抗生素在小鼠医院感染模型中的非微生物组独立作用

【字体: 时间:2022年05月27日 来源:ASM Journals mBio

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  在美国,抗药性(AMR)病原体每年导致280多万人感染,35000多人死亡。为了研究这些微生物,需要建立对这些病原体敏感的动物模型。

  

摘要

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是医院获得性肺炎最常见的病因之一。为了更好地管理MRSA肺炎患者,我们需要更深入地了解感染期间宿主-病原体的相互作用。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的研究主要集中在高毒力和细胞毒性菌株上,这些菌株在动物感染模型中表现出强健的表型。然而,医院感染通常是由医院获得的MRSA(HA-MRSA)菌株引起的,这些菌株在小鼠体内表现出低细胞毒性和很少或没有表型,从而混淆了发病机制的研究。因此,HA-MRSA在医院获得性肺炎中使用的毒力途径在很大程度上是未知的。在这里,我们报告用广谱抗生素对小鼠进行调理可以降低肺炎的屏障,从而将原本无毒的HA-MRSA分离株转化为致命的病原体。HA-MRSA分离物对灵长类小鼠无毒,类似于传统动物的结果。因此,在抗生素治疗的小鼠中观察到的感染易感性的增强并不是由于微生物群的枯竭。更普遍地说,我们发现抗生素条件作用会增加对各种低毒力的抗微生物(AMR)病原体感染的易感性。抗生素治疗会导致脱水和营养不良,这表明这些临床相关和可减少的医院并发症对病原体的易感性可能起着重要作用。总之,本文描述的模型减轻了免疫活性小鼠的低毒力的影响,为深入了解医院内病原体的发病机制提供了一个方便的模型。

重要性在美国,抗菌素耐药(AMR)病原体每年造成280多万人感染和35000多人死亡。为了研究这些微生物,需要建立对这些病原体敏感的动物模型。然而,这些病原体中的许多在常规小鼠中表现出低毒力,这对机理研究产生了负面影响。在这里,我们展示了在饮用水中使用抗生素的老鼠对低毒力的AMR病原体非常敏感。令人惊讶的是,这种易感性的增加与抗生素对微生物群的影响无关,似乎是由于抗生素治疗的意外后果:脱水和热量限制导致体重减轻。与其他用于使小鼠对低毒力病原体致敏的模型不同,我们的模型不会减少吞噬细胞的数量。因此,在这里,我们描述了一种免疫活性小鼠模型,以便于识别新的靶点,并加速开发抗AMR病原体感染的预防和治疗方法。

简介

金黄色葡萄球菌是全球大量医院感染和社区获得性感染的罪魁祸首。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是医疗相关肺炎最常见的病因之一,占医院获得性肺炎的40%(1)和呼吸机相关(2)肺炎亚群。即使采用最佳的临床干预措施,MRSA肺炎的死亡率也超过20%(2).目前,还没有许可的疫苗或生物制剂来预防或对抗MRSA感染,自上世纪90年代中期以来,MRSA感染越来越频繁。为了应对日益严重的MRSA问题,我们需要对感染过程中的病理生物学有更深入的了解,这部分由于缺乏体内与感染住院病人的MRSA菌株相关的模型。

迄今为止,大多数研究集中在高毒力和细胞毒性的社区获得性MRSA(CA-MRSA)菌株;然而,医院获得性肺炎最常见的感染是由医院获得的MRSA(HA-MRSA)菌株引起的,这些菌株对人中性粒细胞的细胞毒性很低离体感染模型(2,).此外,在常用的临床前动物模型中,许多导致人类发病率和死亡率的院内分离株表现出低毒力(4,5).HA-MRSA在社区中并不常见,这表明这些分离物不能克服健康人的免疫障碍。HA-MRSA和CA-MRSA菌株的基因含量不同(6)许多与健康宿主急性感染相关的CA-MRSA毒力因子被认为是医院环境中不可或缺的毒力因子(2,7).目前尚缺乏对HA-MRSA分离株特别使用的毒力策略的检测,可能与住院患者的感染密切相关。

与医院感染相关的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌分离株的研究由于缺乏易感而变得复杂体内在常用的临床前感染动物模型中,这些菌株表现出极低的毒力。我们发现,对小鼠进行抗生素治疗会增加对HA-MRSA感染的易感性,从而使依赖于动物毒性或致死效应的发病机制研究成为可能。抗生素治疗小鼠与脱水和营养不良有关,导致体重减轻。这种抗生素治疗模式使我们能够处理在人类中引起致命感染的临床分离物,但在组织培养模型中显示出非常弱的毒性体内小鼠感染模型。我们期望这种“医院适应”的院内小鼠模型的使用将有助于鉴定参与HA-MRSA和其他低毒力病原体致病的毒力因子。

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