《Frontiers in Microbiology》:Evaluation of Candida albicans and anaerobic bacterial co-expansion in vulvovaginal candidiasis: a cross-sectional study
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摘要
背景:外阴阴道念珠菌病(vulvovaginal candidiasis, VVC)是一种常见的黏膜感染,主要归因于白色念珠菌(Candida albicans, C. albicans)。然而,该酵母菌常定植于阴道微环境而不引起症状,提示其他微生物
摘要
背景:外阴阴道念珠菌病(vulvovaginal candidiasis, VVC)是一种常见的黏膜感染,主要归因于白色念珠菌(Candida albicans, C. albicans)。然而,该酵母菌常定植于阴道微环境而不引起症状,提示其他微生物及宿主因素可能参与疾病发生和/或病理过程。本研究探讨VVC是否与阴道微生物群的变化相关。
方法:本研究采集96名非妊娠女性的阴道样本,并将其分为三组:健康对照组(NEG,n=54)、无症状组(ASYMP,n=20)和有症状组(SYMP,n=22)。通过显微镜评估阴道pH值、多形核白细胞(polymorphonuclear, PMN)浸润程度及阴道样本中白色念珠菌的形态;采用定量聚合酶链反应(quantitative polymerase chain reaction, qPCR)量化真菌载量,并对分离株进行菌丝形成和生物膜产生能力检测。通过16S rRNA扩增子测序对43份代表性阴道样本进行阴道微生物群分析。
结果:大多数SYMP女性表现出典型的炎症特征,其中75%阴道pH≥4.5,95.45%出现明显PMN浸润(评分为2),且所有SYMP女性在体内均观察到丝状白色念珠菌形态。相比之下,90.91%的ASYMP女性阴道pH<4.5,无PMN浸润(评分为0),65%仅以酵母形态存在。SYMP组白色念珠菌DNA的阴道载量较ASYMP组高4.9倍。值得注意的是,有症状疾病与厌氧菌Dialister micraerophilus和Aerococcus christensenii的选择性共富集相关,这两种菌是区分SYMP组与ASYMP组的主要微生物特征。此外,Dialister micraerophilus的相对丰度与PMN浸润评分及阴道pH值均呈正相关。
结论:本研究发现Dialister micraerophilus和Aerococcus christensenii是与VVC相关的关键厌氧菌特征。未来需进一步研究以评估这些细菌在VVC发生或疾病修饰中的可能作用。
论文解读:白色念珠菌与厌氧菌共扩增在外阴阴道念珠菌病中的意义
一、研究背景与目的
外阴阴道念珠菌病(vulvovaginal candidiasis, VVC)是育龄期女性最常见的真菌感染性疾病,约70%–75%的女性一生中至少经历一次发作,5%–8%可发展为复发性外阴阴道念珠菌病(recurrent vulvovaginal candidiasis, RVVC),全球每年约1.38亿女性受RVVC影响,凸显当前抗真菌治疗策略的局限性。白色念珠菌(Candida albicans)是VVC的首要病原体,但同时也是健康阴道微生态的常见共生菌,在绝经前女性中无症状定植率可达33%。在共生状态下,白色念珠菌主要以酵母形态存在,不诱发宿主免疫应答。然而,特定环境及宿主相关因素(如抗生素滥用、免疫抑制、糖尿病、激素波动或阴道微生态破坏)可触发其向致病性菌丝形态转化。菌丝形态转化是VVC发病的核心机制,菌丝具有更强的黏附性和侵袭性,并通过分泌天冬氨酸蛋白酶(如SAP4-6)和念珠菌素(candidalysin)诱导强烈的炎症反应,导致临床症状的出现。
