最新综述：产KPC酶肺炎克雷伯菌异质性耐药研究进展

近年来，随着黏菌素类、替加环素和多种新型β-内酰胺/β-内酰胺酶抑制剂组合在临床中的推广应用，产KPC酶KP感染的治疗取得了一定进展。然而，时有体外药物敏感性试验结果显示敏感而临床疗效欠佳的情况发生，产KPC酶KP被发现对多种药物表现出异质性耐药现象，即常规药物敏感性试验结果显示敏感，但同一菌群中存在少量对该药耐药的亚群，在抗菌药物使用压力下可迅速扩增，导致抗感染治疗失败。

目前，针对产KPC酶KP异质性耐药的系统研究相对较少，国内外尚缺乏聚焦该方向的综述性总结。为此，上海交通大学医学院附属松江医院检验科的研究团队发表综述，系统梳理了产KPC酶KP异质性耐药的定义、形成机制、检测技术、耐药机制和治疗策略，旨在为临床识别与精准治疗此类感染提供理论依据与实践参考。该综述发表于《检验医学》2026年第8期。

什么是异质性耐药？

异质性耐药是指在表型敏感的菌株中，存在少量携带耐药基因的亚群，在抗菌药物选择压力下迅速扩增，导致抗感染治疗失败。异质性耐药被认为是介于敏感和全耐药之间的中间阶段。

与经典耐药突变不同，异质性耐药不一定来源于稳定的基因突变，其形成过程更多涉及基因动态的表达调控。在抗菌药物作用下，主体菌群中的敏感菌群被清除，少量携带耐药基因的亚群存活并迅速扩增，占据生态位优势；停药后，该亚群可下调耐药基因表达水平，以减少适应代价，从而表现出表型不稳定的可逆性遗传特征。

目前普遍认为异质性耐药是影响抗感染治疗效果的重要隐匿机制，其形成机制由天然异质性与获得异质性共同驱动，前者来源于菌群中自发突变形成的亚群，后者则由抗菌药物诱导所致。

异质性耐药检测技术

目前，临床实验室常采用纸片扩散法和E试验初筛异质性耐药，并结合菌落群体分析法（PAP）进行确认。

1.纸片扩散法、E试验和PAP

纸片扩散法、E试验可通过观察产KPC酶KP抑菌圈内是否存在散在菌落，挑取离药敏纸片或E试验条最近的单个菌落，测定其最低抑菌浓度（MIC），根据CLSI指南的判定标准，初步筛选出异质性耐药菌株。然而，产KPC酶KP的异质性耐药亚群通常频率较低、生长缓慢，且盘面图像识别度有限，2种方法均存在较高漏检率，敏感性和特异性均有限，难以作为确认方法，但实验室可以通过延长培养时间（48～72 h）来提高检出率。

目前，国际上普遍以PAP作为确认异质性耐药的"金标准"，其判定标准包括：异质性耐药亚群的最大非抑菌浓度（HNIC）与原始菌群的MIC比值≥8倍，且耐药亚群的发生频率≥1×10⁻⁷。PAP能够通过定量分析菌群在不同药物浓度下的存活分布，准确揭示菌群内部的异质性，但存在成本高、操作复杂、耗时长的局限，且单靠PAP无法直接判断耐药菌和原始菌是来自同一克隆还是不同克隆的混合感染，需借助分子分型或全基因组测序（WGS）等技术进行验证。

2.分子生物学检测

分子生物学检测技术能够在分子层面揭示同一菌群内部亚群间的基因亚型、基因表达量和结构差异。qPCR可比较bla_kpc基因、外排泵相关基因、外膜孔蛋白基因的相对表达量差异；WGS可确定MLST型别和克隆关系。若异质性耐药亚群存在bla_kpc基因突变，通常提示属于"稳定型异质性耐药"；若仅表现为相关基因过表达而未检测到基因突变，则多为可逆型"不稳定型异质性耐药"

