与表皮葡萄球菌在持续性骨科植入物相关感染中进化相关的插入序列元件

《BMC Genomics》：Insertion sequence elements associated with Staphylococcus epidermidis evolution in persistent orthopaedic device-related infections

　　

摘要

背景

表皮葡萄球菌是导致骨科植入物相关感染（ODRIs）的主要病原体，这类感染由于细菌具有强烈的抗菌药物耐药性以及能够形成生物膜，往往难以治疗。有研究假设表皮葡萄球菌能够迅速适应医疗设备环境，从而增强其在体内的存活能力，但目前关于其在宿主体内发生致病适应性进化的直接证据仍然有限。

研究结果

为探究表皮葡萄球菌在慢性感染过程中的体内进化情况，我们分析了确诊患有ODRIs的患者的菌株，并通过大鼠感染模型研究了来自两种不同流行谱系的菌株（ST2和ST23）的进化特征。分析表明，辅助基因组中插入序列（IS）元素的复制性转位是导致遗传多样性的主要机制，其中IS256家族占据了所有突变事件的约25%。不过，除了会导致mecA基因丢失的SCCmec缺失外，没有其他突变，包括那些表现出平行进化的突变，被预测或观察到会影响抗菌药物耐药性或生物膜的形成。这些发现表明，本研究中研究的菌株本身就已具备高度的多药耐药性和生物膜形成能力，很可能是预先适应了环境的流行型表皮葡萄球菌克隆，非常适合引发持续性ODRIs。

结论

我们的研究结果强调了IS元素在推动表皮葡萄球菌遗传多样性方面的关键作用，这凸显出有必要进一步研究它们在持续性感染过程中对致病适应性形成的影响。