多药耐药金黄色葡萄球菌临床菌株的全基因组测序与生物膜基因特征分析

本研究针对沙特阿拉伯Hail医院分离的8株多药耐药金黄色葡萄球菌(MDR S. aureus)，通过全基因组测序(WGS)和表型实验揭示了其生物膜形成机制。研究发现所有菌株均携带icaADBC基因簇及clfA/B、fnbA/B等关键黏附基因，并在聚乙烯、玻璃等材料表面表现出强生物膜形成能力。该研究为临床防控生物膜相关感染提供了分子流行病学依据，对指导医院感染控制策略具有重要意义。

　　

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)作为医院感染的"头号通缉犯"，其耐药性问题日益严峻。更令人担忧的是，这种病原菌能通过形成生物膜(biofilm)在医疗器械表面"安营扎寨"，不仅逃避抗生素追杀，还能抵抗宿主免疫攻击。在沙特阿拉伯的医院里，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染率已高达40-50%，尤其在糖尿病和烧伤患者中更为猖獗。面对这一威胁，来自沙特阿拉伯大学的研究团队对Hail医院分离的8株多药耐药(MDR)临床菌株展开了"基因侦探"式的调查，相关成果发表在《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》。

研究团队采用全基因组测序(WGS)结合表型验证的策略。通过Congo red agar(CRA)平板和微孔板法(MtP)评估生物膜形成能力，扫描电镜(SEM)观察菌株在聚乙烯、玻璃等材料表面的三维结构，并检测对Hep-2上皮细胞的黏附率。基因组分析采用SPAdes组装，通过PATRIC和VFDB数据库注释毒力基因，IslandViewer4预测基因组岛。

在"表型研究"部分，所有菌株在CRA平板上均呈现黑色菌落（生物膜阳性），MtP检测显示S20株生物膜形成能力最强(OD₅₇₀
=1.333)。扫描电镜揭示菌株在聚乙烯表面黏附最显著，不锈钢表面最弱。Hep-2细胞黏附实验显示S1株感染率高达92%，证实了临床分离株强大的宿主定植能力。

"全基因组测序"显示菌株基因组大小2.74-2.85Mb，GC含量32.7%。关键发现是所有菌株均携带完整的icaADBC操纵子及其调控基因icaR，这解释了其强生物膜形成能力。此外，100%菌株含有clfA/B（凝固因子）、fnbA（纤连蛋白结合蛋白）和ebps（弹性蛋白结合蛋白）基因，87.5%携带fnbB基因，构成强大的"分子粘扣带"系统。

"基因组岛分析"揭示了更惊人的发现：菌株携带6-10个毒力岛，包含seb/seq/sek肠毒素基因、lukG/H杀白细胞素基因以及blaZ等耐药基因。特别值得注意的是，S9株含有罕见的CRISPR-Cas III-A系统，暗示其经历过激烈的"基因军备竞赛"。比较基因组显示核心基因保守度>98%，但附属基因组存在996个"可变基因"，反映出显著的基因组可塑性。

这项研究如同为耐药菌绘制了精细的"犯罪基因图谱"，揭示沙特临床分离株通过ica操纵子、MSCRAMMs家族黏附分子和移动遗传元件的组合拳，构建起强大的生物膜防御工事。这些发现为开发针对生物膜关键基因的精准干预策略提供了靶点，提示临床需加强对聚乙烯材质器械的消毒管理。未来研究可进一步探索这些毒力基因的表达调控机制，为破解金黄色葡萄球菌的耐药堡垒开辟新途径。