在肠聚集性大肠杆菌（EAEC）中检测到的黏附特性及编码黏附素的基因

《Microbiology Spectrum》：Adherence properties and adhesin-encoding genes detected in enteroaggregative Escherichia coli (EAEC)

本研究分析了140株来自巴西腹泻患者的EAEC分离株，发现其系统发育群以A（57.9%）、B1（18.6%）和D（17.1%）为主，血清型O86:H2占比较高。多数菌株（78.6%）表现出聚集性粘附（AA）模式，2.1%产生链状粘附（CLA），且CLA菌株均携带agg4A基因。生物膜形成方面，31.4%为中度，27.9%为弱，10%为强。研究揭示了EAEC的遗传异质性和多样化的粘附策略，强调了CLA亚群作为潜在新致病特征的重要性。

　　EAEC是一种重要的病原体，广泛存在于全球范围内引起急性或慢性腹泻的患者中。这种细菌具有特定的粘附特性，能够以“砖块堆叠”式的模式附着在上皮细胞表面，这一特性被称为聚集性粘附（AA）。在本研究中，我们对从巴西腹泻患者粪便样本中分离出的140株EAEC进行了系统分析，包括它们的遗传背景、粘附能力以及与聚集性粘附相关的基因。研究结果表明，EAEC的多样性显著，且其粘附模式和基因型之间存在复杂的关联，这可能对疾病的传播和致病机制产生重要影响。

EAEC的分类和研究对于理解其致病机制和开发有效的诊断与预防策略至关重要。EAEC的致病性主要依赖于其独特的粘附机制，这些机制包括多种类型的菌毛和非菌毛粘附结构。其中，聚集性粘附菌毛（AAFs）是EAEC最显著的特征之一，它们主要分为五种类型：AAF/I至AAF/V。这些菌毛的基因编码通常位于一个高分子量的质粒pAA上，而该质粒的获取使得EAEC能够在不同遗传背景的E. coli中形成。此外，除了AAFs，EAEC还携带其他与粘附相关的基因，如与抗聚集蛋白（Dispersin）和热稳定肠毒素（EAST1）相关的基因。这些基因的共同存在表明，EAEC具有复杂的致病机制，可能通过多种方式影响宿主细胞。

研究还发现，EAEC的粘附模式与它们的基因型密切相关。大多数EAEC（70.7%）表现出典型的AA模式，而少数（2.1%）则显示链状粘附（CLA）的特性，这种特性表现为细菌在上皮细胞表面形成链状结构。值得注意的是，所有表现出CLA特性的EAEC都携带了编码AAF/IV的agg4A基因。这表明，虽然AAFs是EAEC的主要粘附结构，但某些特定的基因组合可能赋予细菌独特的粘附能力。此外，研究还发现，某些EAEC同时携带编码AAF/III和AAF/V的agg3A和agg5A基因，这进一步增加了EAEC的遗传多样性。

除了粘附特性，EAEC还表现出不同的生物膜形成能力。生物膜的形成与细菌在宿主体内的持久性及致病能力密切相关。研究发现，78.6%的EAEC能够在聚苯乙烯表面形成生物膜，而其中某些特定的基因型，如携带AAF/II和AAF/V的菌株，更倾向于形成较强的生物膜。相反，携带AFP的EAEC则较少形成生物膜。这一发现提示，不同基因型可能影响EAEC的致病能力，从而影响其在宿主中的生存和传播。

研究还对EAEC的O:H血清型进行了分析，发现最常见的血清型包括O86:H2、O153:H2、O168:H4、O175:H28和O73:H18。这些血清型的分布与它们的遗传背景和粘附特性之间存在一定的关联，例如，某些血清型可能更倾向于携带特定的粘附基因。此外，研究还发现，不同血清型的EAEC在粘附模式和生物膜形成能力上表现出差异，这可能与其在宿主中的适应性和致病能力有关。

本研究的一个重要发现是，EAEC不仅存在于肠道环境中，还可能与肠道外感染相关。例如，携带pAA的EAEC可以与某些肠出血性大肠杆菌（EHEC）或肠致病性大肠杆菌（EPEC）发生基因重组，形成具有混合特征的病原体。这种基因重组可能导致新的致病性更强的菌株出现，从而增加感染的风险。此外，EAEC还可能与外源性致病性大肠杆菌（ExPEC）发生基因交换，导致其在泌尿系统感染中的出现频率增加。

从遗传学角度来看，EAEC的多样性主要体现在其所属的E. coli遗传群中。研究发现，大多数EAEC属于遗传群A、B1和D，这表明这些遗传群可能是EAEC的主要来源。然而，也有少数EAEC属于遗传群E、F和G，这提示EAEC的传播和进化可能涉及多种E. coli遗传背景。这种遗传多样性可能与EAEC的适应性、传播能力和致病性有关，同时也增加了研究和防控的复杂性。

在临床和公共卫生层面，EAEC的多样性意味着其致病机制和传播途径可能因菌株的不同而有所差异。因此，针对EAEC的诊断和防控策略需要考虑其基因型和表型的多样性。例如，一些携带特定粘附基因的EAEC可能更易于在宿主中定植，而另一些则可能具有更强的生物膜形成能力，从而在宿主体内存活更长时间。此外，携带AFP的EAEC可能表现出不同的粘附特性，这可能影响其在宿主中的致病能力。

研究还强调了对EAEC持续监测的重要性。由于EAEC的致病性可能受到多种因素的影响，包括其基因型、表型以及宿主环境，因此需要通过系统性的研究来揭示其致病机制。这不仅有助于理解EAEC的生物学特性，还能为开发新的诊断工具和预防措施提供科学依据。此外，随着对EAEC研究的深入，可能会发现新的基因或基因组合，这些发现可能进一步揭示其致病机制，并为公共卫生政策的制定提供支持。

在实际应用中，了解EAEC的基因型和表型对于疾病的防控具有重要意义。例如，通过分子方法检测特定的粘附基因或生物膜形成相关基因，可以更准确地识别EAEC的致病潜力。此外，对于携带特定基因型的EAEC，如agg4A和afpA，可以进一步研究它们的致病机制，以评估其在不同环境中的传播能力和致病性。这些信息对于制定针对性的公共卫生措施至关重要，尤其是在腹泻高发地区。

总的来说，本研究揭示了EAEC的遗传多样性和表型特征，包括其粘附模式、生物膜形成能力和血清型分布。这些发现不仅加深了我们对EAEC致病机制的理解，也为未来的诊断和防控策略提供了重要的参考。EAEC的复杂性和多样性意味着其研究需要多学科的综合方法，包括分子生物学、微生物学和流行病学等。通过持续的监测和研究，可以更好地掌握EAEC的流行趋势和致病机制，从而为公共卫生和临床实践提供支持。