2015–2023年间，德国境内存在A组链球菌（Streptococcus pyogenes）M1UK亚谱系的早期传播证据

《Emerging Microbes & Infections》：Evidence for early circulation of the M1UK sublineage of Streptococcus pyogenes in Germany, 2015–2023

本研究通过全基因组测序分析2015-2023年德国杜塞尔多夫大学医学中心采集的189株侵袭性GAS分离株，发现M1UK亚系最早于2017年3月已存在，并在后疫情时代显著增加。临床数据显示M1UK与脓胸、毒 shock综合征相关（p=0.07, 0.06），但未达统计学差异。分子钟分析显示其最近共同祖先在2012年（置信区间2009-2015），种群规模稳定。结果提示后疫情时代GAS感染激增可能由多重因素导致，包括黏膜免疫抑制和病毒传播增加。

　　近年来，欧洲多个国家报告了由A群链球菌（Group A Streptococcus, GAS）引起的侵袭性感染病例显著上升的趋势，尤其是与产毒性的emm1亚系M1_UK相关的感染。德国作为其中一个关注的国家，此前缺乏系统性的分子流行病学监测，导致关于M1_UK的流行病学数据较为有限。为了填补这一空白，研究人员在德国德累斯顿大学医学中心对2015年1月至2023年5月期间收集的189株侵袭性A群链球菌进行了全基因组测序（WGS），并结合临床数据，分析了M1_UK的流行情况及其与临床表型的关系。

### 研究背景与意义

A群链球菌，特别是其毒力基因型，一直是全球范围内引起感染性疾病的重要病原体。其中，emm1型链球菌因其较高的致病性而备受关注，尤其是在侵袭性感染（iGAS）和猩红热的流行中。然而，随着新冠疫情的爆发，这一病原体的流行趋势发生了显著变化，导致多个国家报告了iGAS病例的激增。M1_UK作为一种新型的emm1亚系，其出现时间被追溯到2010年的英国，此后在欧洲多个国家的侵袭性感染中逐渐占据主导地位。这一现象引发了对M1_UK是否在疫情前已存在并持续传播的关注。

研究团队希望通过系统性的分子流行病学分析，确认M1_UK在德国的流行情况，并评估其与临床表型之间的潜在关联。此外，研究还旨在揭示M1_UK在疫情后是否成为侵袭性感染的主要驱动因素之一。通过对历史数据的回溯，研究团队希望厘清M1_UK的流行时间线，以及其在疫情前后的变化趋势，为未来公共卫生策略的制定提供科学依据。

### 研究方法

本研究基于2015年至2023年期间在德累斯顿大学医学中心收集的189株侵袭性A群链球菌的全基因组测序数据。这些菌株来源于多种无菌体液，包括血液、脑脊液、胸腔积液、关节液、腹腔液等，以确保样本的代表性。通过WGS，研究人员能够精确地对这些菌株进行基因型分类，并进一步识别其分子特征。

在基因型分类方面，研究团队采用了一种基于27个特异性单核苷酸多态性（SNPs）的策略，以区分M1_UK与传统的M1_global亚系。此外，研究还结合了临床数据，包括患者的年龄、性别、免疫状态、感染部位、病程特征以及治疗反应等，以评估M1_UK是否与更严重的临床表现相关联。

为了更深入地理解M1_UK的进化历史，研究团队使用了贝叶斯共祖分析（Bayesian coalescent analysis）来估计M1_UK在德国的最近共同祖先（MRCA）时间。该分析结合了全基因组SNP数据，并考虑了病毒重组的影响，以构建更准确的系统发育树。此外，研究还通过统计方法（如卡方检验和Wilcoxon秩和检验）评估了M1_UK与临床结果之间的相关性，包括治疗时间、住院天数、是否需要机械通气以及死亡率等。

### 研究结果

分析结果显示，M1_UK在德国的流行早于新冠疫情的爆发。具体而言，M1_UK最早可追溯至2017年3月，这表明该亚系在疫情前就已经在德国存在并传播。此外，M1_UK在2019年的流行率显著上升，几乎每个月都能检测到该亚系的存在，且其在emm1型菌株中的占比达到90.1%。这一趋势在疫情后进一步加强，表明M1_UK可能在疫情后的环境中更具传播优势。

从临床数据来看，M1_UK与某些特定的临床表现存在关联，例如胸膜积液和链球菌性中毒性休克。然而，这些关联并未达到统计学意义上的显著性（p值分别为0.06和0.07），这可能与样本量较小有关。此外，研究还发现，M1_UK感染的患者在感染过程中表现出更高的白细胞计数（20×10⁹/L vs. 16×10⁹/L），这可能反映了更强烈的免疫反应。但总体而言，M1_UK与M1_global在临床结局方面并无显著差异，包括治疗时间、住院天数、是否需要机械通气以及死亡率等。

在抗生素耐药性方面，研究团队发现，所有菌株对青霉素均无耐药性，但有9.5%的菌株表现出对四环素的耐药性。这种耐药性与tetM和tetO基因的存在相关。此外，有2.1%的菌株表现出对克林霉素的耐药性，其中两个菌株为诱导性耐药。值得注意的是，所有克林霉素耐药菌株同时对红霉素表现出耐药性，这可能与这些菌株携带ermA和ermB基因有关。

