高毒力艰难梭菌的环境储存库：废水中的RT078菌株以及台湾贝类中首次检测到RT027菌株

《Microbiology Spectrum》：Environmental reservoirs of hypervirulent Clostridioides difficile: RT078 strains in wastewater and first detection of RT027 in shellfish in Taiwan

艰难梭菌在台南污水厂及贝类中的流行病学调查及耐药性分析。2020年4-9月采集台南两个民用污水厂、医院污水厂及牡蛎养殖场的样本，通过MLVA、毒素基因检测及gyrA/B序列分析，发现29个菌株分属24个 ribotype，其中污水厂检出高毒力RT078家族（含Δ39 bp突变）及RT027，贝类中首次分离RT027（与ATCC参考株STRD=2）。5株携带Thr82→Ile突变的高水平氟喹诺酮耐药菌株（MIC>32 mg/L）及环境适应性毒力基因（tcdCΔ39/Δ18）的发现，提示污水厂和贝类可作为社区获得性艰难梭菌感染的环境宿主，需加强多途径耐药基因监测。

　　Clostridioides difficile 是一种引起严重肠道感染的病原体，其在公共卫生领域具有重要影响。随着社会的发展和医疗条件的改善，尽管抗生素的使用在减少住院相关感染方面取得了一定成效，但社区获得性感染（CA-CDI）的比例却在逐渐上升。这种趋势表明，环境因素可能在疾病的传播中扮演了关键角色。为了深入了解这一现象，科学家们对台湾南部地区的污水处理厂和贝类样本进行了研究，旨在评估 Clostridioides difficile 在这些环境中的存在及其潜在传播风险。

这项研究的背景源于 Clostridioides difficile 在全球范围内的流行趋势。该菌株是一种革兰氏阳性、形成孢子、厌氧的杆菌，能够引发多种临床表现，从无症状携带到严重的伪膜性结肠炎、中毒性巨结肠，甚至败血性休克。在美国，每年大约有 50 万例 Clostridioides difficile 感染病例，导致约 3 万人死亡。全球范围内，该病原体的负担也在增加，尤其是在 1990 年至 2021 年间，其年龄标准化残疾调整生命年（DALY）率和死亡率均有所上升。值得注意的是，近年来，社区获得性 Clostridioides difficile 感染的比例显著增加，从 10% 到 40% 不等，这提示了环境和食物污染可能是 CA-CDI 的重要传播途径。

Clostridioides difficile 的孢子具有极强的环境适应能力，能够在污水处理厂的处理过程中存活，并可能污染周围的环境。因此，污水处理厂不仅是处理污水的地方，也可能成为这种病原体的潜在储存库。此外，最近的研究也关注了其他可能的社区传播源，如动物、海鲜、蔬菜和自然环境。在这些研究中，Clostridioides difficile 在污水中的存在被多次确认，但其在亚洲地区的研究仍显不足，尤其是在台湾。

为了填补这一研究空白，本研究选择了台湾南部的两个家庭污水处理厂（A 和 B）、一个医院污水处理厂（C）以及一个位于 Cigu 的贝类养殖场（D）作为采样点。从 2020 年 4 月至 9 月，研究人员收集了这些地点的水样和贝类样本，并通过一系列实验室技术对 Clostridioides difficile 进行了分离和鉴定。其中包括分子鉴定、毒素基因检测、核糖分型（ribotyping）、抗生素敏感性测试以及多基因位点可变重复序列分析（MLVA）。这些技术的应用有助于识别病原体的毒力和耐药性特征，从而更好地理解其在环境中的传播机制。

在家庭污水处理厂中，研究人员共分离出 4 个 Clostridioides difficile 株，其中 2 个为产毒株。其中，来自污水处理厂 A 的 HW12F 株被鉴定为 RT598 系列，该系列属于 RT078 家族，并且在毒素生产控制蛋白 C 基因中存在 Δ39 碱基对的缺失。这种基因变异可能增强了该菌株的毒力，使其更容易引发严重感染。而来自污水处理厂 B 的 AP10-1 株则属于 RT106，携带毒素 A 和 B 基因，但未发现毒素 C 基因的变异。这表明不同污水处理厂中的 Clostridioides difficile 株可能存在不同的毒力特征。

在医院污水处理厂中，研究人员分离出了 13 个 Clostridioides difficile 株，其中 9 个为产毒株，占总数的 69.2%。这些产毒株中，有 3 个属于 RT078 家族，具体为 RT127 和 RT126 株，它们同样携带 Δ39 碱基对缺失的毒素 C 基因。此外，还发现了一个 RT235 株，其毒素 C 基因存在 Δ18 碱基对的缺失。这些发现进一步支持了 Clostridioides difficile 在医院污水处理厂中的存在，并且表明这些环境中的菌株可能对患者构成更高的感染风险。

