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本文研究了德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)尿液分离株。发现其亚种 allosunkii 和 lactis 是老年患者的尿路致病菌,且多数菌株对多种抗生素敏感。该研究有助于重新评估临床实验室对乳杆菌的判断,为尿路感染诊疗提供依据。
引言
尿路感染(UTIs)是常见的人类感染疾病,全球每年有 1.5 亿人患病。肠杆菌科细菌是 UTIs 的主要致病菌,革兰氏阳性菌如肠球菌、腐生葡萄球菌等也可引发感染。近年来,一些新兴革兰氏阳性菌被证实为真正的尿路致病菌。
乳杆菌是一类广泛存在于人和动物微生物群中的细菌,通常被认为是非致病性的,在食品工业和益生菌制剂中应用广泛。然而,它们偶尔也会引起侵袭性感染,包括菌血症、心内膜炎、尿路感染等。德氏乳杆菌是乳杆菌属的模式种,包含六个亚种,但关于其临床意义和抗菌药敏的研究较少,且不清楚人类 UTIs 是否由特定亚种引起。本研究旨在分析德氏乳杆菌尿液分离株的临床、微生物学和基因组数据,评估其临床相关性,研究体外药敏情况并确定亚种。
材料和方法
- 菌株、培养基、生长条件和鉴定:研究纳入了 2014 年至 2016 年在法国卡昂大学医院住院患者尿液样本中连续收集的 48 株德氏乳杆菌临床分离株。菌株在 5% 马血琼脂平板上生长,通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI - TOF)进行物种鉴定。
- 抗菌药敏试验:采用肉汤微量稀释法测定最低抑菌浓度(MIC),依据 2022 年 EUCAST 指南进行操作,使用 15 种抗生素进行测试,并以特定菌株作为内部质量控制。
- 基因组测序、组装和注释:提取菌株基因组 DNA,构建 DNA 文库并在 Illumina MiSeq 平台上进行测序。对原始数据进行修剪,使用 Unicycler 进行基因组组装,Prokka 进行注释。利用 ResFinder 4.0 和 VFDB 数据库分别检测抗菌耐药基因和毒力基因。
- 比较基因组学和系统发育分析:从 NCBI 数据库下载 480 个德氏乳杆菌基因组进行比较分析。采用多位点序列分型(MLST)、平均核苷酸同一性(ANI)和系统发育基因组学方法进行菌株鉴别和基因组相似性评估。使用 Panaroo 进行泛基因组分析,通过 Gubbins 识别和掩盖重组区域,提取单核苷酸多态性(SNP)构建系统发育树。
结果
- 临床和微生物学特征:48 株德氏乳杆菌分离自 48 名患者尿液,患者中位年龄 84 岁,女性占比 96%,多数感染为社区获得性。44% 的患者被诊断为 UTI,直接检查多数样本白细胞(WBC)>104/mL 且革兰氏染色阳性,定量培养细菌计数≥105 CFU/mL。部分患者合并其他尿路致病菌。
- 抗菌药敏谱和治疗:多数菌株对多种抗生素敏感,如氨苄西林、亚胺培南等,但对磷霉素和甲硝唑表现出固有耐药。有两株菌株对四环素耐药,携带 tet (W) 基因;两株对复方新诺明耐药。
- 基因组分析:通过 MALDI - TOF 无法区分德氏乳杆菌亚种,基因组测序分析显示,平均基因组大小为 1.99 ± 0.06 Mb,G + C 含量为 49.9% ± 0.1%。多数菌株属于 allosunkii 亚种(83%),其次是 lactis 亚种(17%)。allosunkii 亚种存在基因组多样性,可分为三个主要谱系和四个克隆相关的分支。
讨论
乳杆菌常被视为共生菌或污染物,在医学文献中可能被低估。德氏乳杆菌引起的 UTIs 非常罕见,主要发生在老年女性和有基础疾病的患者中。本研究中,UTIs 主要由 allosunkii 和 lactis 两个亚种引起。基因组分析结果与以往研究相似,且德氏乳杆菌对多种抗生素敏感,与其他乳杆菌的药敏模式相符。
基于体外数据,β - 内酰胺类抗生素(尤其是氨基青霉素)是治疗德氏乳杆菌相关 UTIs 的推荐药物,而氟喹诺酮类、磷霉素等可能导致治疗失败。尽管本研究存在局限性,但它揭示了德氏乳杆菌在老年患者 UTIs 中的潜在致病作用,为临床诊疗提供了重要参考。