3.AI辅助诊断

近年来，AI在微生物耐药检测中的应用不断扩展，在异质性耐药的快速识别方面有着巨大潜力。WGS联合机器学习算法构建的AI模型，能够整合菌株的耐药基因、突变位点、拷贝数变化等多维特征，实现对异质性耐药菌株的判别，在内部验证中实现了大肠埃希菌异质性耐药检出敏感性100%、特异性84.6%，显示出AI在异质性耐药筛查中的可行性。在基于质谱的AI分析模式中，基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）联合机器学习（ML）算法（MALDI-ML），已被证实可基于特征峰实现不同耐药表型KP菌株的快速识别，检测时间可由传统培养+药敏的24~48 h缩短至数分钟，准确率超过90%。

4.微流控单细胞液滴技术

微流控单细胞液滴技术可将单个细菌、培养基和抗菌药物共同封装于直径20～60 μm的水包油液滴中，瞬时生成数万至数十万个独立的"纳升级反应器"。当液滴中存在耐药亚群时，可在2～3 h内产生荧光或浊度信号。该技术最低检出耐药亚群频率为0.1%～0.3%，对低频率异质性耐药亚群的检出有较高的灵敏度，但仍存在芯片加工成本较高、液滴生成和信号检测系统复杂等问题。

四类抗菌药物的

异质性耐药机制

1.碳青霉烯类：blaKPC过表达与外膜孔蛋白缺失

产KPC酶KP对碳青霉烯类的异质性耐药多表现为在药物选择压力下少数亚群通过调控bla_kpc的表达水平获得暂时性高MIC。有研究对6株美罗培南敏感的产KPC酶KP进行PAP，发现10⁻⁵~10⁻⁸比例的低频耐药亚群对美罗培南的MIC较敏感母系菌群升高16～128倍，且异质性耐药亚群显著上调bla_kpc的表达水平；停药后，在无抗菌药物条件下连续传代，异质性耐药相关表达差异消失，提示其具有可逆性与遗传不稳定性。

与美罗培南"不稳定型异质性耐药"不同，亚胺培南异质性耐药可在短期药物暴露后表现出较强的表型持续性。有研究分析了8株对亚胺培南异质性耐药的产KPC酶KP，发现E试验抑菌圈内分离出的单菌落异质性耐药亚群相较于敏感菌群，OmpK36基因表达缺失，且停药后可持续表现为高水平耐药，提示产KPC酶KP对亚胺培南异质性耐药机制与外膜孔蛋白OmpK36基因表达异常有关。

2.黏菌素类：外排泵与PhoPQ通路激活

我国1项多中心研究采用PAP法对455株黏菌素敏感的CRKP进行检测，结果显示，黏菌素异质性耐药总检出率为6.2%，其中60.7%为ST11克隆型；在检出的28株异质性耐药菌株中，产KPC酶KP占67.9%（19/28）。该研究进一步发现，所有异质性耐药亚群在外排泵抑制剂羰基氰化物间氯苯腙后，黏菌素MIC较未加入时下降8倍及以上，提示外排泵机制参与异质性耐药表型调控；qRT-PCR显示PhoP基因表达量在21株异质性耐药菌株中上调，提示PhoPQ通路在黏菌素异质性耐药中具有重要作用。

另有研究结果显示，北京3家三级医院分离的96株CRKP中黏菌素异质性耐药率高达71.9%（69/96），时间杀灭实验结果显示黏菌素单药可在早期快速杀灭敏感群体，但异质性耐药亚群随后出现再生长；异质性耐药机制与PhoPQ通路和pmrD相关基因过表达相关。

3.替加环素：外排泵调控因子突变与小RNA调控

Tao等以52株替加环素敏感的CRKP为研究对象，用纸片扩散法初筛抑菌圈内散在菌落，随后用PAP法确认异质性耐药阳性菌株全部为ST11型产KPC酶KP；异质性耐药亚群在高替加环素浓度下可存活（最高可至16 mg/L），且在无药压力下传代后仍保持高耐药水平；基因组层面提示异质性耐药机制与tet（A）基因和多类耐药基因共存，同时与ramR、acrR等外排泵调控因子相关。