在贝类样本中，研究人员从 Cigu 的养殖场中分离出了 12 个 Clostridioides difficile 株，其中 4 个为产毒株。令人关注的是，其中有一个产毒株（CM1A）被鉴定为 RT027，这是首次在台湾的环境中发现该菌株。RT027 是一种高度致病性的 Clostridioides difficile 株，可能与严重的感染和较高的死亡率相关。然而，在亚洲地区，RT027 相关的感染病例相对较少，因此其在该地区的流行病学特征和临床影响尚不明确。此外，MLVA 分析显示，该贝类来源的 RT027 株与美国标准菌株（ATCC BAA-1805）具有遗传相似性，但与其他临床 RT027 株存在显著差异。这一发现提示，RT027 可能在某些环境中发生变异，从而形成不同的传播途径。

在抗生素耐药性方面，研究发现五种高毒力的 Clostridioides difficile 株携带 GyrA 基因的 Thr82→Ile 突变，这与对氟喹诺酮类抗生素（如左氧氟沙星和环丙沙星）的高耐药性相关。这些菌株的最低抑菌浓度（MIC）超过 32 mg/L，而对甲硝唑和万古霉素仍保持敏感。这种耐药性模式可能与临床环境中氟喹诺酮类药物的广泛使用有关，因为药物的选择压力可能导致耐药菌株的增殖和传播。同时，这些高毒力菌株的耐药性特征也表明，其在环境中可能具有更强的生存能力，从而增加其传播的可能性。

此外，研究人员还发现，某些 Clostridioides difficile 株在 DNA 酶 II 基因（gyrB）中存在 Ser366→Ala 的突变，这可能进一步影响其对多种抗生素的耐受性。在贝类样本中，多个菌株表现出这种突变，而其中一些菌株还同时携带 GyrA 的 Thr82→Ile 突变。这些突变的组合可能增强了 Clostridioides difficile 在环境中的适应性，使其更难以被常规的抗生素治疗清除。同时，这种耐药性特征也可能影响其在宿主肠道中的生存和传播能力，从而增加感染的风险。

在研究方法上，采用了多种技术来确保检测的准确性和全面性。例如，通过过滤和热休克处理，研究人员能够有效地从污水中分离出 Clostridioides difficile。随后，通过分子鉴定和毒素基因检测，确认了这些菌株的毒力特征。此外，核糖分型和 MLVA 分析则帮助研究人员评估不同菌株之间的遗传关系，从而揭示其传播模式和可能的来源。这些方法的综合应用不仅提高了检测的可靠性，也为进一步研究 Clostridioides difficile 在环境中的分布和传播提供了重要依据。

然而，本研究也存在一定的局限性。首先，采样范围仅限于台湾南部的三个污水处理厂和一个贝类养殖场，因此其结果可能无法完全代表整个台湾地区的 Clostridioides difficile 流行病学情况。其次，样本数量相对较小，尤其是产毒株的数量有限，这可能影响研究的统计效力。此外，由于采样时间集中在 2020 年的特定月份，因此无法全面反映 Clostridioides difficile 在不同季节或长期中的分布变化。最后，本研究未进行全基因组测序，因此在分类和评估菌株的遗传多样性方面可能存在一定的局限性。

尽管如此，本研究的结果仍具有重要的公共卫生意义。首先，它首次在台湾的污水处理厂中检测到高毒力的 RT078 家族菌株，这表明污水处理厂可能是 Clostridioides difficile 的重要传播源。其次，首次在台湾的贝类样本中发现 RT027 菌株，这一发现为研究 Clostridioides difficile 在食物链中的传播提供了新的视角。此外，研究还揭示了 Clostridioides difficile 在环境中的耐药性特征，这提示我们需要更加关注抗生素的使用对病原体传播的影响。

综合来看，这项研究不仅拓展了我们对 Clostridioides difficile 在环境中的分布和传播机制的理解，也为制定更有效的预防和控制策略提供了科学依据。未来的研究需要进一步扩大采样范围，增加样本数量，并结合全基因组测序等先进技术，以更全面地评估 Clostridioides difficile 在环境中的传播风险。同时，还需要加强环境监测和公共卫生干预措施，以减少 Clostridioides difficile 在社区和医疗环境中的传播。此外，针对高毒力和耐药菌株的监测和控制，也是预防 Clostridioides difficile 感染的重要方向。通过这些努力，我们有望更好地应对这一全球性公共卫生挑战。