伊朗东北部临床分离的嗜麦芽窄食单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）的生物膜形成、与生物膜相关的基因以及抗生素耐药性

《Journal of Infection and Public Health》：Biofilm formation, biofilm-associated genes, and antibiotic resistance in clinical Stenotrophomonas maltophilia isolates in Northeastern Iran

Stenotrophomonas maltophilia临床分离株的表型、基因型特征及抗生素敏感性分析，显示75.3%菌株形成强生物膜，携带smf-1、spgM、rpfF基因普遍，rmlA基因阳性率35.5%。17.2%对TMP/SMX耐药，无左氧氟沙星耐药。研究揭示了生物膜相关基因的分布特征及临床意义。

　　本研究探讨了从伊朗东北部三所医院采集的临床样本中分离出的*Stenotrophomonas maltophilia*菌株的生物膜形成能力及其基因型特征，以及这些菌株对多种抗生素的耐药性。研究结果揭示了该菌在临床环境中广泛存在且具有强大的生物膜形成能力，这可能对其致病性以及治疗难度产生深远影响。

*Stenotrophomonas maltophilia*是一种常见的条件致病菌，属于革兰氏阴性、非发酵型细菌，广泛存在于自然环境中，尤其是在医院等医疗场所中，它已成为引起多种感染的重要病原体。这种细菌能够形成生物膜，这是一种由微生物组成的复杂结构，不仅有助于其在宿主表面的附着，还能增强其对抗生素和宿主免疫系统的抵抗能力。生物膜的形成是该菌在临床感染中生存和传播的关键因素之一，因为它可以显著提高细菌的存活率和耐药性。本研究通过对93株*Stenotrophomonas maltophilia*菌株的分析，发现其在生物膜形成方面具有高度一致性，其中75.3%的菌株表现出强生物膜形成能力，22.6%为中等，而仅1.1%的菌株显示弱生物膜形成或无法形成生物膜。这一发现表明，生物膜的形成在*Stenotrophomonas maltophilia*的临床感染中占据主导地位。

从基因层面来看，研究人员检测了与生物膜形成相关的四个基因：*spgM*、*rmlA*、*rpfF*和*smf-1*。结果显示，*smf-1*基因在所有菌株中均存在，占100%；*spgM*基因存在率为94.6%；*rpfF*基因存在率为83.9%；而*rmlA*基因的存在率相对较低，仅为35.5%。这一分布模式显示了不同基因在生物膜形成过程中的不同作用。*smf-1*基因被认为与细菌的附着和早期生物膜形成密切相关，而*rmlA*基因则与生物膜结构的稳定性及细菌的运动能力有关。此外，*rpfF*基因与细菌的群体感应（quorum sensing）机制相关，该机制在生物膜形成过程中起着重要的调控作用。值得注意的是，研究发现*rmlA*基因的存在与生物膜形成能力之间存在正相关，但相关性较弱，这提示我们可能需要进一步的功能性实验来验证*rmlA*在生物膜形成中的具体作用。

为了更深入地理解这些基因在生物膜形成中的功能，研究人员将菌株分为六种不同的基因型。其中，基因型1（*spgM*+/*rmlA*+/*rpfF*+/*smf-1*+）在生物膜形成能力上表现出显著的优势，其平均OD570值较高，表明该基因型在生物膜形成方面具有更强的潜力。相比之下，基因型3（*spgM*+/*rmlA*-/rpfF+/*smf-1*+）在OD570值上相对较低，显示出其生物膜形成能力较弱。这一结果强调了不同基因组合在生物膜形成中的协同作用，也表明某些基因可能在特定的临床环境中发挥更为关键的作用。

在临床样本来源方面，研究发现大多数菌株来自血液样本，其中74株（79.7%）均来源于血液，这与该菌在临床感染中的常见病原体地位相一致。此外，还有少量菌株来源于尿液、气管分泌物、伤口、支气管肺泡灌洗液、导管和胸膜液。值得注意的是，在0-4岁儿童的重症监护病房（ICU）中，*Stenotrophomonas maltophilia*的分离率较高，这可能与该年龄段儿童免疫系统发育不成熟以及易受医院内感染影响有关。这些发现不仅有助于了解该菌在不同临床环境中的分布特征，也为医院感染控制策略的制定提供了重要依据。

