伊朗南部烧伤患者多药耐药铜绿假单胞菌外毒素及III型分泌系统基因流行特征及其与耐药性关联分析

《BMC Infectious Diseases》：Prevalence of exotoxin and type III secretion system genes in multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa isolates from patients with burn injuries in Southern Iran

本研究针对烧伤感染中多药耐药铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的致病机制展开，通过检测exoA、exoT、exoS、exoU、exoY及T3SS(popB)基因的分布，发现exoA(81.5%)和exoT(77.8%)为优势毒力基因，且携带popB的菌株对抗生素耐药性显著增强。该成果揭示了毒力与耐药性的内在关联，为靶向T3SS的治疗策略提供了地域性流行病学依据。

　　

在烧伤患者的临床救治中，感染始终是威胁生命的重要因素之一。铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）作为一种常见的医院内感染病原体，尤其擅长在烧伤创面这种潮湿、营养丰富的环境中定植和繁殖。由于患者免疫系统受损，加之广谱抗生素的广泛使用，多药耐药（MDR）菌株的出现使得治疗更加棘手。这类菌株不仅对常用抗生素表现出高度耐药，还携带多种毒力因子，如外毒素和III型分泌系统（Type III Secretion System, T3SS），后者能像分子注射器一样将毒素直接注入宿主细胞，导致组织坏死和免疫逃逸。在伊朗南部，烧伤患者中铜绿假单胞菌感染的流行病学数据尚不完善，特别是其毒力基因分布与耐药性之间的关联亟待明确。为此，Dejman等人在《BMC Infectious Diseases》上发表研究，通过分析108株来自烧伤患者的耐药菌株，系统揭示了exoA、exoT、exoS、exoU、exoY及T3SS结构基因popB的流行特征，并首次在当地菌株中明确了popB阳性与多药耐药性的显著相关性。

为开展上述研究，团队采用了几个关键技术方法：首先，从2021年3月至2022年3月间在伊朗设拉子Amir-Al-Momenin医院收集108株非重复多药耐药铜绿假单胞菌临床分离株，样本来源包括创面分泌物、组织、血液、尿液等；其次，通过PCR技术检测6个关键毒力基因（exoA、exoS、exoT、exoU、exoY和popB），并使用CLSI 2022指南进行抗生素药敏试验，其中对多粘菌素（colistin）和亚胺培南（imipenem）采用微量肉汤稀释法测定最低抑菌浓度（MIC）；最后，利用卡方检验分析popB基因阳性与阴性菌株的耐药性差异。

结果

Demographic characteristics and specimen distribution

108株耐药菌株主要来自男性患者（73.1%），平均年龄37.6岁，标本以创面分泌物（30.6%）和尿液（20.4%）为主。

Prevalence of virulence genes

exoA（81.5%）和exoT（77.8%）基因的检出率最高，exoY（68.5%）和popB（66.7%）次之，exoS（63.9%）和exoU（46.3%）相对较低。

Association of T3SS(popB) with exotoxin genes

popB阳性菌株中，其他外毒素基因的携带率均显著高于阴性菌株（p<0.001），如exoA和exoT在popB阳性组中检出率达100%，而阴性组分别为44.4%和33.3%。

Antibiotic resistance patterns in T3SS(popB)-positive and T3SS(popB)-negative isolates

popB阳性菌株对多数抗生素的耐药率显著更高，例如对环丙沙星（97.2% vs 13.9%）、阿米卡星（100% vs 33.3%）、亚胺培南（98.6% vs 30.6%）等。多粘菌素仍保持较高敏感性（MIC₅₀=0.25μg/mL，MIC₉₀=0.5μg/mL），而亚胺培南耐药严重（MIC₅₀=32μg/mL，MIC₉₀=64μg/mL）。

MIC distribution of colistin and imipenem and association with T3SS(popB)

popB阳性菌株的亚胺培南MIC均值（33.5±16.2μg/mL）显著高于阴性菌株（3.64±3.71μg/mL），进一步证实popB与碳青霉烯类耐药密切相关。

结论与讨论

本研究明确了exoA和exoT是伊朗南部烧伤患者耐药铜绿假单胞菌中最常见的毒力基因，而popB基因虽检出率稍低（66.7%），但与多药耐药性显著相关。这种关联可能源于毒力基因与耐药基因在可移动遗传元件上的共定位，或与T3SS增强生物膜形成能力有关。多粘菌素仍为有效治疗选择，但亚胺培南的高耐药率警示需严格管控碳青霉烯类使用。成果不仅填补了地域性流行病学空白，更提示针对T3SS的抑制剂可能成为逆转耐药性和毒力的协同策略。未来需结合功能实验与临床结局数据，深入探索毒力-耐药互作机制在感染防控中的应用价值。