健康育龄期女性的阴道微生态通常以乳杆菌属(Lactobacillus spp.)为优势菌群,包括卷曲乳杆菌(L. crispatus)、詹氏乳杆菌(L. jensenii)、加氏乳杆菌(L. gasseri)和惰性乳杆菌(L. iners)。阴道微生物群落被划分为五种群落状态类型(Community State Types, CSTs),其中以卷曲乳杆菌为主的CST I与阴道健康密切相关。然而,乳杆菌属在VVC发病中的作用尚存争议:部分研究显示VVC患者仍保持以乳杆菌为主的微生态,与健康对照组无显著差异;而另一些研究则报道VVC期间乳杆菌丰度显著下降,伴随兼性厌氧菌(如阴道加德纳菌和普雷沃菌属)增加。此外,VVC期间卷曲乳杆菌常被惰性乳杆菌替代。既往研究已证实,惰性乳杆菌的无细胞上清液可促进白色念珠菌生物膜形成及菌丝/假菌丝发育。
基于上述背景,本研究旨在通过比较VVC患者、无症状白色念珠菌定植者及白色念珠菌阴性健康对照的阴道微生态差异,识别与VVC相关的特征性细菌,并探讨宿主炎症参数、真菌载量及细菌群落之间的潜在关联,从而为理解VVC的微生物学机制提供新视角。
二、研究内容与结论
本研究设计为一项横断面观察性研究,经意大利翁布里亚伦理委员会批准,共招募167名18–53岁女性,最终纳入96名非妊娠女性,分为三组:白色念珠菌阴性健康对照(NEG,n=54)、无症状白色念珠菌定植者(ASYMP,n=20)和有症状VVC患者(SYMP,n=22)。研究通过临床问卷评估受试者症状,采集阴道拭子用于微生物学分析、pH测定、PMN浸润评分、白色念珠菌形态学评估、定量PCR载量检测及16S rRNA扩增子测序。
主要研究结论如下:(1)有症状VVC患者呈现典型炎症特征,包括阴道pH升高、PMN显著浸润、白色念珠菌以菌丝/假菌丝形态为主,且真菌载量较无症状定植者高4.9倍;(2)无症状定植者的阴道微环境与健康对照相似,表现为生理性pH、低PMN评分及以酵母形态为主的白色念珠菌定植;(3)体外实验中,多数无症状来源分离株在允许条件下仍具备菌丝形成能力,且无症状分离株的体外形态与体内形态存在差异,说明白色念珠菌的致病性表达受阴道微环境调控;(4)VVC不以乳杆菌优势地位的显著丧失或α多样性增加为特征,但CST III(以惰性乳杆菌为主)的比例从NEG组到SYMP组逐渐增加;(5)在CST III亚组中,厌氧菌Dialister micraerophilus和Aerococcus christensenii在有症状组显著富集,且D. micraerophilus的相对丰度与PMN浸润评分及阴道pH呈正相关,A. christensenii与PMN评分亦呈正相关。该研究发表在《Frontiers in Microbiology》,首次将VVC与特定厌氧菌共扩增现象相关联,提示VVC可能是一种多微生物参与的炎症性疾病。
三、关键技术方法
本研究涉及以下主要技术方法:研究人员对阴道样本进行显微镜检查(评估白色念珠菌形态、PMN浸润评分及乳杆菌存在)和pH测定,使用CHROMagar Candida培养基进行真菌分离,并通过MALDI-TOF质谱进行物种鉴定;采用qPCR定量白色念珠菌DNA载量;利用16S rRNA基因(V3-V4区)扩增子测序分析阴道菌群组成,经QIIME2流程进行生物信息学处理,以ANCOM-BC2进行差异丰度分析;通过稀疏偏最小二乘判别分析(sPLS-DA)识别组间判别性微生物特征;基于中心对数比值转换进行Spearman相关性分析,评估细菌丰度与临床参数间的关系。样本队列来源于意大利佩鲁贾大学医院“Santa Maria della Misericordia”微生物诊断服务中心。
四、研究结果
(一)研究人群与临床表型
