毒力的影響有限，而wzi、wza、wzb和wzc基因缺失對毒力有較明顯的影響，使菌株對中性粒細胞吞噬作用和血清敏感性增強[4]。

1.1.2CPS合成相關調控機制CPS合成調控基因研究較多的主要有黏液表型調節(jié)基因A(regulator of mucoid phenotype A，rmpA)/rmpA2和黏性相關基因A (mucoviscosity-associated gene A，magA)。近來發(fā)現rcsA和rcsB也是莢膜產生的調控基因，但相關研究不多。下面主要闡述rmpA/rmpA2和magA。

rmpA/rmpA2基因：rmpA于1989年首次發(fā)現，長636 bp，編碼137個氨基酸的蛋白質。1992年發(fā)現rmpA2與KP菌株的毒力相關，其長411 bp，編碼212個氨基酸的蛋白質。rmpA和rmpA2均屬轉錄調控因子家族，存在于毒力菌株的大質粒上，調控cps轉錄和CPS合成。雖然rmpA可上調CPS合成，但其與高黏力表型的聯系并不是絕對的，大多數高黏力表型的分離株含rmpA，而大多數非高黏力表型不含rmpA。少數rmpA和rmpA2陽性KP表現為非高黏力表型和低毒力，這可能是因為rmpA和rmpA2發(fā)生突變[5]。rmpA/A2共有3種等位基因，除以上位于質粒上的兩種，還有一種位于染色體，稱c-rmpA，但目前認為c-rmpA與cps轉錄調控關系不大[6]。

magA基因：magA僅存在于血清K1型hvKP質粒上，長1.2 kb，編碼Wzy聚合酶[2]。magA被認為是hvKP的重要毒力因子，如果其與位于同一基因簇上的wcaG、rfbP基因缺失，菌株會失去高黏液表型且毒力下降[7]。

1.1.3CPS的免疫逃逸機制CPS的免疫逃逸機制主要有以下幾方面[2,6]：①抗吞噬作用。莢膜通過阻斷結合和內吞，保護KP免于巨噬細胞、中性粒細胞、上皮細胞及樹突細胞的吞噬作用。莢膜不僅有阻斷作用，其本身組成也有抗吞噬能力，高毒力的莢膜型(如K1、K2)缺乏2, 3-甘露糖結構，而2, 3-甘露糖結構是巨噬細胞表面凝集素的識別點，缺乏后不能被巨噬細胞識別。②抑制早期炎癥反應。CPS抗炎效應主要通過抑制呼吸道上皮細胞Toll樣受體2(Toll-like receptor 2，TLR2)、TLR4 信號通路和核苷酸結合寡聚化結構域1(nucleotide-binding oligomerization domain containing 1，NOD1)依賴途徑抑制白細胞介素8(interleukin 8，IL-8)表達，從而抑制早期炎癥反應發(fā)生。③抵抗抗菌肽。呼吸道上皮細胞產生的人類β防御素(human β defensin，hBD)是強效抗菌肽，hBD1穩(wěn)定產生，而hBD2和hBD3則由病原體和前炎癥細胞因子誘導產生。大多數抗菌肽具有活性陽離子，而莢膜具有活性陰離子，可中和抗菌肽的作用。一方面游離的CPS可與抗菌肽結合而減少抗菌肽到達細菌表面的數量，保護KP免于抗菌肽作用；另一方面， CPS通過降低TLR依賴的應答反應及促進圓柱瘤基因(cylindromatosis，CYLD)及絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶1(mitogen-activated protein kinase phosphatase 1，MKP-1)等負性調控因子的表達而減少hBD2和hBD3的表達。④抑制樹突細胞成熟。CPS影響樹突細胞的成熟，減少pro-Th1細胞因子的產生，如IL-12和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)等。這些因子減少會影響未成熟樹突細胞的抗原呈遞功能，影響T細胞活化和自然殺傷細胞遷移，有助于細菌逃避宿主防御系統。

