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Jun 04, 2023

Une mutation ponctuelle dans recC associée au remplacement sous-clonal du carbapénème

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 2464 (2023) Citer cet article 2206 Accès à 2 détails d'Altmetric Metrics L'adaptation aux pressions sélectives est cruciale pour les pathogènes cliniquement importants

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 2464 (2023) Citer cet article

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L'adaptation aux pressions sélectives est cruciale pour que les agents pathogènes cliniquement importants puissent établir des épidémies, mais les facteurs évolutifs sous-jacents restent mal compris. L’épidémie actuelle de Klebsiella pneumoniae (CRKP) résistante aux carbapénèmes constitue une menace importante pour la santé publique. Dans cette étude, nous avons analysé les séquences génomiques de 794 isolats sanguins de CRKP collectés dans 40 hôpitaux en Chine entre 2014 et 2019. Nous avons découvert un remplacement sous-clonal dans le clone prédominant ST11, où le sous-clone précédemment répandu OL101:KL47 a été remplacé par O2v1:KL64. le temps de manière progressive. O2v1:KL64 portait une charge plus élevée d'éléments génétiques mobiles, et une mutation ponctuelle détectée exclusivement dans le recC de O2v1:KL64 favorise de manière significative la compétence de recombinaison. Le succès épidémique de O2v1:KL64 était en outre associé à une sous-lignée hypervirulente présentant une résistance accrue à la phagocytose, au sulfaméthoxazole-triméthoprime et à la tétracycline. Les altérations phénotypiques étaient liées à la surreprésentation des déterminants de l'hypervirulence et des gènes antibiotiques conférés par l'acquisition d'un plasmide de virulence de type pLVPK positif à rmpA et d'un plasmide multirésistant de type IncFII, respectivement. La dissémination de la sous-lignée a été encore favorisée par une transmission inter-hôpitaux plus fréquente. Les résultats démontrent collectivement que l’expansion de O2v1:KL64 est corrélée à un répertoire d’altérations génomiques convergentes dans une sous-population présentant des avantages évolutifs.

Klebsiella pneumoniae est un agent pathogène nosocomial important dans le monde entier et sa capacité remarquable à acquérir une résistance aux antibiotiques facilite largement sa diffusion à grande échelle. Au cours de la dernière décennie, le taux de K. pneumoniae multirésistant (MDR), en particulier de K. pneumoniae résistant aux carbapénèmes (CRKP), a tendance à augmenter à l'échelle mondiale et est associé à un énorme fardeau de santé publique mondiale1,2,3. En particulier, les bactériémies causées par le CRKP posent un défi majeur aux traitements cliniques, entraînant un taux de mortalité élevé pouvant atteindre plus de 50 % dans les contextes nosocomiaux4,5. L’Organisation mondiale de la santé a inclus le CRKP dans une liste d’agents pathogènes prioritaires résistants aux antimicrobiens pour lesquels de nouveaux antibiotiques sont nécessaires de toute urgence.

L'expansion rapide du CRKP a été attribuée à l'acquisition de carbapénémases ainsi qu'à l'établissement de clones réussis (c'est-à-dire des clones à haut risque). La structure de la population du CRKP varie géographiquement6. En Asie, en particulier en Chine, le type de séquence (ST) 11 producteur de KPC-2 est prédominant, représentant jusqu'à 60 à 70 % du CRKP3. ST258, un descendant supposé de ST11, est devenu le clone producteur de KPC-2/KPC-3 le plus répandu en Amérique du Nord, en Amérique latine et en Europe2,6,7. Bien que ces clones restent à forte prévalence dans certaines régions depuis des décennies, des ségrégations intra-clonales ont été observées. Plus de deux sous-clones ont été identifiés dans les populations ST11 et ST258, et les recombinaisons impliquant le locus de synthèse des polysaccharides en capsule (CPS) sont censées être principalement responsables de la diversification génétique4,8,9. Nous avons récemment révélé un changement sous-clonal parmi les isolats sanguins CRKP-ST11 collectés dans un seul centre en Chine entre 2013 et 2017, où ST11-KL47 avait été remplacé par ST11-KL64 en tant que sous-clone prédominant4. Plus préoccupant, ST11-KL64 a développé une pathogénicité accrue, entraînant une mortalité à 30 jours significativement plus élevée que ST11-KL47. Cependant, la dynamique spatio-temporelle et les forces motrices sous-jacentes à la structure de la population restent mal comprises.

Dans ce travail, nous étudions l'évolution génomique de 794 isolats de CRKP collectés dans le cadre de la surveillance nationale des isolats sanguins entre 2014 et 2019 à travers la Chine afin d'élucider la structure dynamique spatiale et temporelle de la population de CRKP-ST11 et de disséquer les facteurs génétiques et phénotypiques. de la diversification intra-clonale. Les altérations génomiques en corrélation avec le changement sous-clonal et les variations phénotypiques dans la population dominante ST11 sont caractérisées et liées à des facteurs évolutifs.