在96名纳入女性中,SYMP组全部表现为阴道分泌物增多、瘙痒、烧灼感、疼痛等典型症状,75%阴道pH≥4.5,95.45% PMN评分为2(11–40个PMN/视野),而ASYMP组90.91%阴道pH<4.5,无PMN浸润,两组差异具有统计学意义(p<0.0001)。三组间年龄无显著差异,所有样本均检出乳杆菌属,未检出线索细胞。
(二)白色念珠菌形态与生物膜形成能力
将ASYMP组和SYMP组各10株临床分离株在标准培养条件下重新培养后发现,两组大多数分离株均能在体外形成菌丝结构,但9/10的无症状来源分离株在体内以酵母形态为主,而有症状来源分离株在体内均呈菌丝形态。生物膜检测显示,所有分离株均具有生物膜形成能力,SYMP组平均生物膜量显著高于ASYMP组(p<0.001),且SYMP组强生物膜产生菌比例更高,ASYMP组以中等生物膜产生菌为主。
(三)阴道微生态群落结构
对43份样本(NEG=21,ASYMP=10,SYMP=12)进行16S rRNA测序。α多样性指数在三组间无显著差异,β多样性分析显示临床状态不能解释整体群落聚类,而CST是群落结构的主要驱动因素。热图分析显示惰性乳杆菌(L. iners)在全部三组中均占优势。CST III(L. iners为主)比例从NEG组(50%)到ASYMP组(63%)再到SYMP组(83%)逐步上升。
(四)CST III限制性差异丰度分析
为排除CST混杂效应,仅在CST III样本中进行差异丰度分析,结果显示D. micraerophilus和A. christensenii在SYMP组较NEG组和ASYMP组显著富集,而解脲脲原体(Ureaplasma urealyticum)在SYMP组较NEG组显著耗竭。此外,ASYMP组较NEG组显示普雷沃菌科(Prevotellaceae)成员显著减少。
(五)白色念珠菌载量与相关性分析
SYMP组白色念珠菌DNA载量均值为ASYMP组的4.9倍(p<0.01)。Spearman相关性分析显示,D. micraerophilus与PMN评分(ρ=0.662, q=0.016)及阴道pH(ρ=0.596, q=0.019)呈正相关;A. christensenii与PMN评分(ρ=0.540, q=0.040)呈正相关,但与pH无显著相关性;真菌载量与PMN评分显著正相关(ρ=0.727, q=0.019)。A. christensenii与D. micraerophilus间存在正相关(ρ=0.553, q=0.036),而U. urealyticum与两者均呈负相关。sPLS-DA分析进一步证实,NEG与ASYMP组微生物谱重叠,而SYMP组与两者明显分离,D. micraerophilus和A. christensenii是区分SYMP组的关键分类群。
五、讨论与结论
讨论指出,白色念珠菌既是VVC的主要致病菌,又是阴道的常见共生菌,单纯真菌检测阳性不足以解释临床疾病。本研究中有症状女性表现为阴道pH升高、PMN浸润、真菌载量增加及菌丝形态优势,而无症状定植者与健康对照相似,支持症状性VVC反映宿主-微生物耐受性破坏的观点。体外实验提示白色念珠菌的毒力特征受阴道微环境调节。VVC并未伴随乳杆菌优势地位的丧失,但CST III(L. iners为主)的进行性增加提示该类群落可能允许白色念珠菌定植,而特定细菌成员可能决定定植是否进展为症状性炎症。本研究的核心发现为D. micraerophilus和A. christensenii在症状性VVC中的选择性共富集,并与宿主炎症标志物相关。
研究结论为:本研究发现D. micraerophilus和A. christensenii与症状性VVC相关,支持VVC可能是一种多微生物参与的炎症性疾病。当前应将这两种细菌视为有前景的候选生物标志物,而非临床验证标志物。未来需在更大规模、更多样化的独立前瞻性队列中验证其临床实用性,以确定其是否能可靠地区分有症状与无症状女性,并评估其预后价值、预测能力及超越现有诊断方法的附加价值。