1.2 LPS

LPS是KP的重要毒力因素，保護細菌免于宿主免疫。其由3部分組成：易變的O抗原分布在最外層，核心多糖將脂質與O抗原相連，高度保守的疏水脂質A分布在細胞膜外。

1.2.1O抗原O抗原由wb基因簇編碼合成。wb基因簇含6個保守基因：wzm、wzt、wbbM、glf、wbbN和wbb，但編碼序列具有較高的遺傳變異性，導致不同O抗原組成差異較大。O抗原可阻止補體C1q和C3b與細菌結合，抑制補體途徑激活，阻止補體膜攻擊復合物裂解細菌的作用。具有完整O抗原的“光滑LPS”有助于抵抗補體殺傷作用，而O鏈部分缺失的“粗糙LPS”對補體殺傷作用較“光滑LPS”敏感，表明O抗原有阻止補體殺傷的作用[2]。

1.2.2核心多糖KP的LPS核心多糖由wa基因簇編碼合成，分成兩種：1型核心多糖和2型核心多糖。這兩型wa基因簇只有2個基因不同：1型有wabI和wabJ, 2型有wabK和wabM。主要結構差異在于雙糖GlcN-(1,4)-GalA的葡萄糖胺基 GlcN：2型GlcpN 殘基在O-4位點被雙糖β-Glcp(1-6)-α-Glcp(1)替代，而1型在O-6位點被Kdo殘基或 α-Hep(1-4)-α-Kdo(2)替代[2]。研究顯示，LPS核心多糖合成酶基因(waaC、waaF、wabG、wabG)發(fā)生單基因突變，核心多糖合成減少，定植能力大大降低。此外，核心多糖有助于KP抵抗肺泡巨噬細胞的吞噬作用[8]。

1.2.3脂質A脂質A是一種潛在的有效炎癥激活劑，在細胞質中合成，然后由轉運體MsbA轉運至外膜固定。在脂質A轉運過程中，各種修飾酶對其進行修飾，使其失去炎癥激活作用，有助于抵抗宿主天然免疫，尤其是抵抗抗菌肽的作用[2]。修飾酶基因突變會導致KP毒力衰減。此外，在肺部感染中，脂質A有助于KP抵抗肺泡巨噬細胞的吞噬作用。以上研究表明脂質A也與菌株毒力相關，但目前尚未發(fā)現其在hvKP中是否具有特征性。

1.3 黏附素

黏附素是KP定植的重要因素，分菌毛和非菌毛型。目前發(fā)現的主要有1型菌毛(type 1 pili，T1P)、T3P、Kpc菌毛、KPF-28菌毛、ECP和CF29K等[1,3]。相對于其他黏附素，T1P和T3P研究較多且較清楚，下面主要介紹這兩種菌毛的合成與作用機制。

1.3.1T1P和T3PT1P和T3P合成機制：T1P由fim基因簇編碼，其結構蛋白基因為fimA、fimF、fimG、fimI，調節(jié)蛋白基因為fimB、fimC、fimK，胞質伴侶素基因為fimC，黏附蛋白基因為fimH，外膜引導蛋白基因為fimD。fim基因表達由一種可逆的DNA元件fimS調控，KP中fimS調控fim基因表達的機制與大腸埃希菌相似，為雙向調節(jié)，能允許或阻止fim基因轉錄[6]。T1P主要由fimA編碼的FimA亞基組成，尖端為fimH編碼的 FimH[9]。KP 的fimK基因是大腸埃希菌沒有的，N端有DNA結合區(qū)，可特異性與fimA上游啟動子結合，刺激fimA轉錄[10]。fimK基因還編碼磷酸二酯酶，調節(jié)環(huán)二鳥苷酸(cyclic diguanylate，c-di-GMP)的細胞內水平，c-di-GMP是重要的第二信使，其細胞內濃度可影響細菌毒力因子產生[6]。T3P由mrk基因簇編碼，其結構蛋白基因為mrkA、mrkF，調節(jié)蛋白基因為mrkJ、mrkI、mrkH，胞質伴侶素基因為mrkB，黏附蛋白基因為mrkD，外膜引導蛋白基因為mrkC[6]。T3P的主要結構成分為MrkA，其尖端為MrkD[11]。

