探秘尿路感染 “元凶”：UPEC 菌株在复发与非复发感染中的差异及关键意义

为解决 UPEC 引发的尿路感染复发治疗难题，伊朗研究人员开展 UPEC 菌株在复发性和非复发性 UTIs 中的差异研究。结果发现两组在基础疾病、pap基因表达等存在差异。该研究为 UTIs 防治提供新思路，推荐科研读者阅读。

　　

在医学领域，尿路感染（Urinary Tract Infections，UTIs）是一个让人头疼的问题。它不仅发病率高，而且复发率也不低，就像一个调皮的 “小恶魔”，总是缠着患者不放。尿路感染大多是由尿路致病性大肠杆菌（Uropathogenic Escherichia coli，UPEC）引起的，这种细菌在全球范围内都很 “活跃”，在社区获得性和医院获得性尿路感染中都占据着重要 “地位”，分别能占到 85% 和 50% 。

更麻烦的是，尿路感染的复发给治疗带来了巨大的挑战。反复感染不仅让患者身体遭受痛苦，还增加了医疗成本。而且，随着时间的推移，UPEC 对很多常用抗生素产生了耐药性，像氨苄西林 - 舒巴坦、复方新诺明、萘啶酸和环丙沙星这些曾经的 “抗菌利器”，现在对 UPEC 的效果也大打折扣。同时，产超广谱 β - 内酰胺酶（ESBL）的 UPEC 菌株在全球范围内逐渐增多，使得尿路感染的病情更加严重，治疗起来也更加棘手。

在这种情况下，来自伊朗西部哈马丹市的研究人员，决心揭开 UPEC 菌株在复发性和非复发性尿路感染中的神秘面纱，看看这些细菌到底有什么 “秘密武器”。他们的研究成果发表在了《BMC Infectious Diseases》期刊上，论文题目是 “Comparison of phylogroups, biofilm formation, virulence factors, and antibiotic resistance of uropathogenic Escherichia coli strains in patients with recurrent and non - recurrent urinary tract infections”。这项研究就像一把钥匙，为我们打开了了解尿路感染的新大门，它揭示了 UPEC 菌株的一些重要特征，对治疗和预防尿路感染，尤其是复发性尿路感染有着重要的意义。

研究人员为了完成这项研究，用了不少 “厉害” 的技术方法。他们从患者的尿液样本中分离出大肠杆菌，通过生化测试来确认这些细菌是不是 UPEC。然后用纸片扩散法检测 UPEC 菌株对抗生素的敏感性，判断它们对不同抗生素的耐药情况。用微量滴定板法和结晶紫染色法来评估细菌形成生物膜的能力，生物膜就像是细菌的 “保护罩”，能帮助它们抵抗抗生素和人体的免疫系统。通过 PCR 技术检测 UPEC 菌株的毒力基因和进行系统发育分组，了解这些细菌的 “致病武器” 和 “家族谱系”。还用 ERIC - PCR 技术分析菌株之间的遗传联系，看看它们之间有没有 “亲戚关系”。最后，利用实时荧光定量 PCR 技术比较复发性和非复发性菌株中某些毒力基因的表达水平。