在抗生素耐药性方面，研究发现*Stenotrophomonas maltophilia*对某些抗生素表现出较高的耐药率。具体而言，17.2%的菌株对复方磺胺甲噁唑（trimethoprim/sulfamethoxazole）表现出耐药性，而2.15%的菌株对米诺环素（minocycline）表现出中度耐药性。令人欣慰的是，没有菌株对左氧氟沙星（levofloxacin）表现出耐药性，这表明左氧氟沙星可能在治疗*Stenotrophomonas maltophilia*感染中仍具有较高的有效性。然而，尽管某些抗生素仍表现出良好的疗效，但研究中发现的耐药菌株比例提醒我们，抗生素耐药性的存在仍然构成了临床治疗的一大挑战，需要持续监测和研究以评估其发展趋势和影响。

从临床意义来看，*Stenotrophomonas maltophilia*的生物膜形成能力和耐药性特征对其感染的治疗和控制提出了更高的要求。生物膜的形成不仅增加了细菌的存活率，还使得其更容易在医疗设备表面定植，从而引发医院获得性感染。同时，生物膜中的细菌对常规抗生素的耐受性显著提高，这可能导致感染的慢性化和治疗难度的增加。因此，针对生物膜形成能力的研究不仅有助于理解该菌的致病机制，还可能为开发新的抗生物膜治疗策略提供理论支持。

此外，本研究还发现，*Stenotrophomonas maltophilia*的基因型在不同临床环境中表现出一定的分布差异。例如，基因型3（*spgM*+/*rmlA*-/rpfF+/*smf-1*+）在血液样本中最为常见，占该样本来源的67.6%。这可能表明，该基因型在血液感染中具有更强的适应性，或者与某些特定的临床条件存在关联。然而，这种分布差异并未在性别之间表现出显著性，说明*Stenotrophomonas maltophilia*的生物膜形成能力和基因型分布可能更多地受到宿主环境和感染部位的影响，而非单纯的性别因素。

尽管本研究提供了关于*Stenotrophomonas maltophilia*生物膜形成能力和抗生素耐药性的宝贵数据，但其研究方法也存在一定的局限性。例如，研究人员并未使用定量实时PCR（qPCR）来评估生物膜相关基因的表达水平，这种方法可以提供更精确的基因表达信息，有助于理解不同基因在生物膜形成中的具体作用。此外，由于几乎所有*Stenotrophomonas maltophilia*菌株均能形成生物膜，这使得研究人员难以对不同基因型之间的差异进行深入比较，特别是在基因表达水平和生物膜形成能力之间的关系方面。因此，未来的研究应考虑采用更先进的分子生物学技术，如qPCR和基因敲除实验，以更全面地解析这些基因的功能及其对生物膜形成的影响。

在抗生素耐药性方面，虽然研究发现左氧氟沙星对*Stenotrophomonas maltophilia*表现出较高的敏感性，但其他抗生素如复方磺胺甲噁唑和米诺环素的耐药性仍不容忽视。这提示我们，在临床治疗中应根据菌株的耐药谱选择合适的抗生素，并加强对耐药性趋势的监测。此外，由于生物膜的形成可能影响抗生素的疗效，因此，开发针对生物膜的新型治疗方法，如抗生物膜药物或物理清除方法，可能成为未来治疗*Stenotrophomonas maltophilia*感染的重要方向。

总体而言，本研究揭示了*Stenotrophomonas maltophilia*在临床环境中的广泛存在及其生物膜形成能力，同时也指出了该菌在抗生素耐药性方面的挑战。研究结果表明，尽管某些抗生素仍具有良好的疗效，但耐药性的出现提示我们需要更加谨慎地对待该菌的治疗策略。未来的研究应进一步探索生物膜相关基因的功能及其在不同临床环境中的作用，同时结合分子生物学、基因组学和临床流行病学等多学科手段，为制定有效的抗感染策略提供科学依据。此外，随着医疗技术的发展和医院感染防控的加强，深入研究*Stenotrophomonas maltophilia*的基因型和耐药性特征，对于提高临床治疗效果、减少感染传播以及改善患者预后具有重要意义。