T1P和T3P作用機制：T1P對甘露糖敏感，通過黏附素FimH可介導細菌與宿主細胞中含甘露糖的受體結合[8,10]。T1P在KP尿道感染中起重要作用，有助于KP侵入膀胱細胞，在膀胱表面形成生物膜。但T1P在腸道和肺部受環(huán)境限制，因此對KP的腸道和肺部定植無明顯作用[2]。有研究則認為T1P對KP的影響可能是消極的，T1P可放大巨噬細胞和中性粒細胞對KP的吞噬作用，且其FimH亞基與免疫細胞結合后可增強免疫細胞活性，從而增加宿主對KP的清除作用[3]。T3P的主要結構成分為MrkA，主要與非生物表面(如醫(yī)療設備)結合；尖端MrkD主要與細胞外基質(如受損的組織表面)結合[11]。T3P與肺部感染密切相關。肺部感染有兩種方式[3]: MrkA直接結合到非生物表面，介導KP黏附到氣管內導管；MrkD結合到膠原質或支氣管細胞衍生的細胞外基質表面。雖然T3P也可結合到膀胱上皮細胞，但似乎與泌尿道感染無明顯相關作用[2-3]。

1.3.2其他黏附素Kpc菌毛由kpc基因簇編碼，其結構蛋白基因為kpcA、kpcI，胞質伴侶素基因為kpcB，黏附蛋白基因為kpcC，外膜引導蛋白基因為kpcD。kpc基因表達由一種方向可逆的DNA元件kpcS調節(jié)，如同fimS一樣具有雙向調節(jié)作用。研究發(fā)現，kpcABCD異源表達的大腸埃希菌重組細菌的生物膜形成能力增強，提示Kpc菌毛可能有助于生物膜形成[2]。

KPF-28菌毛長、薄、柔軟，直徑4～5 nm，長0.5～2 mm，主要由相對分子質量為28 000的絲束蛋白聚合而成。目前KPF-28菌毛相關研究不多，基因表達機制尚未闡明。有研究表明，KPF-28主要結構基因位于編碼CAZ-5/SHV-4 β-內酰胺酶的R質粒上，有助于KP黏附人類Caco-2 細胞，這可能是KP在腸道的一個定植因素[2]。

ECP主要由染色體ecpRABCDE操縱子編碼，主要由亞基EcpA組成。ECP在KP中存在率較高，有助于其黏附于宿主表皮細胞，在生物膜形成中起重要作用[10]。

CF29K由基因cf29A編碼，位于R質粒，可介導細菌黏附于Caco-2細胞和小腸407細胞；CF29K與致瀉性大腸埃希菌CS31-A黏附蛋白相同，均屬于K88黏附素家族。有數據表明，CF29K可能就是CS31-A基因決定簇從大腸埃希菌轉移到KP后的產物[12]。

1.4 鐵攝取系統

鐵是細菌新陳代謝的必需輔助因子，作為氧化還原催化劑參與氧和電子運輸過程[13-14]。細菌與宿主競爭鐵的能力越強，生長代謝越快，毒力越強。KP有多種鐵攝取系統，目前推斷有12個，分為四大類：Fe2+轉運體FeO、ABC轉運體、血紅素載體系統和鐵載體系統，但這些系統的功能尚未完全闡明[2]。下面主要介紹目前研究較多的鐵攝取系統——鐵載體。

鐵載體是一種可結合三價鐵離子并將鐵離子供給細菌的低分子物質。鐵載體與鐵離子結合形成鐵-鐵載體螯合物，這種螯合物接觸到細胞膜上的鐵載體受體蛋白，通過ABC轉運蛋白進入細胞，易被細菌吸收[14]。多種細菌通過這種途徑攝取鐵。研究發(fā)現，如果KP參與鐵轉運系統的基因發(fā)生突變，細菌獲鐵能力下降，毒力減弱，表明了獲鐵能力對KP毒力的重要性[6]。KP主要有4種鐵載體：腸桿菌素(enterobactin)、沙門菌素(salmochelin)、耶爾森桿菌素(yersiniabactin)、氣桿菌素(aerobactin)。

