肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）

物种名：肺炎克雷伯菌

拉丁学名：Klebsiella pneumoniae

分类学地位：细菌界Bacteria；假单胞菌门Pseudomonadota；

γ-变形菌纲Gammaproteobacteria；肠杆菌目Enterobacteriales；

肠杆菌科Enterobacteriaceae；克雷伯氏菌属Klebsiella

肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）俗称肺炎杆菌，主要存在于人和动物的呼吸道、肠道和泌尿生殖道，易感染有严重基础疾病以及免疫功能低下者，临床上可表现为呼吸道感染、败血症、泌尿道感染、化脓性脑膜炎等，预后不良，病死率较高。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

肺炎克雷伯菌对营养的要求不高，在各种人工培养基上35-37℃培养18-24小时后均可生长。根据所使用培养基的不同，菌落有所差别，但都能形成较扁平的、边缘不规则的圆形、黏稠的白色菌落。部分菌株用接种针挑取时可拉丝。该菌在麦康凯培养基（图1A）上形成淡粉色菌落，大而隆起，光滑湿润，呈黏液状，48小时后相邻菌落易融合成脓汁样；在血平板（图1B）形成白色或略透明大菌落，48小时后易融合成片，形成形成黏液样菌苔^[1]。

图1 肺炎克雷伯菌在麦康凯培养基^[2]（A）和血平板^[3]（B）上的生长情况

1.1.2形态学特征

肺炎克雷伯菌属兼性厌氧菌，革兰氏染色阴性，其形态为两端钝圆较粗的直杆菌，大小为（0.5-0.8） μm×（1.0-2.0） μm，有明显的荚膜和菌毛，但无鞭毛和芽胞^[1]。

图2 肺炎克雷伯菌菌落和显微照片

A：革兰氏染色照片^[4]，B：扫描电镜照片（×23089）^[5]，C：三维成像^[6]

1.1.3生化特征

肺炎克雷伯菌能发酵葡萄糖、乳糖、蔗糖等多种糖类，可利用枸橼酸盐作为唯一碳源，V-P试验、硝酸盐还原、脲酶和赖氨酸脱羧酶试验阳性；氧化酶、鸟氨酸脱羧酶和精氨酸双水解酶试验均阴性^[7]。对热抵抗力不强，56℃水浴30分钟即可被杀死。

1.1.4分子生物学特征

肺炎克雷伯菌有一条5.3 Mbp的染色体。GC含量为57%。有5个质粒，分别是pKPN3、pKPN4、pKPN5、pKPN6和pKPN7。DNA呈环状，基因组共编码约5300个基因，其中5184个是蛋白质基因，111个是RNA基因，3个是假基因。所有RNA基因都位于染色体中，而1个假基因则分别在染色体pKPN3和pKPN4中编码^[8]。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

肺炎克雷伯菌在哺乳动物和生态环境中无处不在，可寄居于健康人体的呼吸道和消化道以及存在于环境水体中，它的致病作用遍及全球。该菌引起的肺炎多见于中、老年男性病人，该病季节性特点虽不明显，但相对冬季的危险性较大。肺炎克雷伯菌可通过病人间相互传播，或经间歇正压呼吸器、静脉补液手术、导尿等侵入性操作传播^[9]。

1.2.2致病性

肺炎克雷伯菌感染轻则引起尿路感染，严重则会引起菌血症、肝脓肿和肺炎等，死亡率和发病率都很高^[10]。当机体抵抗力降低时，如患糖尿病、白血病等各种严重疾病以及吸烟、酗酒者等，均可使细菌吸附机体上皮细胞的能力增强，咽喉部的肺炎克雷伯菌寄居数量显著增加。本病主要经吸入咽喉部或气管内的致病菌而发病，当胃酸缺乏或pH升高时，胃液内细菌数量明显增加，当胃液反流时，便可引起肺炎或支气管炎（图3）。

图3 肺炎克雷伯菌感染肺部导致肺炎^[11]

肺炎克雷伯菌的脂多糖（LPS）和荚膜多糖（CPS）是其主要毒力因子。LPS含有脂质A、核心多糖和O抗原，这些抗原是微生物抵抗补体介导的杀伤所必需的。CPS位于病原体的最外层，可抵抗多形核白细胞的吞噬作用，在进入肺泡后可抵抗巨噬细胞吞噬，并在肺泡内生长繁殖而致病。CPS是该菌致病的关键因子，其中K1荚膜抗原是致病的主要物质，可帮助病菌抵抗免疫细胞吞噬，抵御抗菌肽作用，还可抑制早期免疫应答和树突状细胞的成熟，携带K1荚膜抗原的菌株是导致肝脓肿的主要血清型之一^[10]。