下面我们来看看研究人员都发现了什么有趣的结果。

1. 患者的基本情况：研究人员一共收集了 110 株大肠杆菌，其中 73% 来自非复发性尿路感染患者。女性和 10 岁以下儿童的感染率比较高，这可能和女性的生理结构以及儿童的免疫系统还不完善有关。在这些患者中，急性膀胱炎最为常见，有 65 例（59%），慢性膀胱炎有 30 例（27.3%），急性肾盂肾炎有 15 例（13.7%）。而且，研究还发现复发性和非复发性感染患者的基础疾病存在显著差异，这说明基础疾病可能在尿路感染的复发中扮演着重要角色。
2. 抗生素耐药情况：研究结果显示，UPEC 菌株对很多抗生素都有耐药性。对氨苄西林 - 舒巴坦的耐药率最高，达到了 81.8%，对萘啶酸和复方新诺明的耐药率也有 71.8% 。超过 60% 的菌株对环丙沙星和头孢曲松耐药，超过 50% 对左氧氟沙星耐药，40% 对庆大霉素耐药。在 110 株菌株中，77% 的菌株是多重耐药（MDR）菌株，也就是说它们对多种不同类型的抗生素都不 “害怕”。虽然复发性和非复发性菌株中 ESBL 的产生率有所不同，分别是 53% 和 42.5%，但在抗生素耐药性方面，这两组菌株并没有明显差异。这就像是细菌们团结起来，一起对抗抗生素，让医生们的治疗更加困难。
3. 生物膜形成情况：在 110 株 UPEC 菌株中，有 72.8% 的菌株能够形成生物膜。不过，大部分形成的是弱生物膜，有 65 株（81.2%），只有 15 株（18.8%）形成中等强度的生物膜，没有发现能形成强生物膜的菌株。而且，复发性和非复发性菌株在生物膜形成能力上没有显著差异，这表明生物膜的形成可能不是导致尿路感染复发的直接原因，但它仍然可能在细菌的生存和感染过程中起到一定作用。
4. 毒力基因频率：通过 PCR 检测发现，不同毒力基因在 UPEC 菌株中的出现频率不一样。fimH 基因的频率最高，达到了 88%，它就像是细菌的 “小爪子”，能帮助细菌附着在人体细胞上。其次是pap基因，频率为 60%，sfa基因频率为 20%，hlyA 基因频率为 11% 。在复发性和非复发性菌株中，这些毒力基因的频率没有明显差异，但这并不代表它们在感染过程中的作用相同，还需要进一步研究。
5. 系统发育分组：研究人员发现，在尿路感染患者的 UPEC 菌株中，系统发育分组 B2 最为常见，占比 68%，D 组次之，占 20%，A 组和 B1 组相对较少。在复发性和非复发性菌株中，B2 组都是占主导地位的，这说明 B2 组菌株可能和尿路感染的发生关系密切，也许它们有一些特殊的 “本领”，能让它们更容易在尿路中 “安营扎寨”。
6. 基因联系：通过 ERIC - PCR 技术分析，研究人员发现 UPEC 菌株的基因多样性很高。在 110 株菌株中，有 103 株能够进行基因分型，其中只有 22% 的菌株属于常见类型，大部分菌株（78%）都有独特的基因模式。而且，从门诊患者和住院患者身上分离出的菌株之间存在基因相似性，这意味着这些细菌可能在不同环境中相互传播，给感染的防控带来了很大挑战。
7. 毒力基因表达水平：实时荧光定量 PCR 结果显示，复发性和非复发性尿路感染患者的菌株中，fimH 基因的表达水平没有明显差异，但pap基因的表达水平差异显著。来自复发性尿路感染患者的菌株中，pap基因的表达水平比对照组高出 9 倍。这表明pap基因可能在尿路感染的复发中发挥着重要作用，也许它就是细菌导致感染复发的 “秘密武器” 之一。

综合研究结果和讨论部分，这项研究的意义重大。它让我们更加了解 UPEC 菌株在复发性和非复发性尿路感染中的特点。高抗生素耐药性、ESBL 和 MDR 大肠杆菌菌株的存在，都提醒我们在治疗尿路感染时，不能再随意使用抗生素，需要更加谨慎地选择合适的药物。女性更容易感染尿路感染，这也需要我们给予更多关注。而pap基因表达水平的差异，为我们研究尿路感染的复发机制提供了新的方向，也许未来可以针对这个基因开发新的治疗方法。系统发育分组中 B2 组的主导地位，让我们在防控尿路感染时，要重点关注携带这种基因的菌株。基因多样性的发现，也让我们明白控制 UPEC 感染是一个复杂的过程，需要从多个方面入手。了解这些因素，有助于我们制定更有针对性的预防和治疗策略，减少尿路感染患者的痛苦，降低医疗成本，对改善患者的健康状况有着重要的意义。