1.4.1腸桿菌素腸桿菌素是一種典型的鐵載體，是由三酚醛組成的兒茶酚型分子，參與三價鐵攝取，形成三價鐵腸桿菌素復合物，與外膜受體結合[6]。與其他已知鐵螯合劑相比，腸桿菌素對鐵的親和力最高，但其受宿主分泌的脂質轉運蛋白2抑制。脂質轉運蛋白2競爭性奪取鐵-鐵載體螯合物中的鐵離子，從而阻止腸桿菌素的攝鐵作用[13]。腸桿菌素由位于染色體上的entABCDEF基因簇編碼，而fepABCDG基因簇編碼介導腸桿菌素轉運的蛋白，如fepA編碼特異性攝取受體FepA，KP感染中fepA表達上調，提示腸桿菌素功能上調[3,12]。

1.4.2耶爾森菌素耶爾森菌素因首次在耶爾森菌中被發(fā)現而命名，由irp基因編碼合成，其轉運體由ybt和fyu基因編碼，攝取受體由ybtQ編碼[15]。耶爾森菌素在貧鐵條件下通過激活外膜蛋白 FyuA 來促進生物膜形成[8]。耶爾森菌素作用不被宿主脂質轉運蛋白2抑制，因此含耶爾森菌素的KP在肺部感染中呈高載量，引起肺部感染。此外，耶爾森菌素可通過阻斷活性氧的產生而間接降低宿主天染免疫細胞的殺菌能力[8]。耶爾森菌素在cKP中的存在率<18%，而在hvKP中達90%[16]。

1.4.3沙門菌素沙門菌素是腸桿菌素經c-葡糖基修飾形成。修飾基因位于含iro基因簇的染色體或質粒上，這種修飾可阻止沙門菌素與脂質轉運蛋白2結合，從而避免脂質轉運蛋白2對細菌鐵攝取的干擾作用，保持細菌良好的獲鐵能力，增強毒力。沙門菌素在cKP中的存在率為2%～4%，而在hvKP中達90%以上[16]。

1.4.4氣桿菌素氣桿菌素結構與腸桿菌素不同，是一種檸檬酸異羥肟酸鐵載體。其與耶爾森菌素和沙門菌素一樣，不被脂質轉運蛋白2抑制[6]。與耶爾森菌素一樣，氣桿菌素也可通過阻斷活性氧的產生而間接降低宿主先天免疫細胞的殺菌能力[8]。氣桿菌素由基因簇iucABCD編碼合成，其轉運體由iutA和rmpA編碼[3]。氣桿菌素在cKP中的存在率約為6%，而在hvKP中達93%～100%[16]。

1.5 其他毒力因子

除以上四大類毒力因子外，近期有研究提出了KP的新毒力因子，包括外膜蛋白、孔蛋白、外排泵、尿囊素代謝等。目前，關于這些毒力因子與KP毒力之間關系的研究進展不多，簡單介紹如下。

1.5.1外膜蛋白KP常見的外膜蛋白包括外膜蛋白A(outer membrane protein A，OmpA)、肽聚糖相關脂蛋白(peptidoglycan-associated lipoprotein，PAL)和胞壁質脂蛋白(Braun’s lipoprotein，Lpp)。PAL和Lpp相關研究非常少，有研究發(fā)現PAL和Lpp合成基因缺失會降低細菌的適應性[2-3]。下面主要介紹OmpA。

OmpA是革蘭陰性菌的主要外膜蛋白，在大腸埃希菌中很常見。KP的OmpA通過核因子κB(nuclear factor κB，NF-κB)、p38和p44/42依賴途徑，阻止氣道上皮細胞活化，從而減輕氣道上皮細胞介導的炎癥反應。OmpA有助于KP抵抗天然免疫反應，若OmpA丟失，KP對抗菌肽變得敏感；也有助于抵抗肺泡巨噬細胞的吞噬作用。

1.5.2孔蛋白KP產生兩種主要外膜孔蛋白 OmpK35 和OmpK36，親水分子可通過孔蛋白擴散到細菌[3,8]。OmpK35/36缺失時，KP可表達選擇性孔蛋白KpnO和OmpK26。急性全身感染小鼠實驗顯示，OmpK36、KpnO或OmpK26任何一種外膜孔蛋白丟失均導致KP毒力減弱；而OmpK35丟失對毒力無明顯影響[2]。 OmpK36可能有助于菌株抗吞噬作用，OmpK36丟失使KP對巨噬細胞敏感性增加，毒力減弱。