1.3检测方法

（1）传统方法：对患者咽喉部的痰收集培养，进行革兰氏染色等初步鉴定。

（2）分子生物学方法：李富祥等以肺炎克雷伯菌16S rRNA基因高度保守序列为靶标，设计特异性引物和TaqMan探针，建立了肺炎克雷伯菌实时荧光定量PCR检测方法（引物及探针序列见表1）。该方法特异性良好，与大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌等15种常见细菌均无交叉反应；检测限约为2.29×10² copies/μL，较普通PCR敏感性高约100倍；批内和批间变异系数均＜3%，重复性良好。临床样本检测结果表明，该方法适用于肺炎克雷伯菌感染的早期诊断、样本快速筛查及细菌载量定量分析。

表1 肺炎克雷伯菌TaqMan荧光定量PCR引物及探针序列^[12]

名称	序列
上游引物KP-qPCR-Pf	5′-GGTGAGGTTAATAACCTTGTC-3′
下游引物KP-qPCR-Pr	5′-CCCCCCTCTACAAGACTCT-3′
探针KP-qPCRProbe	5′-FAM-ACATCCGACTTGACAGACCG-BHQ1-3′

1.4典型案例

2023年，Lee等^[13]对新加坡本地多个水库的地表水开展了肺炎克雷伯菌污染及耐药性调查。共采集水样82份，覆盖水库上游、中游和下游不同区域。采用膜过滤法结合选择性培养基进行细菌分离，以VITEK®2全自动微生物鉴定系统和PCR法（16S rRNA基因测序）进行确认。结果显示，水体中广泛存在肺炎克雷伯菌，上游浓度显著高于下游（上游检出率约70%，下游约30%）。药敏试验显示菌株耐药形势严峻：对氨苄西林耐药率高达97.7%，超过40%的受试抗生素耐药率高于50%，产超广谱β-内酰胺酶（ESBL）菌株普遍存在。污染来源主要为上游农业径流及城市生活污水排放。定量风险评估表明，游泳等直接接触水体行为存在轻度感染风险，涉水等间接接触风险较低，下游风险低于中上游。该研究未报告具体人群感染病例，但提示需严格管控抗生素使用，防范水环境中耐药菌的传播风险^[13]。

1.5防治对策

在接触眼睛、鼻子或嘴巴之前，在准备食物之前，进出病房时尤其要小心谨慎，都应养成及时洗手的好习惯。增强机体免疫能力，加强营养，减少免疫抑制剂的应用，避免滥用抗生素，以防多重耐药菌株的产生。

参考文献

[1] 阚飙, 詹启敏. 精准预防诊断系列: 传染性疾病与精准预防. 上海: 上海交通大学出版社, 2020.

[2] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=6689.

[3] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=6690.

[4] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=6609.

[5] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=6834.

[6] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=18169.

[7] 丛玉隆. 现代尿液分析技术与临床. 北京: 人民军医出版社, 2007.

[8] Abdelwahab R, Alhammadi MM, Hassan EA, Ahmed EH, Abu-Faddan NH, Daef EA, Busby SJW, Browning DF. Antimicrobial Resistance and Comparative Genome Analysis of Klebsiella pneumoniae Strains Isolated in Egypt. Microorganisms. 2021, 9: 1880.

[9] Podschun R, Ullmann U. Klebsiella spp. as Nosocomial Pathogens: Epidemiology, Taxonomy, Typing Methods, and Pathogenicity Factors. Clinical Microbiology Reviews. 1998, 11: 589-603.

[10] Paczosa MK, Mecsas J. Klebsiella pneumoniae: Going on the Offense with a Strong Defense. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2016, 80: 629-661.

[11] MicrobeWiki. https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Klebsiella_pneumoniae.

[12] 李富祥, 廖德芳, 姚俊等. 肺炎克雷伯菌TaqMan荧光定量PCR检测方法的建立. 中国兽医科学, 2014, 44: 1231-1235.

[13] Lee BRY, Lu C, Janardhanan T. Investigating the prevalence and antibiotic resistance of Klebsiella pneumoniae in singapore surface water: an antibiotic resistance profiling and risk assessment study. Engineering and Technology, 2023: 479-493.