Zhang等发现，临床治疗过程中，原本替加环素敏感的KP可在替加环素压力下出现异质性耐药并进展为耐药；体外用接近常见治疗血药浓度的低浓度（0.1 mg/L）诱导，可以获得异质性耐药亚群，其发生频率为7.0×10⁻⁷～1.41×10⁻⁶；WGS结果提示异质性耐药机制与ramR、acrR、rpsJ等位点突变有关。此外，Han等发现小RNA可调控外排泵相关表达基因水平进而让替加环素外排，诱导异质性耐药亚群形成：sRNA-120下调/缺失会导致mdtABC外排泵表达量升高。

4.新型β-内酰胺/β-内酰胺酶抑制剂组合：KPC过表达与KPC位点突变

目前，新型β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂组合相关异质性耐药机制研究主要集中于头孢他啶/阿维巴坦（CZA）。Li等对311株CRKP的研究发现，275株CZA敏感CRKP中检出34株（12.4%）CZA异质性耐药菌株，其中KPC-2型占97.1%，KPC-3型占2.9%；qPCR发现47.1%（16/34）的异质性耐药亚群的bla_kpc表达量水平显著上调，提示KPC过表达是产KPC酶KP对CZA异质性耐药的主要机制；在无药物压力下传代后，异质性耐药亚群的MIC回落至敏感水平，提示该异质性耐药为"不稳定型异质性耐药"。

Zhang等在355株CZA敏感的产KPC酶KP中发现41株（11.55%）CZA异质性耐药菌株，进一步研究发现，其主要机制是KPC位点突变，导致CZA的MIC升高8～128倍；该类突变体在无药环境传代后可维持稳定的高耐药表型。此外，该研究还发现4株CRKP同时携带KPC酶和NDM酶，表现为对CZA部分耐药，形成类似异质性耐药的表现，这种"伪异质性耐药"现象在CRKP临床标本中并不罕见，鉴定时应注意与真正的单克隆异质性耐药区分。

治疗策略

产KPC酶KP的异质性耐药是临床治疗失败的重要隐患之一。异质性耐药使菌群在常规药敏判定为敏感时，仍可存在低频耐药亚群，在抗菌药物作用压力下迅速富集，造成临床疗效下降、感染复燃，甚至加速演化为耐药。产KPC酶KP常见于重症监护病房等高危患者，其抗菌药物暴露强度高、疗程长、联合用药多，为异质性耐药亚群的选择和富集提供压力环境。

目前尚无专门针对异质性耐药的治疗指南，临床用药推荐遵循碳青霉烯类耐药肠杆菌目细菌（CRE）指南，在此基础上结合异质性耐药"动态、可富集、易漏检"的特征，强化复培养、复测药敏与疗效监测；在规范给药治疗后仍缺乏满意疗效时，应警惕治疗过程中出现异质性耐药表型并及时调整治疗方案。

针对产KPC酶的CRE感染，已有相关指南将新型β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂组合作为重要治疗选择，可选用头孢他啶/阿维巴坦、亚胺培南/雷利巴坦和美罗培南/韦博巴坦等药物。

我国《血液肿瘤患者碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌（CRE）感染的诊治与防控中国专家共识（2025年版）》同样强调，产KPC酶CRE感染可优先考虑CZA；并强调足量、规范给药与必要时延长输注，以尽量确保暴露达标，并降低耐药选择压力，非足量CZA治疗与KPC突变体出现相关，提示当治疗过程中疗效由好转差时，应及时复培养并评估耐药表型变化。

对多黏菌素的异质性耐药，体外研究结果显示，多黏菌素单药可出现异质性耐药再生长，联用四环素或氨基糖苷类在体外可抑制异质性耐药亚群再生长，因此临床上用多黏菌素类治疗时，应联合其他药物共同使用并密切复测药敏并评估疗效。对替加环素异质性耐药，相关研究结果提示临床应结合感染部位、菌量负荷个体化用药。

当前，异质性耐药的研究虽在检测技术、分子机制和联合用药策略方面取得进展，但在检测标准化、机制、临床转化、个体化用药指导等方面存在不足。

未来应建立统一的异质性耐药检测与判定体系，结合AI和多组学分析揭示其动态演化规律，并通过优化联合用药，实现异质性耐药的早期识别和精准干预，从而为耐药防控和个体化抗感染治疗提供新的思路。