抗菌药物耐药已成为全球公共卫生领域面临的重要挑战。其中，碳青霉烯类抗菌药物是治疗严重革兰阴性菌感染的重要药物，而碳青霉烯酶基因的获得与传播，使部分临床病原菌能够对碳青霉烯类药物产生耐药，给感染治疗和医院感染防控带来巨大压力。

更值得警惕的是，耐药基因并非只能随细菌自身繁殖而“纵向遗传”。在质粒、插入序列和转座子等可移动遗传元件的帮助下，耐药基因可以在不同菌株甚至不同细种之间发生水平传播。因此，回答“耐药基因藏在哪里、通过什么遗传载体传播、又如何在临床重要病原菌中持续扩散”，对于理解碳青霉烯耐药菌的形成与流行至关重要。

近日，广州医科大学附属第二医院检验科周强团队围绕这一关键科学问题开展系列研究，聚焦 blaIMP、blaNDM 和 blaKPC 等重要碳青霉烯酶基因，从质粒基因组特征、复制子组成、接合转移系统以及环状转座子等不同层面解析耐药基因的水平传播机制。相关成果发表于 《Microbiology Spectrum》,《BMC Microbiology》和《Antimicrobial Agents and Chemotherapy》。

这些研究对不同病原菌、不同碳青霉烯酶基因对应的可移动遗传元件进行分析，共同勾勒出临床碳青霉烯耐药基因复杂而多样的传播网络。

01

解析克雷伯菌属blaIMP携带质粒的基因组特征

该研究由广医二院检验科陈明晓博士、邓婷婷、张静宜、韩奕桐等共同完成，广医二院检验科主任周强博士为第一通讯作者。发表于《Microbiology Spectrum》的研究 “Genomic characterization of blaIMP-harboring plasmids in Klebsiella spp.” 中，研究团队将目光聚焦于临床重要病原菌——克雷伯菌属（Klebsiella spp.）。IMP型金属β-内酰胺酶能够介导包括碳青霉烯类在内的多种β-内酰胺类抗菌药物耐药，而blaIMP基因的获得和传播是推动相关耐药表型形成的重要因素。

研究团队以临床分离的变栖克雷伯菌Klebsiella variicola T117菌株中质粒pT117-2为基础，对不同克雷伯菌种中携带blaIMP的质粒开展基因组层面的系统分析，重点关注IMP质粒的遗传结构及传播相关特征。

这项工作从质粒基因组角度进一步揭示了blaIMP耐药基因在克雷伯菌属中的遗传载体特征，为认识IMP型碳青霉烯酶耐药基因在临床菌株中的扩散提供了新的基因组学依据。

原文链接

https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.03790-25

02

揭示阴沟肠杆菌复合群blaNDM阳性质粒的复制子和接合转移系统

团队进一步将研究视角拓展至另一类临床重要耐药基因—blaNDM。

由广医二院检验科陈明晓博士、张静宜和珠海市人民医院李小彬博士等完成，广医二院检验科主任周强博士为第一通讯作者的研究成果 “Genomic insights into replicons and conjugative transfer systems of blaNDM-positive plasmids in the Enterobacter cloacae complex” 发表于《BMC Microbiology》。该研究重点关注阴沟肠杆菌复合群(Enterobacter cloacae complex）中blaNDM阳性质粒的复制子与接合转移系统。

NDM型金属β-内酰胺酶是临床高度关注的碳青霉烯酶之一。与单纯观察“某个菌株是否携带 blaNDM”相比，进一步解析携带该基因的质粒如何维持、如何转移，对于理解耐药基因在菌群中的扩散具有更加直接的意义。

该研究将关注点放在blaNDM阳性质粒的复制子（replicons）和接合转移系统（conjugative transfer systems）上，从基因组层面分析耐药质粒的遗传背景与传播潜力。

质粒可以被看作细菌携带耐药基因的重要“移动载体”。复制系统决定质粒如何在宿主细胞中维持，而接合转移系统则与质粒能否在细菌之间进行水平传递密切相关。因此，对这两类遗传模块进行系统解析，有助于进一步认识 blaNDM 如何借助质粒实现稳定存在与跨菌传播。

这一成果也提示，对临床耐药菌的监测不能只关注耐药基因本身，还需要关注其背后的质粒骨架、复制系统及传播模块，才能更完整地理解耐药传播风险。

原文链接：

https://link.springer.com/article/10.1186/s12866-026-05489-4

03

发现IS26介导的blaKPC环状转座子

如果说质粒是耐药基因跨细菌传播的重要“运输工具”，那么插入序列、转座子等可移动遗传元件，则可能进一步赋予耐药基因“移动能力”。

发表于《Antimicrobial Agents and Chemotherapy》的研究"IS26-mediated circular blaKPC transposon in ST2483 Pseudomonas aeruginosa" 中，研究团队进一步研究了碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌（CRPA）中的 blaKPC 基因传播途径。

该研究由广医二院检验科陈明晓博士、仲恺农业工程学院支庆庆和广东省中医院沈聪等共同完成，广医二院检验科主任周强博士为第一通讯作者。

研究以临床分离的ST2483型P. aeruginosa PA100为对象，通过全基因组测序、分子生物学及表型实验，对blaKPC-2关联的遗传元件及其传播方式进行了研究。

该研究展示了由插入序列IS26 介导的blaKPC-2耐药基因区域形成的 C-KPC环状转座子（circular transposon）“IS26-ISKpn27-blaKPC-2-ΔISKpn6-IS26”可能来自于共感染的肺炎克雷伯菌，并可依赖胞外囊泡（extracellular vesicles）实现水平转移。

IS26通过自身的重组介导blaKPC形成环状转座结构，为理解KPC型碳青霉烯酶基因如何在不同遗传背景乃至不同临床病原菌中发生移动传播提供了新的研究视角。

原文链接：

https://journals.asm.org/doi/10.1128/aac.00582-26

04

总结与展望

以上三项研究分别聚焦于blaIMP、blaNDM 和 blaKPC，涉及克雷伯菌属、阴沟肠杆菌复合群、肺炎克雷伯菌及铜绿假单胞菌等重要临床病原菌。虽然研究对象和具体遗传机制有所不同，但它们共同指向一个核心问题：

碳青霉烯耐药基因的临床传播，并非孤立的单一基因事件，而是与质粒、复制子、接合转移系统、插入序列和转座子等一系列可移动遗传元件密切相关。

从blaIMP携带质粒的基因组特征解析，到研究blaNDM质粒的复制和接合转移系统，再到发现IS26重组形成的blaKPC环状转座子，周强博士团队的系列研究丰富了我们对于临床碳青霉烯耐药基因水平传播机制的认识。这些研究对于追踪耐药基因传播路径、认识高风险耐药遗传元件，并进一步开展耐药菌分子流行病学监测和医院感染防控具有重要意义。

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来源：广医二院检验科