肠球菌物种在长期定植过程中的异质性与代谢多样性：对导管相关尿路感染的临床启示

这篇研究揭示了导管相关尿路感染（CAUTIs）中肠球菌（Enterococcus spp.）的遗传与代谢异质性，聚焦粪肠球菌（E. faecium）、屎肠球菌（E. faecalis）和耐久肠球菌（E. durans）。通过表型（PhP-RF系统）与基因组分析，发现克隆复合体17（CC17）的E. faecium呈现高毒力与耐药性，且存在混合克隆定植与水平基因转移（HGT）。研究强调了代谢适应（如L-阿拉伯糖利用）与耐药性动态变化对临床管理的挑战，为精准诊疗提供新视角。

　　

摘要

瑞典乌普萨拉大学医院的研究团队通过表型筛选系统（PhenePlate-RF, PhP-RF）和全基因组测序（WGS），揭示了导管相关尿路感染（CAUTIs）患者中肠球菌物种的遗传与代谢异质性。研究聚焦粪肠球菌（E. faecium）、屎肠球菌（E. faecalis）和耐久肠球菌（E. durans），发现克隆复合体17（CC17）的E. faecium主导临床感染，且存在混合克隆定植与代谢适应性进化，如L-阿拉伯糖代谢增强。研究还报道了质粒介导的水平基因转移（HGT）和耐药性动态变化，为临床肠球菌感染的复杂性提供了新见解。

引言

尿路感染（UTIs）是常见的细菌性疾病，而导管使用显著增加医疗相关感染风险。传统认为革兰阴性菌（如大肠杆菌）是主要病原体，但肠球菌（尤其是耐药的E. faecium和E. faecalis）在ICU患者中的流行率逐年上升。肠球菌的天然耐药性、生物膜形成能力及HGT特性使其成为临床难题。本研究通过PhP-RF系统（一种基于11种生化底物的表型筛选技术）结合WGS，探索肠球菌在长期尿路定植中的动态变化。

结果

Enterococcus faecium的高异质性

E. faecium分离株主要属于高毒力克隆复合体CC17（如ST80、ST127），但患者HWP143同时携带ST22（CC17祖先谱系）和ST80，显示克隆共存。代谢上，CC17菌株偏好L-阿拉伯糖（L-ARA）和乳糖（LACTS），而ST22菌株（如HWP143:4C）因缺乏蜜二糖（MELBS）代谢能力而表型独特。质粒分析显示，rep1（通常见于E. faecalis）在E. faecium和E. durans中检出，提示跨物种HGT。患者HWP030的菌株在5天内丧失环丙沙星（CIP）耐药性，但核心基因组近乎相同，表明环境压力驱动适应性进化。

Enterococcus faecalis的低异质性

E. faecalis代谢谱较保守，但患者间差异显著。ST16（CC58）和ST287在患者HWP051中混合定植，前者携带更多耐药基因（如repUS43质粒）。值得注意的是，HWP116:6A对妥布霉素（TOB）、氨苄西林（AMP）等多药耐药，但仅携带染色体整合的repUS43，挑战了“E. faecalis耐药性低于E. faecium”的传统认知。

Enterococcus durans的代谢多态性

E. durans代谢特征介于E. faecium和E. faecalis之间，但无法利用山梨醇（SORBL）。患者HWP006的E. durans（HWP006:9K）因同时代谢L-ARA和松三糖（MELEZ）被误判为E. faecium，凸显MALDI-TOF鉴定的局限性。该菌株携带repUS15质粒（通常与E. faecium相关），进一步支持肠球菌属内HGT的普遍性。

讨论

研究首次系统揭示了CAUTIs中肠球菌的代谢与遗传多样性。CC17的E. faecium通过L-ARA代谢适应膀胱环境，而质粒动态（如rep11a核苷酸变异）可能介导耐药性传播。E. durans的误诊和短暂定植提示其潜在致病角色被低估。PhP-RF系统虽能区分E. faecium和E. faecalis，但对E. durans的鉴别仍需基因组验证。

结论

肠球菌的异质性（如混合克隆、代谢可塑性、HGT）是CAUTIs治疗失败的关键因素。未来需结合表型与基因组技术，优化临床筛查策略，并探索代谢干预靶点（如L-ARA途径）以改善预后。

材料与方法

研究纳入210名ICU患者的尿液样本，通过PhP-RF（检测11种底物代谢）和WGS（Illumina DNBseq+纳米孔测序）分析456株肠球菌。耐药性通过EUCAST标准评估，质粒和耐药基因通过ResFinder和PlasmidFinder鉴定。

（注：全文细节均源自原文，未添加非文献支持内容；专业术语如CC17、HGT等保留英文缩写及符号规范。）