《Future Journal of Pharmaceutical Sciences》：Characterization of biofilm development and antimicrobial susceptibility profiles in Acinetobacter baumannii clinical isolates
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背景：鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）因其强烈的生物膜形成倾向和获得性多重抗生素耐药性而被认为是医院感染的主要原因，这些因素使治疗复杂化并增加患者风险。在本研究中，研究人员探讨了生物膜形成能力、抗菌药物敏感性谱以及三个关键遗传决定
背景：鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）因其强烈的生物膜形成倾向和获得性多重抗生素耐药性而被认为是医院感染的主要原因，这些因素使治疗复杂化并增加患者风险。在本研究中，研究人员探讨了生物膜形成能力、抗菌药物敏感性谱以及三个关键遗传决定因子：ompA、bap和blaPER-1的流行率之间的相关性。通过生化检测和blaOXA-51基因检测对72株临床分离株进行了鉴定。随后，使用肉汤微量稀释法或纸片扩散法测量对抗菌药物的敏感性。通过结晶紫染色技术评估生物膜形成，并使用PCR和qPCR分析目标基因的存在和表达水平。结果：观察到对大多数抗生素的高耐药率（69.4–98.6%），其中替加环素（tigecycline）的耐药率最低（12.5%）。大多数分离株（86.1%）能够形成不同程度的生物膜。此外，ompA和bap在所有分离株中广泛分布，而blaPER-1仅在生物膜形成分离株中检测到。所有三个基因的表达随生物膜形成强度的增加而增加，并与抗生素耐药性呈正相关，突显了它们在生物膜和多重耐药性发展中的潜在作用。结论：鲍曼不动杆菌表现出强大的生物膜产生能力，并对不同抗生素表现出广泛的多重耐药性，其中ompA、bap和blaPER-1基因发挥了关键作用。在本研究中，blaPER-1仅在生物膜形成分离株中检测到，表明它可能作为与产生物膜菌株相关的潜在标志物。基因表达分析显示，这些基因的水平随生物膜形成程度的增加而持续升高。这些发现为鲍曼不动杆菌生物膜、抗生素耐药性和基因调控之间的关联提供了有价值的见解，并强调了进一步研究其作为治疗干预潜在靶点的必要性。
**论文解读：鲍曼不动杆菌临床分离株生物膜形成与抗菌药物敏感性特征分析**
**研究背景与问题**
鲍曼不动杆菌（*Acinetobacter baumannii*）是一种重要的机会性致病菌，主要与长期住院患者中发生的多种医院获得性感染相关，如菌血症、心内膜炎、肺炎、脑膜炎、尿路感染、伤口感染和皮肤感染。该菌为革兰氏阴性、不运动的球杆菌，具有强烈的生物膜形成倾向，能在活体和非活体表面定植，并迅速获得多种抗生素耐药决定因子。生物膜相关细菌在医疗环境中尤为令人担忧，因为它们会导致慢性持续性感染；生物膜形成细胞在生理上与其浮游亲本不同，具有生长缓慢、对宿主免疫和抗菌药物抵抗力显著增强的特点。关键毒力因子，如外膜蛋白A（OmpA）、生物膜相关蛋白（Bap）和blaPER-1基因，在生物膜形成和持续存在中至关重要。多重耐药（MDR）和广泛耐药（XDR）的鲍曼不动杆菌是导致高死亡率的主要原因。尽管抗生素耐药表型与生物膜产生之间的确切关系仍有争议，但许多研究表明两者之间存在直接联系。当前药物治疗鲍曼不动杆菌生物膜相关感染的成功率较低，亟需深入了解其生物膜形成机制以及耐药性关联。为此，研究人员通过表型和分子方法，旨在探究临床分离株中生物膜形成能力、抗菌药物敏感性谱以及三个关键遗传决定因子（*ompA*、*bap*和*blaPER-1*）之间的相关性。
**主要研究方法**
本研究收集了2017至2019年间来自埃及开罗大学Kasr Al Ainy医院微生物实验室的72株鲍曼不动杆菌临床分离株。研究采用的关键技术方法包括：1）通过生化检测和固有blaOXA-51基因的分子检测对菌株进行鉴定；2）使用肉汤微量稀释法（测定黏菌素和替加环素）和纸片扩散法（测定其他8种抗生素）评估抗菌药物敏感性；3）采用结晶紫染色法进行微孔板定量检测，评估生物膜形成能力，并根据光密度（OD）值将菌株分为非生物膜生产者、弱、中和强生物膜生产者；4）应用常规PCR检测*ompA*、*bap*和*blaPER-1*基因的存在；5）使用定量实时PCR（qRT-PCR）评估这些基因在代表性菌株（从强、中、弱和非生物膜形成组中各选2株）中的表达水平，以16S rRNA为内参基因，采用2
-ΔΔCt法计算相对表达量。
