伊朗结肠镜受检者来源产肠毒素脆弱拟杆菌的碳青霉烯耐药性及致病特征分析

《AMB Express》：Carbapenem resistance in enterotoxigenic Bacteroides fragilis isolated from colonoscopy candidates

本研究针对产肠毒素脆弱拟杆菌(ETBF)碳青霉烯耐药性监测需求，通过对201例伊朗结肠镜受检者粪便样本进行多维度分析，发现ETBF分离株对美罗培南耐药率高达48.8%，首次系统揭示cfiA基因与IS1187插入序列的协同耐药机制，为结直肠疾病病原学研究和临床抗感染治疗提供重要实验依据。

　　

在人类肠道微生态系统中，脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)作为革兰阴性厌氧菌的重要组成部分，通常维持着菌群平衡的和谐状态。然而当机体免疫力下降或肠道环境改变时，某些特定菌株可能展现出意想不到的致病潜力。其中，产肠毒素脆弱拟杆菌(Enterotoxigenic Bacteroides fragilis, ETBF)因其产生的细菌毒素(Bacteroides fragilis toxin, BFT)能够破坏肠上皮屏障功能，近年来被证实与炎症性肠病、结直肠癌等严重疾病存在密切关联。

随着抗生素的广泛使用，全球范围内厌氧菌耐药形势日趋严峻。碳青霉烯类药物作为治疗严重厌氧菌感染的最后防线，其耐药性问题尤其值得关注。在脆弱拟杆菌中，碳青霉烯耐药性主要由于cfiA基因编码的金属β-内酰胺酶(metallo-β-lactamase)表达所致，而该基因的激活往往受到上游插入序列(Insertion Sequence, IS)的调控。目前，关于伊朗地区结肠镜受检者中ETBF的耐药特性及其与结直肠病变的关联性，尚缺乏系统性的流行病学数据。

针对这一研究空白，Shiraz医科大学的研究团队在《AMB Express》发表了创新性研究成果。本研究聚焦于结肠镜受检者这一特殊群体，通过多中心横断面研究设计，首次系统揭示了伊朗地区ETBF菌株的碳青霉烯耐药分子特征及其与结直肠病变的流行病学关联。

关键技术方法包括：采用选择性培养基和PCR技术对201例粪便样本进行菌株分离鉴定；使用MIC试条法检测伊米培南和美罗培南敏感性；通过厌氧碳青霉烯灭活方法(Ana-CIM)表型检测碳青霉烯酶产生；运用多重PCR分析cfiA基因及IS1186、IS1187、IS1188、IS942等插入序列。

研究结果

临床和人口统计学特征

研究共纳入201例结肠镜受检者，其中56.2%为女性，57.7%年龄超过50岁。结肠镜检查结果显示，结直肠息肉(17.9%)和痔疮(13.9%)是最常见的病理改变，而直肠出血(28.9%)是患者进行结肠镜检查的主要指征。

ETBF的检出率与毒素亚型分布

通过16S rRNA基因和bfg基因的PCR鉴定，71.6%的样本检出脆弱拟杆菌群，其中33.83%为脆弱拟杆菌物种。特别值得注意的是，60.3%的脆弱拟杆菌分离株携带bft基因，被归类为ETBF。毒素亚型分析显示，bft-1(68.3%)是主要流行亚型，而bft-3仅占2.4%，未检出bft-2亚型。

碳青霉烯耐药特征

药敏试验结果显示，ETBF对伊米培南和美罗培南的耐药率分别为2.4%和48.8%。Ana-CIM试验表明，68.3%的ETBF分离株呈碳青霉烯酶阳性，这些菌株对美罗培南的耐药率显著高于酶阴性菌株(60.7% vs 23.1%)。

耐药相关基因检测

分子检测发现，46.3%的ETBF菌株携带cfiA基因。在28株cfiA阳性菌株中，96.4%检出IS1187插入序列，而IS942、IS1186和IS1188均未检出。值得注意的是，50%的IS1187阳性菌株对美罗培南敏感，提示插入序列的存在并非耐药表型的绝对决定因素。

结肠镜检查结果与ETBF定植关联

流行病学分析显示，乙状结肠息肉合并结直肠息肉患者中ETBF检出率高达80%，痔疮患者中达72.7%。此外，80%的乙状结肠息肉合并结直肠息肉患者来源的脆弱拟杆菌携带cfiA基因，提示该基因可能与结直肠病变存在潜在关联。

讨论与结论

本研究首次系统揭示了伊朗地区结肠镜受检者中ETBF的高携带率及其碳青霉烯耐药分子特征。与既往研究相比，本研究发现的美罗培南耐药率(48.8%)显著高于波兰(5.2%)和印度(15%)的同类研究，这种地区差异可能源于抗生素使用习惯、检测方法或菌株遗传背景的不同。

在耐药机制方面，研究发现IS1187是cfiA基因上游最主要的插入序列(96.4%)，这一发现与波兰研究仅检出IS1186的结果形成鲜明对比，揭示了不同地域菌株遗传背景的差异性。值得注意的是，50%的IS1187阳性菌株仍对美罗培南敏感，表明插入序列的存在仅是耐药发生的必要条件而非充分条件，其调控机制可能涉及更复杂的表达调控网络。

临床关联性分析显示，ETBF在结直肠息肉和痔疮患者中的高检出率，与BFT毒素通过切割E-钙黏蛋白破坏上皮屏障、激活IL-17炎症通路的致病机制相吻合，支持了ETBF参与结直肠病变发生的假说。这一发现为结直肠癌的早期预警提供了新的微生物学标志物。

本研究创新性地将微生物耐药监测与结直肠疾病病因学相结合，建立了Ana-CIM表型检测与分子分型的联合筛查策略。该方法成本低廉、操作简便，适合在资源有限地区的临床实验室推广使用，为ETBF感染的精准防控提供了技术支撑。

研究的局限性包括未能验证插入序列与cfiA基因的定位关系、样本量限制临床相关性分析、依赖PCR而非质谱进行菌株鉴定等。未来研究应通过转录组学分析揭示IS1187调控cfiA表达的具体机制，并开展前瞻性队列研究验证ETBF定植与结直肠病变的因果关系。

本研究为理解ETBF的耐药传播机制和致病特性提供了重要科学证据，为开发针对性的诊断方法和治疗策略奠定了理论基础，对指导临床合理使用碳青霉烯类药物、遏制耐药菌传播具有重要实践意义。