糖尿病足骨髓炎中猫葡萄球菌（S. felis）的首次表征：从胞内持续到噬菌体治疗

《Microbiology Spectrum》：First characterization of Staphylococcus felis in diabetic foot osteomyelitis: from intracellular persistence to phage treatment

　　

Staphylococcus felis是一种凝固酶阴性葡萄球菌（coagulase-negative Staphylococcus，CoNS），主要与猫的微生物群相关，仅极少在人类疾病中被报道。在此，研究人员报告其在糖尿病足骨髓炎中的参与，并提供其致病潜力的首次全面表征。从同一患者的骨活检中相隔5个月回收的两个分离株（NSF001和NSF002）接受了生长动力学、生物膜形成以及在巨噬细胞和成骨细胞中的胞内持久性分析。两个分离株均高效增殖，产生强健的生物膜，并在宿主细胞——尤其是成骨细胞——中持续存在。在斑马鱼胚胎感染模型中，两个分离株均导致显著死亡，证实了其体内致病潜力。全基因组测序揭示了保守的毒力决定因子、狭窄的耐药组（resistome）以及影响毒力调控、噬菌体防御和铁获取的菌株特异性基因组变异。此前的裂解性噬菌体SAVM02对其他葡萄球菌属物种具有活性，现被证实可有效抑制S. felis的体外（in vitro）生长，并在体内（in vivo）赋予对致死性感染的保护。值得注意的是，两个连续分离株在体内毒力和噬菌体敏感性上存在差异，这些差异与宿主内微进化变化平行，并说明了慢性感染期间细菌的适应性。总而言之，本研究确立了S. felis作为一种能够在慢性人类感染中胞内持续、形成生物膜并具有体内毒力的CoNS。研究结果还强调了裂解性噬菌体对抗具毒力CoNS物种的治疗潜力，并支持对慢性葡萄球菌感染进行噬菌体治疗的进一步研究。

**1. 研究背景与目的**

糖尿病足感染（diabetic foot infections，DFIs）是糖尿病的常见严重并发症，常导致住院、截肢和死亡。此类感染通常呈慢性和多微生物性，给治疗和伤口愈合带来巨大挑战。凝固酶阴性葡萄球菌（coagulase-negative staphylococci，CoNS）长期以来被视为皮肤共生菌或污染物，但越来越多的证据表明，多种CoNS能够胞内生存、形成生物膜并逃避免疫，是慢性DFIs的病原体。然而，大多数CoNS物种的致病能力仍未被定义。猫葡萄球菌（Staphylococcus felis）常见于健康猫的皮肤和黏膜，在人类中极为罕见，仅有一例猫传人的手术部位感染报道，其慢性感染行为从未被研究。本研究的目的是首次对从一例糖尿病足骨髓炎（diabetic foot osteomyelitis，DFOM）患者骨活检中分离的S. felis进行全面的功能表征，并评估其致病性和噬菌体治疗潜力。

**2. 研究内容与意义**

研究人员从法国尼姆大学医院加尔德-奥克西塔尼糖尿病足诊所一名75岁男性DFOM患者的两次骨活检中，间隔5个月分离到两株S. felis（NSF001和NSF002）。通过表型特征分析、宿主细胞感染模型、斑马鱼胚胎感染模型、全基因组测序及比较基因组分析和裂解性噬菌体敏感性评估，发现该物种能够在成骨细胞和巨噬细胞中胞内持续、形成生物膜并在体内表现出致病性。此外，两株分离株在毒力和噬菌体敏感性上存在差异，与其宿主内微进化变化平行。本研究首次将S. felis与慢性人类感染联系起来，扩展了CoNS中能够导致侵袭性人类疾病的物种名单，并为针对新兴难治葡萄球菌的裂解性噬菌体治疗提供了理论依据。

**3. 主要关键技术方法**

菌株分离自法国尼姆大学医院加尔德-奥克西塔尼糖尿病足诊所同一DFOM患者的骨活检，物种鉴定使用MALDI-TOF质谱法确认。随后采用刚果红肉汤（Congo red broth，CRB）法评估生物膜形成；使用RAW 264.7鼠巨噬细胞和人类MG63成骨细胞感染实验测定胞内持续性和细胞毒性；使用斑马鱼（Danio rerio）胚胎感染模型评估体内毒力并测试噬菌体治疗效果。全基因组测序在Illumina MiSeq平台完成，经de novo组装后通过平均核苷酸一致性（ANI）和数字DNA-DNA杂交（dDDH）确认物种，并利用