1.5.3外排泵外排泵AcrAB有助于KP將抗菌藥物(如喹諾酮類、β-內酰胺類)和宿主衍生抗菌劑(如人類支氣管肺泡灌洗液中的抗菌劑和人類抗菌肽)外排，在KP抵抗宿主天然免疫反應中起重要作用。肺部感染小鼠模型顯示，acrB缺失的KP變異株對抗菌肽HBD-1、HBD-2更敏感，肺內細菌載量明顯降低，表明AcrB有助于KP抵抗抗菌肽作用，增強細菌的肺內生存力[2-3]。

1.5.4氮源利用尿素酶是尿素酰胺水解酶，催化尿素水解產生氨和氨基甲酸酯，再自發(fā)分解產生氨和碳酸，最終使局部環(huán)境的pH值增加[17]。尿素酶主要與氮廢物再循環(huán)和氮同化相關，許多腸道病原體包括KP產尿素酶，降解尿素為氮和二氧化碳，為細菌生長提供氮源。尿素酶由操縱子ureDABCEFG編碼，主要結構亞基為UreA、UreB和UreC，鎳結合蛋白為UreD、UreE、UreF和UreG，協助鎳離子結合至尿素酶激活位點[2]。研究認為尿素酶在尿路感染中有重要意義，尿素水解使局部pH值升高，無機鹽沉淀，導致感染性結石形成。尿素酶在KP毒力和致病機制中的作用還有待進一步研究，目前證據顯示其在細菌毒力中的作用是有限的[6,17]。

2 hvKP的分子致病機制

2.1 CPS

2.1.1CPS數量CPS是目前為止研究較清楚的毒力因子。有莢膜的菌株毒力明顯比無莢膜者高，莢膜多者毒力比莢膜少者高。hvKP所含CPS數量比cKP更多，毒力也往往更強。Fung 等將系列稀釋的細菌菌液注射至小鼠腹腔,觀察并記錄小鼠存活情況,計算半數致死量。結果顯示，同樣的K1型hvKP菌株，野生型菌株的半數致死量<10 CFU,而莢膜缺失突變株的半數致死量>1×106CFU,證明了CPS的毒力作用[18]。

2.1.2CPS類型不同莢膜血清型對毒力的影響不同。根據CPS抗原(K抗原)分類，cKP有超過70個莢膜血清型；而hvKP主要有8種血清型——K1、K2、K5、K16、K20、K54、K57 和KN1，其中以K1、K2最常見，在侵襲性感染中致死率也比其他型高[4,6-7]。高毒力的莢膜型(如K1、K2)缺乏2,3-甘露糖結構，該結構是巨噬細胞表面凝集素的識別點，缺乏這些序列的菌株不能被巨噬細胞識別，從而有助于逃逸宿主的免疫反應。Clegg等認為，幾乎所有引起肝膿腫的高毒力菌株均為K1、K2型[6]。王麗鳳等對2010—2014年北京3家教學醫(yī)院肝膿腫病例進行回顧性研究，發(fā)現引起肝膿腫的hvKP以K1型為主(53.9%)，其次為K2型(32.2%)[7]。Guo等研究發(fā)現，大部分(75%)K1型hvKP與肝膿腫相關，K2型hvKP引起的侵襲性感染類型更多樣化[19]。Ko等則提出，K1型常與播散性化膿性感染相關[4]，當K1和K2抗原發(fā)生突變，hvKP失去對中性粒細胞吞噬和肝臟清除作用的抗性，毒力減弱，一般不引起膿腫形成[20]。

2.2 LPS

2.2.1O抗原KP至少有9種O抗原血清型(O1、O2、O2ac、O3、O4、O5、O7、O8和O12)[2,6]，其中O1是hvKP最常見的O抗原血清型。O1由半乳聚糖Ⅰ和半乳聚糖Ⅱ組成，在引起肝膿腫的hvKP菌株中O1型高達90%，比cKP中的存在率高很多[21]。O1血清型菌株比非O1型菌株抗補體能力強。敗血癥小鼠模型和肝膿腫小鼠模型顯示，hvKP的O1抗原在毒力方面有重要作用，它抵抗血清殺傷作用，促進細菌在血液中播散和在內臟器官定植。在肺炎小鼠模型中，hvKP LPS與肺部感染無直接相關性，但其O1抗原可促進細菌在血液中播散，形成菌血癥，增加致死率。在尿路感染小鼠模型中，hvKP的O5抗原有助于細菌黏附于尿路上皮細胞和在尿道定植[2]。

