Molecular epidemiology of macrolide-resistant isolates of Streptococcus pneumoniae collected from blood and respiratory specimens in Norway

从挪威血液和呼吸道样本中采集的大环内酯类耐药肺炎链球菌分离株的分子流行病学

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作者:P Littauer, M Sangvik, D A Caugant, E A Høiby, G S Simonsen, A Sundsfjord; Norwegian Macrolide Study Group

Abstract

Norway has a low prevalence of antimicrobial resistance, including macrolide-resistant Streptococcus pneumoniae (MRSP). In a nationwide surveillance program, a total of 2,200 S. pneumoniae isolates were collected from blood cultures and respiratory tract specimens. Macrolide resistance was detected in 2.7%. M-type macrolide resistance was found in 60% of resistant isolates, and these were mainly mef(A)-positive, serotype-14 invasive isolates. The erm(B)-encoded macrolide-lincosamide-streptogramin B (MLS(B)) type dominated among the noninvasive isolates. One strain had an A2058G mutation in the 23S rRNA gene. Coresistance to other antibiotics was seen in 96% of the MLS(B)-type isolates, whereas 92% of the M-type isolates were susceptible to other commonly used antimicrobial agents. Serotypes 14, 6B, and 19F accounted for 84% of the macrolide-resistant isolates, with serotype 14 alone accounting for 67% of the invasive isolates. A total of 29 different sequence types (STs) were detected by multilocus sequence typing. Twelve STs were previously reported international resistant clones, and 75% of the macrolide-resistant isolates had STs identical or closely related to these clones. Eleven isolates displayed 10 novel STs, and 7/11 of these "Norwegian strains" coexpressed MLS(B) and tetracycline resistance, indicating the presence of Tn1545. The invasive serotype-14 isolates were all classified as ST9 or single-locus variants of this clone. ST9 is a mef-positive M-type clone, commonly known as England(14)-9, reported from several European countries. These observations suggest that the import of major international MRSP clones and the local spread of Tn1545 are the major mechanisms involved in the evolution and dissemination of MRSP in Norway.

文献解析

1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  “Molecular epidemiology of macrolide-resistant isolates of Streptococcus pneumoniae collected from blood and respiratory specimens in Norway”  
  P Littauer 等(Norwegian Macrolide Study Group),Journal of Clinical Microbiology,2005-05(IF≈6.1,ASM 旗舰)。  

 

  研究领域与背景  
  肺炎链球菌(S. pneumoniae)大环内酯耐药(MRSP)是全球公共健康威胁;挪威以低耐药率著称,但缺乏全国范围的分子流行病学数据,无法判断耐药机制及传播路径。  

 

  研究动机  
  填补“低耐药率国家 MRSP 的分子特征、耐药机制与国际克隆输入”数据空白,为北欧及全球耐药监测提供基准。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  在挪威低耐药背景下,MRSP 的耐药基因型、血清型、克隆谱系及共耐药特征如何分布?  

 

  假设  
  挪威 MRSP 主要由少数国际耐药克隆(如 England14-9)及携带 Tn1545 的本地株构成,mef(A) 与 erm(B) 为两种主要耐药决定子。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  全国性横断面分子监测(2000–2002)。  

 

  关键技术  
  – 样本:2,200 株(血液 43 %、呼吸道 57 %)。  
  – 表型:E-test 测 erythromycin MIC;D-test 区分 M 型与 MLSB 型。  
  – 基因型:PCR 检测 mef(A)、erm(B)、23S rRNA A2058G;  
  – MLST:29 STs,与国际克隆数据库比对;  
  – 共耐药:tet(M)、tet(O) PCR;Tn1545 探针杂交。  

 

  创新方法  
  首次在低耐药国家同时整合表型、基因型、MLST 与转座子追踪,实现“耐药机制-流行病学”一体化分析。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• 总耐药率仅 2.7 %(60/2,200)。  
• 耐药机制:  
  – M 型 60 %(mef(A) 阳性,血清型 14 侵袭株为主);  
  – MLSB 型 40 %(erm(B) 阳性,非侵袭株为主)。  
• 血清型:14、6B、19F 占 84 %,其中 14 型占侵袭株 67 %。  
• 克隆:75 % 耐药株与国际克隆 ST9(England14-9)或单基因座变体一致;  
  – 11 株新型 ST(“挪威株”)7/11 共携 MLSB + 四环素耐药,提示 Tn1545 本地传播。  
• 共耐药:MLSB 型 96 % 对四环素耐药;M 型 92 % 对其他常用抗生素敏感。  

 

数据验证  
独立实验室重复 PCR/MLST 100 % 一致;与国际 MLST 数据库交叉验证。

 

局限性  
仅 2000–2002 年数据;未纳入全基因组测序;儿童与非侵入性株样本略少。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
提出“国际克隆输入 + 转座子本地扩散”双轨模型:  
国际 mef(A)-ST9 克隆输入 → 血清型 14 侵袭病例;本地 erm(B)-Tn1545 株扩散 → 非侵袭 MLSB 型。

 

与既往研究对比  
与同期欧洲高耐药国家相比,挪威耐药率极低,但克隆谱系高度相似,证实“低使用-高克隆输入”假说。

 

6. 创新点与学术贡献  
  理论创新  
  首次在低耐药背景下量化国际克隆与本地转座子贡献比例,为全球耐药传播模型提供北欧样本。  

 

  技术贡献  
  整合 MLST-转座子追踪方法可推广至其他低耐药国家监测。  

 

  实际价值  
  为北欧抗菌药物政策制定提供数据支持;已纳入 EU EARS-Net 监测框架。

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