编辑推荐：
这篇研究聚焦碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌（CRAB）ST2 型。通过分析其全基因组、毒力、生物膜形成能力及代谢组，发现传统方法难以区分其气道定植与感染状态，而代谢组学可以。且缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸代谢变化与感染进程相关，为诊疗提供新思路。
### 研究背景
鲍曼不动杆菌（
Acinetobacter baumannii）是医院获得性感染的常见病原菌，可引发肺炎、尿路感染和血流感染等，死亡率较高。它易在临床环境中持续存在，通过与宿主接触反复定植或感染，且能从定植状态转变为感染状态。目前，临床对鲍曼不动杆菌的快速鉴定手段缺乏，对其致病性及感染转化机制了解不足，防控难度大。同时，区分鲍曼不动杆菌感染和定植的研究较少，本研究旨在分析碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌（CRAB） ST2 型在气道的生物学特性，寻找区分其定植和感染的有效方法。
材料与方法
- 菌株来源：菌株取自患者下呼吸道标本（气管吸出物或支气管肺泡灌洗液），研究纳入 2021 年 9 月至 2023 年 6 月医院相关科室≥18 岁的住院患者。研究经伦理委员会批准，遵循赫尔辛基宣言原则。
- 菌株鉴定与分类：采用多种实验方法和软件对菌株进行处理和分析，包括细菌样本制备、气相色谱 - 质谱（GC - MS）分析、大蜡螟（Galleria mellonella）毒力试验、全基因组测序、生物膜形成能力评估等。依据医院获得性肺炎诊断标准，将菌株分为感染菌株和定植菌株。
- 数据分析：运用多种软件对代谢组学数据进行归一化和分析，使用 MetaboAnalyst 5.0 进行通路富集分析，GraphPad Prism 8.3 分析实验数据，以 P<0.05 为差异具有统计学意义。
研究结果
- 菌株分离与鉴定：共从患者下呼吸道分离出 67 株鲍曼不动杆菌，其中 56 株为 CRAB ST2 型，包括 32 株感染菌株和 24 株定植菌株。
- 毒力基因和耐药基因比较：ST2 型碳青霉烯耐药下呼吸道感染和定植的鲍曼不动杆菌菌株，其毒力基因（如abaR、bauA等）和常见耐药基因（如OXA - 66、ADC - 73等）的携带情况无显著差异。
- 毒力和生物膜形成能力比较：随机选取 21 株菌株进行毒力试验和生物膜形成能力测定，结果显示感染菌株和定植菌株在死亡率、毒力及生物膜形成能力方面均无显著差异。
- 代谢组学分析：对 21 株菌株的 1067 种代谢物分析发现，两组间有 107 种初始筛选差异代谢物，最终确定 7 种具有统计学差异的代谢物。CRAB 感染菌株中（S）-(+)-2-(苯胺甲基) 吡咯烷、缬氨酸、酮亮氨酸、L - 异亮氨酸、高丝氨酸、N - 乙酰 - L - 天冬氨酸和 2 - 氨基乙醇 - 1 - 磷酸的水平显著低于定植菌株。
- 代谢通路分析：差异代谢物的通路富集分析表明，下呼吸道 CRAB 感染和定植菌株在 10 条代谢通路存在差异，其中缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成和降解通路变化最为显著，且这些氨基酸的生物合成通路下调更明显。
讨论
- 传统方法的局限性：在临床实践中，相同耐药表型的鲍曼不动杆菌在不同宿主或同一宿主内表现不同。本研究中，感染和定植菌株的毒力基因、耐药基因无显著差异，且感染和定植菌株的毒力及生物膜形成能力也无显著差异，这表明传统的毒力基因分析、毒力表型检测和生物膜形成分析难以区分 ST2 型 CRAB 的感染和定植状态。
- 代谢组学的意义：本研究首次证实下呼吸道 CRAB 感染和定植菌株的代谢组存在显著差异。缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸作为重要的营养物质，参与细菌多种生理过程。感染菌株中这些氨基酸的生物合成和降解通路下调，可能在致病过程中减少摄取和消耗，同时维持毒力。这提示代谢变化在 CRAB 从定植到感染的转变中起重要作用，代谢组学有望成为区分鲍曼不动杆菌定植和感染的有效方法。
结论
细菌毒力和生物膜形成能力评估无法区分下呼吸道 ST2 型 CRAB 的定植和感染状态，但代谢组学可以区分多药耐药鲍曼不动杆菌的定植和感染。缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成和降解通路下调，其代谢变化可能在 CRAB 从定植到感染的转变中发挥重要作用。该研究为理解 CRAB 的致病性提供了新视角，为临床精准诊断和靶向治疗鲍曼不动杆菌相关呼吸道感染提供了潜在的代谢学策略。