2.2.2核心多糖核心多糖有助于hvKP定植于宿主，并抵抗肺泡巨噬細胞的吞噬作用。hvKP主要合成2型核心多糖，腹腔感染小鼠模型顯示當2型核心多糖被1型核心多糖替代后，菌株毒力降低[2,8]。

2.3 黏附素與生物膜形成

黏附素與生物膜形成相關。生物膜可增強菌株對宿主的防御作用和對抗生素的抵抗作用，從而增強細菌毒力。cKP和hvKP均可形成生物膜，但研究發(fā)現hvKP比cKP生物膜形成增加，但機制尚不明確。在研究一種hvKP菌株 NTUH-K2044時發(fā)現，生物膜可促進細菌腸道定植和侵襲，提示生物膜形成增加是hvKP毒力增強的重要因素。

2.3.1T1P和T3P研究報道T1P和T3P在生物膜形成中的作用不同，大多數認為T3P起主導作用，但近期有研究提出T1P和T3P在生物膜形成中均非常重要，導致差異的原因可能是評估生物膜形成的方法不同[6,11]。hvKP中，T1P和T3P主要通過生物膜形成增加，促進細菌定植與侵襲，從而增強菌株毒力。

2.3.2Kpc菌毛和CF29KKpc菌毛和CF29K在cKP和hvKP中均存在，在hvKP中的存在率更高。提示這兩種黏附素可能與菌株高毒力相關，但毒力增強機制尚未闡明，可能與生物膜形成增加有關。

2.4 獲鐵能力

hvKP比cKP分泌數量更多、活性更強的鐵載體[22]。腸桿菌素在cKP與hvKP中的存在率無明顯差異，也無明顯增強毒力作用。而耶爾森菌素、沙門菌素和氣桿菌素在hvKP中的存在率顯著高于cKP。耶爾森菌素在cKP中的存在率<18%，而在hvKP中達90%；沙門菌素在cKP中存在率為2%～4%，而在hvKP中達90%以上；氣桿菌素在cKP中的存在率約為6%，而在hvKP中達93%～100%[16]。Guo等在95.0%的K1型和97.5%的K2型hvKP分離株中發(fā)現了氣桿菌素，且高黏力表型菌株中氣桿菌素陽性率顯著高于非高黏力表型菌株[19]。耶爾森菌素、沙門菌素和氣桿菌素不被宿主脂質轉運蛋白2抑制，所以含這3種鐵載體的菌株毒力較強，尤其是氣桿菌素可顯著增強hvKP毒力。有研究表明，氣桿菌素可使hvKP毒力增加100倍[7,23]。

3 結語

肺炎克雷伯菌是臨床常見條件致病菌，其耐藥性的產生和處置是困擾臨床的主要問題。近年來出現的hvKP是一個新問題，其臨床危害嚴重，越來越受重視。研究發(fā)現，莢膜、LPS、菌毛及鐵載體是造成hvKP明顯有別于cKP的主要毒力因子，且到目前為止，在基因水平并沒有發(fā)現新的致病基因存在，只有這些毒力因子分布頻率的差別。hvKP的毒力機制尚未闡明，需進一步研究。

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. JIN Jialin, E-mail：jinjialin@fudan.edu.cn

MolecularpathogenesisofhypervirulentKlebsiellapneumoniae

XU Shuibao, JIN Jialin

DepartmentofInfectiousDiseases,HuashanHospital,FudanUniversity,Shanghai200040,China

In practice,Klebsiellapneumoniae(K.pneumoniae) can be divided into classicK.pneumoniaeand hypervirulentK.pneumoniaewith higher frequency of existence and characteristic performance of characterized virulence factors, such as capsules, lipopolysaccharides, adhesins and siderophores. Current research and clinical progresses on hypervirulentK.pneumoniaeand associated virulence factors were reviewed and discussed.

Klebsiellapneumoniae; Pathogenesis; Virulence factor; Hypervirulence

上海市自然科學基金(14ZR1404500)

金嘉琳

2017-03-15)