### 疫情前后的流行趋势

研究团队发现，M1_UK的流行趋势在疫情前和疫情后存在显著差异。在疫情前，M1_UK的检测频率较低，仅在某些年份和季节出现。然而，疫情爆发后，M1_UK的流行率迅速上升，尤其是在2020年至2022年期间，由于实验室操作受到限制，常规的样本保存和检测工作受到影响，导致部分数据缺失。疫情后，M1_UK的流行趋势趋于稳定，且在2023年的冬季，其检测频率显著增加，与全球其他欧洲国家的观察结果一致。

此外，研究团队发现，在疫情期间，A群链球菌的总体感染率显著下降，这可能与疫情防控措施（如社交隔离、减少聚集等）降低了病原体的传播机会有关。然而，疫情后，随着防控措施的放松，A群链球菌的感染率迅速回升，且M1_UK亚系成为主要的流行菌株。这一现象表明，M1_UK可能在疫情后更具传播能力，或者其流行趋势与疫情相关的社会行为变化有关。

### M1_UK的潜在致病性

尽管M1_UK在疫情后成为德国侵袭性感染的主要菌株，但其是否导致更严重的临床结局仍存在争议。研究团队通过统计分析发现，M1_UK与某些特定的临床表型存在相关性，但这些相关性并未达到显著水平。例如，M1_UK感染的患者更可能表现为胸膜积液和链球菌性中毒性休克，但这一观察结果需要在更大的样本量中进一步验证。

此外，研究团队发现，M1_UK与传统的M1_global亚系在毒力因子表达方面存在差异。特别是，M1_UK表现出更高的SpeA（链球菌毒力因子A）表达水平，这可能与其较强的毒力相关。然而，由于样本量较小，这些发现仍需进一步研究以确认其临床意义。

### 其他emm型菌株的流行趋势

除了M1_UK，研究团队还发现，其他几种emm型菌株在德国的侵袭性感染中也扮演了重要角色。其中，emm12型链球菌的感染率在疫情后显著上升，成为继M1_UK之后的第二大致病菌株。这一结果与欧洲其他国家的观察一致，表明emm12型链球菌在侵袭性感染中具有较高的流行潜力。

此外，研究团队还检测到其他几种emm型菌株，如emm4、emm89、emm6和emm28，这些菌株在疫情后的流行情况也有所变化。尽管它们的流行率相对较低，但它们的感染情况仍然值得关注，特别是在疫情后的环境中，这些菌株可能与其他病原体（如流感病毒、呼吸道合胞病毒）共同导致更复杂的感染模式。

### 临床与分子数据的整合

本研究的一个重要贡献在于，首次将临床数据与高分辨率的分子流行病学数据相结合，以更全面地评估M1_UK的临床影响。以往的分子流行病学研究多集中于菌株的基因型和进化历史，而缺乏对临床表型的深入分析。通过整合临床数据，研究人员能够更准确地识别M1_UK与特定临床表现之间的潜在关联，并评估其在侵袭性感染中的角色。

然而，研究团队也指出，目前尚缺乏足够的证据表明M1_UK会导致更严重的临床结局。因此，未来的研究需要进一步扩大样本量，并结合更多的临床数据，以确认M1_UK的致病性。此外，功能性实验（如体外和体内模型）可能有助于揭示M1_UK与其他菌株在毒力方面的差异。

### 研究的局限性与未来方向

尽管本研究提供了重要的流行病学证据，但其局限性也不容忽视。首先，研究仅基于单一中心的数据，可能无法全面反映德国全国范围内的流行情况。其次，疫情期间的样本收集受到限制，导致部分数据缺失，可能影响对M1_UK流行趋势的准确评估。此外，研究团队在分析中发现，M1_UK的遗传多样性在疫情期间有所下降，这可能与样本量较小有关。

为了弥补这些局限性，未来的研究应考虑在更广泛的地理区域和更大规模的样本中进行，以提高研究结果的普遍性和可靠性。此外，研究还应结合更多的临床数据，包括患者的免疫状态、病原体的混合感染情况以及长期随访数据，以更全面地评估M1_UK的临床影响。最后，研究团队建议加强对M1_UK和emm12型链球菌的监测，以预防其可能引发的公共卫生风险。

### 结论与展望

综上所述，本研究首次确认了M1_UK在德国的流行情况，并揭示了其在疫情前后的变化趋势。尽管M1_UK与某些临床表现存在关联，但其是否导致更严重的感染仍需进一步研究。此外，研究还发现，emm12型链球菌在疫情后成为侵袭性感染的重要病原体，这提示我们需要加强对这一菌株的监测。

未来的研究应更加注重多学科合作，结合临床、微生物学、分子遗传学和流行病学数据，以更全面地理解A群链球菌的致病机制和传播模式。此外，随着新型基因型的不断出现，建立更系统的分子流行病学监测体系对于及时发现和应对潜在的高风险病原体至关重要。只有通过持续的、多中心的研究，我们才能更准确地评估这些病原体对公共卫生的影响，并制定相应的防控策略。