血流感染から分離されたKlebsiella pneumoniaeのVI型分泌系の疫学と分子的特徴

Epidemiology and molecular characteristics of the type VI secretion system in Klebsiella pneumoniae isolated from bloodstream infections.

• Mao Zhou
• You Lan
• Siyi Wang
• Qingxia Liu
• Zijuan Jian
• Yanming Li
• Xia Chen
• Qun Yan
• Wenen Liu

抄録

背景:

VI型分泌系（T6SS）は新規病原性因子として同定されている。本研究では，Klebsiella pneumoniae 由来の血流感染症（BSI）における T6SS 遺伝子の有病率を調べることを目的とした．また、T6SS陽性K肺炎菌の臨床的および分子的特徴を評価した。

BACKGROUND: The type VI secretion system (T6SS) has been identified as a novel virulence factor. This study aimed to investigate the prevalence of the T6SS genes in Klebsiella pneumoniae-induced bloodstream infections (BSIs). We also evaluated clinical and molecular characteristics of T6SS-positive K pneumoniae.

方法:

2016年1月から2019年1月までに、非反復性K. pneumoniae血流分離株344株と関連する臨床データを収集した。すべての分離株について、ポリメラーゼ連鎖反応によりT6SS遺伝子、莢膜血清型および病原性遺伝子を検出し、VITEK® 2 Compactを用いて抗菌薬感受性を試験した。多ウイルス性K. pneumoniae（HVKP）についてはMLSTを実施していた。

METHODS: A total of 344 non-repetitive K. pneumoniae bloodstream isolates and relevant clinical data were collected from January 2016 to January 2019. For all isolates, T6SS genes, capsular serotypes, and virulence genes were detected by polymerase chain reaction, and antimicrobial susceptibility was tested by VITEK® 2 Compact. MLST was being conducted for hypervirulent K. pneumoniae (HVKP).

結果:

BSI患者から回収された344株のうち69株（20.1％）がT6SS陽性K.pneumoniaeと同定された。T6SS陽性株のK1莢膜血清型および10種類のウイルス性遺伝子の割合は，T6SS陰性株よりも高かった（P=0.000）．HVKP分離株のうち、T6SS陽性株の割合はT6SS陰性株よりも有意に高かった。(P= .000).T6SS陽性のK. pneumoniae分離株は，cefoperazon-sulbactam，ampicillin-sulbactam，cefazolin，ceftriaxone，cefotan，aztreonam，ertapenem，amikacin，gentamicin，levofloxacin，およびciprofloxacinに対して有意に感受性が高かった（P＜0.05）．地域社会や肝膿瘍から分離された菌株では、T6SS陽性のK. pneumoniaeが多かった（P＜0.05）。多変量回帰分析では、市中感染BSI（OR 2.986）、wcaG（OR 10.579）、iucA（OR 2.441）、およびp-rmpA（OR 7.438）のウイルス性遺伝子の保有、および胆道疾患（OR 5.361）がT6SS陽性K. pneumoniae誘発BSIの独立した危険因子であることが示された。

RESULTS: 69 (20.1%) were identified as T6SS-positive K. pneumoniae among 344 isolates recovered from patients with BSIs. The rate of K1 capsular serotypes and ten virulence genes in T6SS-positive strains was higher than T6SS-negative strains (P = .000). The T6SS-positive rate was significantly higher than T6SS-negative rate among HVKP isolates. (P = .000). The T6SS-positive K. pneumoniae isolates were significantly more susceptible to cefoperazone-sulbactam, ampicillin-sulbactam, cefazolin, ceftriaxone, cefotan, aztreonam, ertapenem, amikacin, gentamicin, levofloxacin, and ciprofloxacin (P < 0.05). More strains isolated from the community and liver abscess were T6SS-positive K. pneumoniae (P < .05). Multivariate regression analysis indicated that community-acquired BSIs (OR 2.986), the carriage of wcaG (OR 10.579), iucA (OR 2.441), and p-rmpA (OR 7.438) virulence genes, and biliary diseases (OR 5.361) were independent risk factors for T6SS-positive K. pneumoniae-induced BSIs.

結論:

T6SS陽性のK. pneumoniaeはBSI患者に有病率であった．T6SS陽性のK. pneumoniaeは多ウイルス性であり，この遺伝子群の病原性の可能性が示唆された．

CONCLUSION: The T6SS-positive K. pneumoniae was prevalent in individuals with BSIs. T6SS-positive K. pneumoniae strains seemed to be hypervirulent which revealed the potential pathogenicity of this emerging gene cluster.

© 2020 The Authors. Journal of Clinical Laboratory Analysis Published by Wiley Periodicals LLC.