孟加拉国烧伤患者中耐多药(MDR)和广泛耐药(XDR)铜绿假单胞菌的分子与基因组特征及其临床意义

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对烧伤病房中日益严重的铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)耐药问题,通过分子与基因组学手段系统分析了孟加拉国烧伤患者分离的91株MDR/XDR菌株。研究人员检测到blaVIM-2、blaNDM-1等β-内酰胺酶基因的高流行(31.87%和16.48%),发现21%菌株具有强生物膜形成能力,并通过全基因组测序揭示ST235为优势克隆型。该研究首次报道了孟加拉国XDR菌株中blaPDC-98与blaOXA-50的共存现象,为临床防控提供了关键分子流行病学依据。

  

烧伤患者的创面感染一直是临床治疗的重大挑战,其中铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)作为"医院感染头号杀手",其耐多药(MDR)和广泛耐药(XDR)菌株的出现更让治疗雪上加霜。在医疗资源有限的孟加拉国,烧伤病房中这类"超级细菌"的流行情况及其耐药机制尚不明确。面对这一严峻形势,达卡大学微生物学系的研究团队开展了一项突破性研究,成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用多组学联用策略:首先通过临床样本培养和PCR鉴定获得91株铜绿假单胞菌;采用Kirby-Bauer法进行15种抗生素的药敏试验;通过晶体紫染色定量生物膜形成能力;运用全基因组测序(WGS)解析了两个代表性XDR菌株的基因组特征;利用CARD、VFDB等数据库进行耐药基因和毒力因子注释;采用Roary进行泛基因组分析。

样本收集与菌株鉴定

从110份烧伤创面样本中分离出91株铜绿假单胞菌,患者男女比例为62:29,通过oprL基因PCR验证确认菌种。

广泛耐药模式

研究发现61株(67%)为XDR菌株,对氨基糖苷类(>80%耐药)和氟喹诺酮类(>80%耐药)表现出极高耐药率,但对多粘菌素保持敏感。值得注意的是,76株对美罗培南耐药,显著高于亚胺培南(42株),这一现象与多数文献报道相反。

耐药基因图谱

PCR检测发现blaVIM-2(31.87%)和blaNDM-1(16.48%)为主要耐药基因,3.3%菌株同时携带这两个基因。全基因组分析进一步揭示SHNIBPS64菌株存在blaPDC-98(Class C)与blaOXA-50(Class D)的罕见组合,并在nalC基因发现S209R、G71E突变。

生物膜形成特征

21%菌株为强生物膜形成株(SBF),相关基因pelB(98.9%)、pilT(96.7%)和rhlB(69.2%)的高携带率解释了其强粘附能力。

基因组特征

SHNIBPS64(MLST 664)和SHNIBPS243(推定ST3934)分别属于O7和O12血清型。在SHNIBPS243中发现Marinobacter噬菌体序列整合,其携带的msrE基因可能参与耐药性传播。

全球耐药基因分布

分析6,574株菌基因组显示,人类来源菌株的blaPDC和blaOXA基因丰度显著高于环境分离株(p<0.01),ST235被确认为全球优势流行克隆。

这项研究首次系统揭示了孟加拉国烧伤病房中XDR铜绿假单胞菌的分子流行病学特征。发现blaVIM-2与生物膜形成能力的共现现象,为临床治疗提供了新靶点。研究强调ST235克隆的全球传播风险,建议加强烧伤病房的院感防控。特别值得注意的是,噬菌体介导的耐药基因水平转移机制为理解细菌进化提供了新视角。该成果对发展中国家抗菌药物管理政策的制定具有重要指导价值。

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