高分辨率解析人类鼻腔微生物组中的葡萄球菌多样性：揭示金黄色葡萄球菌与表皮葡萄球菌主导的两种稳定群落状态类型

这篇研究通过靶向测序技术（tuf基因测序）在丹麦和德国队列中鉴定出两种稳定的葡萄球菌群落状态类型（sCSTs）：分别由金黄色葡萄球菌（S. aureus）和表皮葡萄球菌（S. epidermidis）主导，并发现与Dolosigranulum和棒状杆菌（Corynebacterium）共现时S. aureus丰度降低。研究为基于微生物互作的感染防控策略提供了新见解。

　　

研究背景与意义

人类鼻腔是微生物定植的重要生态位，尤其前鼻孔区域暴露于外界环境，常作为微生物组研究的采样部位。葡萄球菌属（Staphylococcus）包含共生菌和机会性病原体，其中金黄色葡萄球菌（S. aureus）是全球感染相关死亡的主要病原体之一。鼻腔携带S. aureus显著增加医疗相关感染风险，但传统抗生素去定植策略面临耐药性挑战。因此，解析鼻腔葡萄球菌群落的组成与动态，对开发新型干预手段至关重要。

研究方法与队列特征

研究采用Staphylococcus特异性tuf基因扩增子测序技术（"staphylome"），分析了丹麦（DBDSaCS）和德国（SHIP-TREND-1）两个大型成人队列共2,032份鼻拭子样本。丹麦队列以年轻献血者为主（中位年龄35-39岁），德国队列为社区人群（中位年龄55-59岁）。通过整合16S rRNA测序、qPCR绝对定量和培养数据，系统评估了葡萄球菌群落的多样性、稳定性与宿主因素关联。

主要发现

1. 两种核心葡萄球菌群落状态类型（sCSTs）

聚类分析揭示鼻腔存在两种稳定sCSTs：

• sCST1：以S. aureus为主导（占人群22%），可进一步分为高丰度（sCST1_{Sa_H}
  ）和中丰度（sCST1_{Sa_M}
  ）亚群。
• sCST2：以S. epidermidis为主导（占人群78%），包含6个亚群，分别由S. capitis、S. lugdunensis等共定植菌定义。

2. 宿主因素影响

男性更易携带sCST1（25% vs 女性19%），而吸烟者sCST1比例显著低于非吸烟者（16% vs 23%）。S. lugdunensis主导的sCST2_Sl
在老年人群中更常见。

3. 时间稳定性

纵向样本（最长间隔1,925天）显示：

• sCST1和sCST2的维持概率分别为79%和89%，表明群落类型高度稳定。
• S. aureus携带者中，53%在三时间点均保持阳性，符合"持续携带者"特征。
• S. lugdunensis亚群（sCST2_Sl
  ）稳定性达71%，可能与其分泌抗菌肽lugdunin有关。

4. 微生物互作网络

• S. aureus与S. epidermidis丰度呈强负相关（ρ=-0.6）。
• S. aureus在Dolosigranulum和Corynebacterium存在时丰度显著降低，验证了这些菌属的拮抗作用。
• S. epidermidis单一主导群落（sCST2_Se
  ）占31.7%，其分泌的丝氨酸蛋白酶（Esp）可能抑制竞争者。

5. 临床关联

• sCST1_{Sa_H}
  的细菌绝对丰度最高（7.3×10⁵
  16S拷贝/拭子），且100%培养阳性，提示高载量与检测敏感性相关。
• 传统培养法漏检33%低丰度S. aureus携带者，凸显分子技术的优势。

研究局限与展望

队列人口特征差异（如丹麦献血者较健康）可能影响结果普适性。未来需纳入更多元化人群，并探索季节性变化。此外，需在菌株水平验证S. epidermidis的抑制机制，以及评估特定CoNS组合作为益生菌疗法的潜力。

结论

该研究通过高分辨率tuf测序揭示了鼻腔葡萄球菌群落的二分结构及其持久性特征，为理解微生物竞争、开发靶向去定植策略奠定了理论基础。特别是S. lugdunensis和特定Corynebacterium菌株的天然拮抗作用，或将成为替代抗生素干预的新方向。