肠球菌属（Enterococcus spp.）形成干燥表面生物膜的能力：其在环境表面持续存在的途径

《Journal of Hospital Infection》：Enterococcus spp. ability to form a dry surface biofilm: a route to persistence on environmental surfaces

本研究评估了不同肠球菌种和耐药菌株在医疗相关材料上形成干燥表面生物膜（DSB）的能力，发现所有菌株均可形成高存活性的DSB（存活84周，文化可性5-6 log10），其中耐万古霉素肠球菌（VRE）文化可性较低，表面特性与DSB形成无显著关联，结构异质性影响存活率。结论为控制医疗表面DSB需结合机械去除与有效消毒。

　　

R. Harsent|V. Cattoir|M. Pascoe|F. Pertusati|A.C. Westwell|J-Y Maillard

卡迪夫大学药学院与药学科学系，英国卡迪夫

摘要

背景

医疗相关感染（HAIs）给全球带来了沉重的负担，尤其是耐万古霉素肠球菌（VRE）等耐药性病原体引发了特别关注。最近发现，干燥表面生物膜（DSB）已成为医疗环境中多重耐药菌的重要储存库，但关于肠球菌DSB的形成和持久性仍知之甚少。

目的

本研究旨在评估不同种类的肠球菌及其临床分离株在医疗相关材料上形成DSB的能力，评估其长期存活情况，并探讨影响DSB可培养性的因素。

方法

使用标准化的DSB形成模型，在医疗环境中常见的多种表面和材料上培养了多种肠球菌菌株，包括流行株和耐万古霉素菌株。通过系列稀释和菌落计数来评估其可培养性，并利用扫描电子显微镜（SEM）、共聚焦显微镜和流式细胞术进行结构表征。

结果

所有肠球菌菌株都在不锈钢和其他临床材料上形成了DSB。在20°C和55%相对湿度条件下，DSB在长达84周的时间内仍保持较高的可培养性（5-6 log₁₀）。与非VRE菌株相比，VRE菌株的可培养性较低。未发现DSB形成与表面粗糙度或疏水性之间存在相关性。SEM、共聚焦成像和流式细胞术证实了不同表面上DSB结构和活力的异质性。

结论

肠球菌能够在多种医疗表面上形成持久且具有活力的DSB，从而促进病原体在环境中的持续存在。目前，机械清除与有效消毒相结合仍是控制硬表面上DSB的最佳方法。因此，加强清洁和消毒可能是控制硬表面DSB的最佳途径。

引言

全球范围内，医疗相关感染（HAI）的负担前所未有，影响着许多医院、全科医生诊所、养老院和诊所[1]、[2]、[3]。仅在英格兰，据估计就有834,000名患者感染了HAI，导致28,500人死亡，而在2016年至2017年间，也有13,900名医疗专业人员感染了HAI[4]。ESKAPE病原体——粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌——继续对感染预防和控制工作构成重大挑战[5]。2021年，英国耐万古霉素肠球菌（VRE）的感染率为每10万人15.9例，2017年至2021年的监测数据显示肠球菌感染呈上升趋势[6]。

Almatroudi及其同事在2015年首次提出了“环境干燥表面生物膜”（DSB）的概念[7]，此前有研究报告指出，在使用标准氯化清洁剂（500 ppm）处理后被认为“清洁”的表面上存在含有多重耐药菌的生物膜[8]。此后，在某些医院环境中测试的表面中，高达95%发现了DSB[9]。与水合生物膜相比，DSB对化学和物理消毒及灭菌干预具有较高的抵抗力[10]、[11]。除了对消毒的抵抗力外，DSB在受到物理干扰时还容易被转移[12]、[13]、[14]。在来自医疗环境的材料中的环境DSB中发现了多重耐药菌，包括VRE[8]、[14]。

自DSB首次被报道以来，已有几种微生物被研究其形成DSB的能力：金黄色葡萄球菌[11]、[15]、[16]、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌[17]、肺炎克雷伯菌[16]、[18]、肠沙门菌[19]、[20]、粪肠杆菌[21]、单核细胞增生李斯特菌[20]以及耳念珠菌[22]、[23]。尽管在医疗环境中的材料上从DSB中分离出了VRE，但肠球菌形成DSB的能力尚未被描述。

本研究通过调查不同肠球菌种类及其临床分离株在医疗环境中常见表面上形成DSB的潜力，并评估它们在这些表面上长期存活的能力，填补了这一知识空白。

章节摘录

细菌分离株

研究的菌株包括粪肠球菌 NCTC775（参考菌株；英国卫生安全局）、粪肠球菌 V583、22133、22173、22270、22363、21434（临床分离株）、粪肠球菌 NCTC 7171（参考菌株；英国卫生安全局）、粪肠球菌 Aus0004、E1162、11379、22025、22006、22008（非流行性临床分离株）、粪肠球菌 22257（流行性菌株，vanB耐药性操纵子）和粪肠球菌 18373（流行性菌株，vanA耐药性操纵子）。所有临床分离株均由

来自不锈钢上形成的肠球菌的可培养性

粪肠球菌 DSB在不锈钢上的平均可培养量为7.06 ± 0.53 Log₁₀ CFU/mL，而粪肠球菌为7.01 ± 0.33 Log₁₀ CFU/mL， Hirae 10541为7.92 ± 0.12 Log₁₀ CFU/mL（图1）。粪肠球菌和 Hirae 10541标准菌株之间的平均可培养性以及粪肠球菌和粪肠球菌之间的可培养性没有显著差异（双因素方差分析；p=0.116），然而，Hirae的可培养性显著高于粪肠球菌

讨论

我们的结果表明，肠球菌种类能够在与医疗环境相关的多种表面上形成干燥表面生物膜（DSB），并且这些DSB有助于高浓度可培养细菌在84周内的持续存在。尽管DSB的公认定义尚未确立，但关于环境DSB的研究通常认为它们分布稀疏，被细胞外聚合物物质（EPS）层所覆盖，且在表面上分布不均匀

CRediT作者贡献声明

Fabrizio Pertusati：撰写——审稿与编辑、监督、概念构思。Amy Westwell：方法学、研究。Jean-Yves Maillard：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、验证、监督、项目管理、方法学、研究、资金获取、概念构思。Vincent Cattoir：撰写——审稿与编辑、监督、方法学、研究、资金获取、概念构思。Mike Pascoe：撰写——审稿与编辑、监督，

未引用的参考文献

[40]。

声明——透明度

作者声明没有利益冲突。

资助

本研究部分由GAMA Healthcare和卡迪夫大学资助，为R. Harsent提供了博士生奖学金。