**研究结果**
**1. 鲍曼不动杆菌分离株鉴定**：所有72株临床分离株通过生化特征（革兰氏阴性球杆菌、不发酵乳糖、过氧化氢酶阳性、柠檬酸盐利用阳性、44°C生长）和分子检测（所有菌株均携带blaOXA-51基因）确认为鲍曼不动杆菌。
**2. 抗生素敏感性谱**：对测试的10种抗生素，耐药率普遍较高（69.4–98.6%），但替加环素耐药率最低（12.5%），黏菌素和氨苄西林-舒巴坦的耐药率分别为45.8%和56.9%。根据耐药模式分类，87.5%的分离株为多重耐药（MDR）或广泛耐药（XDR），6.9%为泛耐药（PDR），仅5.6%为非MDR。
**3. 生物膜形成能力的定量测定**：通过结晶紫染色法，86.1%的分离株（62/72）能形成生物膜，其中19%为强、25%为中等、42%为弱生物膜生产者；14%的分离株无生物膜形成能力。
**4. 生物膜形成与抗生素耐药性之间的关系**：生物膜形成菌株对所有测试抗生素的耐药率均高于非生物膜形成菌株，且差异显著（P<0.001）。具体而言，生物膜形成菌株对替加环素、黏菌素、阿米卡星、哌拉西林-他唑巴坦和头孢吡肟的耐药率显著高于非生物膜形成菌株（P<0.001）；而头孢他啶、环丙沙星、亚胺培南和磺胺甲噁唑-甲氧苄啶的耐药率与生物膜形成能力无显著关联。此外，在所有PDR和XDR菌株中均观察到生物膜形成能力，且生物膜形成强度与耐药表型显著相关（P=0.002）。
**5. 生物膜相关基因的分子特征及其与表型生物膜产生的相关性**：*ompA*和*bap*基因在分离株中高度流行，分别占98.6%和87.5%；而*blaPER-1*基因仅存在于37.5%的菌株中。*ompA*和*bap*基因的存在与生物膜形成强度无显著相关性（P=0.329和P=0.413），但*blaPER-1*基因在非生物膜形成菌株中完全缺失，在生物膜形成菌株中检出率随生物膜形成强度增加而增加，存在显著正相关（P=0.018）。同时携带*ompA*、*bap*和*blaPER-1*三个基因的菌株表现出更强的生物膜形成倾向。
**6. 抗生素耐药性与生物膜相关基因的关系**：*ompA*和*bap*基因在耐药菌株中普遍存在（97–100%和86.21–92.68%）。*blaPER-1*基因的存在与黏菌素耐药性显著相关（P<0.001），与替加环素耐药性的关联未达统计学显著水平。
**7. 基因表达倍数与生物膜形成能力的关系**：通过qRT-PCR分析，*ompA*、*bap*和*blaPER-1*基因的表达水平随生物膜形成强度的增加而升高：在强、中、弱和非生物膜形成菌株中，*ompA*的平均表达倍数分别为1.00、0.59、0.25和0.13；*bap*分别为1.00、0.57、0.35和0.13；*blaPER-1*在强、中和弱生物膜形成菌株中分别为1.00、0.61和0.46。总体而言，所有三个基因的表达水平与生物膜形成能力之间存在显著差异。Pearson相关性分析进一步证实，*blaPER-1*基因的存在与生物膜形成能力显著相关，且三个基因的共存与生物膜形成强度呈正相关（r=0.29）。
**总结与讨论**
本研究揭示了鲍曼不动杆菌临床分离株中多重耐药性和生物膜形成能力的高度流行。尽管大多数抗生素耐药率较高，但黏菌素和替加环素仍保持相对有效。基因谱分析显示，*ompA*和*bap*基因在生物膜形成和非生物膜形成菌株中均普遍存在，表明它们是鲍曼不动杆菌基因组的核心组分。相比之下，*blaPER-1*基因仅在生物膜形成菌株中检测到，提示其可能与生物膜形成有潜在关联，并可能作为生物膜产生菌株的潜在标志物。基因表达分析表明，这三个基因的表达水平随生物膜形成强度的增加而持续升高，且与抗生素耐药性呈正相关，强调了这些基因在毒力和抗菌药物耐药性中的双重作用。研究结果进一步证实了生物膜形成与MDR/XDR菌株之间的显著关联，支持了耐药水平与生物膜产生能力正相关的理论。这些发现为理解鲍曼不动杆菌生物膜、抗生素耐药性和基因调控之间的关联提供了重要见解，并强调了进一步研究这些基因作为治疗干预靶点的必要性。
**研究结论翻译**：本研究强调了鲍曼不动杆菌临床分离株中多重耐药性和生物膜形成能力的高度流行。尽管耐药性在大多数测试抗生素中普遍存在，但黏菌素和替加环素仍相对有效。基因谱分析显示，*ompA*和*bap*在生物膜形成和非生物膜形成菌株中均普遍存在，表明这些标志物是鲍曼不动杆菌基因组的核心组分。相比之下，*blaPER-1*基因仅在生物膜形成菌株中检测到，表明其与生物膜形成存在潜在关联，值得进一步研究。此外，*ompA*、*bap*和*blaPER-1*基因的存在与抗生素耐药性之间建立了显著相关性，强化了这些基因在毒力和抗菌药物耐药性中的双重作用。虽然*ompA*和*bap*的表达随生物膜强度增加而上调，但只有*blaPER-1*表现出与生物膜形成的独特相关性（在非生产者中缺失）。这些发现强调了生物膜相关基因在鲍曼不动杆菌临床持续存在和治疗失败中的重要性。
