乳糖发酵型侵袭性大肠杆菌的强毒力特征及其在腹泻病例中的临床意义研究

本研究首次系统比较了乳糖发酵型(LF)与非乳糖发酵型(NLF)肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)的致病机制，通过分子特征分析、细胞侵袭实验和小鼠模型证实LF-EIEC具有更强的侵袭能力和肠道定植能力，其毒力基因表达水平显著高于NLF-EIEC(p<0.05)，为腹泻病原体监测提供了新视角。

　　

在细菌性腹泻的病原体谱系中，肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)长期被视为"类志贺菌"的病原体，其非乳糖发酵型(NLF)菌株已被充分研究。然而，临床实验室常用的MacConkey培养基基于乳糖发酵的筛选原理，使得乳糖发酵型(LF)EIEC往往被漏检或误判为无害共生菌。这种诊断盲区导致LF-EIEC的流行病学特征和致病潜力长期被忽视，特别是在印度等腹泻高发地区。更令人担忧的是，既往研究暗示LF与NLF-EIEC可能存在毒力差异，但缺乏系统的实验证据。

为破解这一科学难题，印度国家细菌感染研究所领衔的研究团队对2016-2022年 Kolkata地区13,682例腹泻患者的粪便样本展开筛查，首次系统比较了LF与NLF-EIEC的分子特征和致病机制。研究团队采用多组学技术路线，通过全基因组关联分析发现：虽然两类菌株均携带220kb大质粒(pINV)和ipaH、ial等毒力基因，但LF-EIEC的毒力基因表达量显著升高(p<0.05)，且在小鼠模型中展现出更强的肠道定植能力和系统性扩散倾向。这项发表于《Scientific Reports》的研究，不仅揭示了LF-EIEC作为"高毒力变异株"的生物学本质，更为腹泻病原体的精准诊断提供了分子依据。

关键技术方法包括：从住院腹泻患者粪便样本中分离菌株，通过PCR检测ipaH等标志基因确认EIEC；脉冲场凝胶电泳(PFGE)分析菌株克隆相关性；质粒提取和毒力基因定位；Int407细胞系侵袭实验；BALB/c小鼠肠道定植模型；豚鼠角结膜炎(Sereny试验)评估侵袭力；qRT-PCR定量毒力基因表达。

研究结果：
1.流行病学特征：在15株EIEC中，LF型占40%(6/15)，主要引起儿童水样腹泻，而NLF型更易导致血性黏液便。值得注意的是，LF与NLF-EIEC呈现交替流行模式。

2.分子特征：LF-EIEC携带更完整的毒力基因谱(含icsA/B、virF/B等)，其>220kb质粒承载多数毒力基因。PFGE显示LF菌株遗传异质性更高(70%相似性)，与NLF菌株(90%相似性)存在明显分化。

3.侵袭能力：LF-EIEC侵入Int407细胞的效率是NLF型的2倍(p<0.0001)，其ipaB、ipaD等基因表达量显著高于对照，暗示更强的上皮穿透能力。

4.动物实验：LF菌株在小鼠肠道形成更高细菌负荷(48h达峰)，并扩散至肝脏和脾脏，病理切片显示更严重的门静脉炎症和肉芽肿形成。豚鼠眼结膜试验中，LF菌株引发的角结膜炎更持久。

5.耐药特征：NLF-EIEC多重耐药率更高(含blaCTX-M3等基因)，而LF菌株仅对头孢曲松等有限药物耐药，但部分呈现ESBL表型。

这项研究首次确证：LF-EIEC并非无害共生菌，而是具备超强侵袭力的致病变异株。其通过上调毒力基因表达(如ipaBCD等)，突破肠道屏障引发系统性感染。该发现解释了为何部分"非典型"EIEC感染会发展为重症，并提示现行诊断流程需增加分子检测以避免漏诊。更深远的意义在于：LF与NLF-EIEC的交替流行模式，可能反映其在不同生态环境中的适应性进化，这对预测腹泻流行趋势具有预警价值。研究者特别强调，对LF-EIEC的持续监测应成为腹泻防控体系的新环节，尤其是在抗生素滥用可能加速其进化的背景下。