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为解决医院环境微生物污染引发的医疗相关感染（HAIs）及抗菌药物耐药性（AMR）问题，研究人员开展了对用于益生菌卫生清洁（PBS）的芽孢杆菌进行全基因组测序（WGS）分析的研究。结果显示相关芽孢杆菌遗传稳定性高，无新的抗性和毒力基因。这为其在医疗环境的安全使用提供了依据。
在医院这个本应是保障人们健康的地方，却潜藏着诸多 “健康杀手”。医疗相关感染（HAIs）正日益威胁着全球人类的健康，据统计，仅在欧洲共同体，每年就有超 430 万人受其影响，约 91000 人因此丧命。而化学消毒剂的大量使用，虽初衷是控制医院环境中的病原体，但却带来了一系列问题，不仅会增加环境负担，还会促使病原体产生抗菌药物耐药性（AMR），让治疗变得更加棘手。在这样的背景下，基于益生菌的卫生清洁（PBS）方法应运而生，它被寄予厚望，有望成为解决这些难题的新途径。
来自意大利费拉拉大学（University of Ferrara）和英国牛津大学（University of Oxford）的研究人员，针对 PBS 中芽孢杆菌展开了深入研究。他们想知道，在长期与医院环境中的病原体接触后，这些芽孢杆菌的基因是否会发生变化，从而影响其安全性和有效性。该研究成果发表在《BMC Genomics》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，他们收集了意大利八家医院在 2015 年 1 月至 2017 年 6 月期间使用 PCHS?（一种基于芽孢杆菌的益生菌清洁卫生系统）时的约 200 个芽孢杆菌分离株，这些样本均来自医院不同位置的表面。接着，通过 PCR 和扩增子测序对芽孢杆菌进行初步鉴定，筛选出 172 个源自 PCHS 的芽孢杆菌菌落。随后，对这些菌落进行全基因组测序（WGS），并利用专门的生物信息学流程进行分析，包括基因组组装、SNP 分析、抗性基因和毒力因子检测等。
研究结果如下：
- 芽孢杆菌分离株：最初通过 PCR 和扩增子测序确定了原始洗涤剂和环境分离株中的芽孢杆菌种类，后续的从头测序进一步揭示，172 个分离株中主要为枯草芽孢杆菌（B. subtilis）和解淀粉芽孢杆菌（B. velezensis），且最初鉴定为短小芽孢杆菌（B. pumilus）的菌株经深度测序后被重新归类为解淀粉芽孢杆菌。
- 基因组组装和质量控制：172 个基因组中有 23 个未通过组装质量控制，最终 149 个通过质量控制的基因组与原始洗涤剂中的两个基因组一起进入后续分析。分析结果显示，收集的分离株中，枯草芽孢杆菌占 70.5%，解淀粉芽孢杆菌占 29.5%。
- 芽孢杆菌分离株间的遗传多样性：通过系统发育分析，发现枯草芽孢杆菌存在两种不同的基因型，即 ST13（101/105 基因组）和 ST47（4/105 基因组）；解淀粉芽孢杆菌也可分为主要群体（34/44 基因组）和次要群体（10/44 基因组）。
- SNP 差异检测：SNP 分析表明，同一聚类中的基因组之间遗传变异较小。例如，枯草芽孢杆菌 ST13 基因组间平均差异为 1 个 SNP（范围 0 - 2），解淀粉芽孢杆菌主要群体内基因组无 SNP 差异。
- 抗菌耐药基因和毒力因子检测：使用两种工具检测发现，枯草芽孢杆菌含有 blaBSU - 1、vmlR 等抗性基因，解淀粉芽孢杆菌含有 clbA 基因，且所有检测到的抗性基因均为菌株固有，位于细菌染色体上。同时，未检测到毒力基因和移动质粒序列。
研究结论和讨论部分指出，本研究首次通过深度 WGS 分析全面表征了用于 PBS 系统的芽孢杆菌，证实了其高遗传稳定性，且在与医院病原体长期接触后，未获得新的抗性基因、毒力基因或质粒序列。这一结果为芽孢杆菌在医疗环境中的安全使用提供了有力支持，也为其在社区环境甚至农场中的应用奠定了基础，有助于从 “同一健康”（One Health）的角度降低感染风险和 AMR 传播。然而，研究也存在一些局限性，如样本量较小、研究时间较短、缺乏外群分析等。未来需要进一步扩大样本规模，开展更长期的研究，使用不同的生物信息学工具进行重复分析，以更深入地了解芽孢杆菌在不同环境中的特性和安全性，为其广泛应用提供更坚实的理论依据。
