孕产妇肠道携带对马达加斯加和柬埔寨新生儿获得超广谱β-内酰胺酶肠杆菌的贡献研究

《Nature Communications》：Contribution of maternal gut carriage to neonatal acquisition of extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacterales in Madagascar and Cambodia

为解决低收入和中等收入国家新生儿感染超广谱β-内酰胺酶肠杆菌（ESBL-PE）的治疗挑战，研究人员开展了一项关于母婴传播途径的研究。通过对499对母婴进行高分辨率基因组分析，发现仅16.5%的新生儿获得ESBL-PE来自母体，揭示了非母体来源的重要性。该研究挑战了传统观念，为制定针对性干预措施提供了新方向。

　　

在低收入和中等收入国家，新生儿细菌性败血症是一个严峻的健康挑战，尤其是在出生后第一周内发生的早发型败血症。其中，肠杆菌是新生儿败血症的主要病原体，且超广谱β-内酰胺酶肠杆菌（ESBL-PE）的比例显著增加，导致治疗选择有限，往往只能使用在许多地区难以获得或价格昂贵的碳青霉烯类药物。据估计，与耐药性相关的新生儿死亡人数高达约43万。尽管研究表明孕妇中ESBL-PE肠道携带率很高（在柬埔寨高达80%，在马达加斯加为34%），但传统上认为母体是新生儿早期获得ESBL-PE的主要来源，这一假说在社区环境中尚未得到充分验证。新生儿还可能从其他来源（如环境表面或护理人员的手）接触肠杆菌，因此，区分和量化母体对获得ESBL-PE的贡献对于设计有效的预防策略至关重要。

以往的研究多依赖于低分辨率技术（如脉冲场凝胶电泳）比较母体和新生儿菌株，这可能高估了母体来源的作用。此外，如果关注耐药性获得，识别携带耐药基因的共享质粒同样重要，但这超出了传统分型方法和短读长测序的能力范围。长读长测序能够完整组装质粒序列并准确比较质粒内容，然而，在探究新生儿ESBL-PE获得来源的研究中，尚未有研究探索共享质粒的检测。因此，结合全基因组测序和质粒分析以阐明新生儿ESBL-PE传播途径的社区水平研究在低收入和中等收入国家仍有待开展，这限制了有效预防策略的制定。

为了回答这些问题，研究人员在《Nature Communications》上发表了最新研究，通过在社区为基础的母婴队列中应用高通量测序技术，揭示了新生儿ESBL-PE获得的复杂传播途径。

本研究主要采用了以下关键技术方法：研究基于社区的前瞻性横断面设计，嵌套于BIRDY和NeoLIC两个多中心母婴队列中，在马达加斯加和柬埔寨共纳入499对母婴；使用短读长（Illumina）和长读长（Oxford Nanopore）测序技术对ESBL-PE分离株进行全基因组测序；通过系统发育分析和单核苷酸多态性（SNP）矩阵鉴定母儿间相同菌株；利用质粒重建和比对技术识别共享的ESBL编码基因质粒；并采用多因素多项回归模型分析获得ESBL-PE的危险因素。

Population characteristics and ESBL-PE colonization prevalence

研究共筛查了499对母婴（柬埔寨131对，马达加斯加368对）。母亲ESBL-PE定植总患病率为48.9%，新生儿为34.1%，柬埔寨的患病率显著高于马达加斯加。新生儿样本多数在出生第一天采集，物种分布显示母婴间存在差异，新生儿中克雷伯菌属和肠杆菌属比例更高。

Contribution of maternal versus other sources to ESBL-PE acquisition

在170名定植新生儿中，98名其母亲也为定植者。通过系统发育分析，发现23对母婴存在相同菌株。在其余73对中，通过质粒分析鉴定出5对携带相同质粒。总体而言，仅16.5%（28/170）的新生儿获得ESBL-PE归因于母体肠道携带，而83.5%归因于其他来源。两国间母体来源贡献比例无显著差异，但在马达加斯加的两个子研究中存在显著差异，可能与剖宫产率和抗生素使用有关。

Risk factor analysis

多因素回归分析显示，初产和湿季分娩是获得母体来源ESBL-PE的显著危险因素；而剖宫产、新生儿复苏和湿季分娩与非母体来源获得显著相关。

Phenotypic characteristics of isolates

对515株ESBL-PE分离株的表型分析显示，44%的菌株对WHO推荐的新生儿败血症治疗方案（阿莫西林+庆大霉素）耐药，91.4%为多重耐药菌，但对碳青霉烯类仍普遍敏感。

Genomic characteristics of isolates

基因型分析显示，bla_CTX-M家族基因为主要ESBL基因（89.3%），以bla_CTX-M-15最常见。新生儿分离株携带的耐药基因数量显著多于母体来源分离株。质粒复制子检测表明IncF和Col质粒最为常见。

讨论部分强调，本研究通过高分辨率基因组分析挑战了母体携带是新生儿早期ESBL-PE定植主要来源的既定范式。非母体来源是新生儿获得ESBL-PE的主要途径，这与剖宫产和复苏等医疗操作相关，提示医院环境可能是重要来源。季节因素（湿季）也显著影响获得风险。质粒分析揭示了水平基因转移在传播中的作用，约20%的母体来源获得是通过质粒内容分析发现的，强调了在传播研究中纳入质粒分析的重要性。

研究结果对公共卫生政策具有重要启示：需要加强产房卫生措施，并探索其他传播途径（如护理人员手卫生、医疗器械等）。未来研究应结合多时间点采样和多种潜在来源的检测，以制定更有效的干预策略。减少孕期抗生素使用可能有助于降低母体携带率，但需进一步评估其效果。

总之，这项研究揭示了低收入和中等收入国家新生儿ESBL-PE获得的复杂传播机制，强调了非母体来源的重要性，为优化新生儿感染预防策略提供了关键证据。