台湾台中淡水河系中棘阿米巴与肺炎克雷伯菌的检测及共发生研究:关乎公共健康的重要发现

【字体: 时间:2025年03月16日 来源:BMC Microbiology 4.0

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  为探究棘阿米巴(Acanthamoeba)与肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)的共发生情况,研究人员检测淡水样本,发现二者普遍存在且有共发生现象,对公共健康意义重大。

  在自然界的淡水环境中,隐藏着许多可能威胁人类健康的微生物。棘阿米巴和肺炎克雷伯菌便是其中两种具有潜在致病性的微生物。棘阿米巴(Acanthamoeba)是一种单细胞真核生物,能在多种自然和人造水体中独立生存,是自由生活的变形虫。它最广为人知的危害是污染隐形眼镜,引发机会性角膜感染。肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)是革兰氏阴性菌,可导致动物和人类的多种机会性感染,在医院感染和社区获得性感染中都较为常见,近年来还出现了高毒力菌株(hvKp),治疗困难且预后差。
目前,虽然有研究分别发现棘阿米巴和肺炎克雷伯菌在一些地区的水环境中存在,但对于它们是否能在自然环境中共存,以及环境因素对它们的影响并不清楚。为了解决这些问题,中国台湾中国医药大学的研究人员开展了相关研究。研究成果发表在《BMC Microbiology》上。

研究人员为了研究棘阿米巴和肺炎克雷伯菌在淡水系统中的共发生情况,以及环境因素对它们存在的影响,选择了台中市五条主要河流系统进行研究,包括韩江、美川运河、绿川、柳川运河和台中公园湖。在每个河流系统选取三个直接面向公众的采样点,在特定时间采集水样,并测量了水样的温度、pH、活性氧(ROS)和水硬度等环境参数。

研究人员采用的主要关键技术方法有:一是样本采集与处理,从选定的河流系统采集水样,在规定时间和条件下保存并运输到实验室;二是聚合酶链反应(PCR)检测,通过过滤水样去除杂质,提取 DNA,利用特定引物对样本进行 PCR 扩增,检测棘阿米巴和肺炎克雷伯菌的基因;三是数据分析,构建维恩图展示微生物的共发生情况,通过箱线图、散点图和热图分析环境参数与微生物检测之间的关系。

研究结果如下:

  • 微生物的空间分布:肺炎克雷伯菌在城市河流系统中广泛存在,在美川运河、绿川和韩江的所有采样点都能检测到,但在柳川运河和台中公园湖未检测到。棘阿米巴的分布则更具差异,在美川运河未检测到,在绿川和韩江的所有采样点都能检测到,在柳川运河只有一个采样点检测到,在台中公园湖有两个采样点检测到。
  • 检测率和比较分析:肺炎克雷伯菌的检测率接近 100%,在多种环境条件下都能生存,这可能与其对污染、水质等人为因素的适应性有关。棘阿米巴的检测率较低且变化较大,在流动的河流系统如绿川和韩江检测率较高,总体检测率为 33.33%。维恩图显示,在检测到肺炎克雷伯菌的样本中,部分也检测到了棘阿米巴,表明二者有较高的共发生度,且棘阿米巴从未单独被检测到。
  • 环境参数与微生物存在的相关性:温度似乎影响着两种微生物的分布。肺炎克雷伯菌在 26 - 30°C 的环境中均有检测到,显示出较宽的温度耐受性;棘阿米巴仅在 28 - 30°C 的环境中被检测到,对温度要求更严格。肺炎克雷伯菌在 pH 7.2 - 8.4 的范围内均可检测到,而棘阿米巴仅在 pH 8.0 和 8.4 的样本中被检测到。

研究结论和讨论部分指出,该研究首次证实了棘阿米巴和肺炎克雷伯菌在淡水系统中普遍存在且有共发生现象。自然水生环境可能是高毒力肺炎克雷伯菌的储存库,二者的相互作用可能增强细菌的生存和毒力,这对公共健康构成了潜在威胁,因为高毒力肺炎克雷伯菌的传播可能引发严重感染,且其耐药性不断增强,治疗难度加大。虽然此次研究没有直接证据表明在自然淡水环境中棘阿米巴会刺激肺炎克雷伯菌,但二者的共发生暗示了环境条件可能有利于它们的共存。未来还需要进一步研究,以明确原生动物 - 细菌相互作用在自然环境中的具体机制,以及这种共发生是否会导致细菌表型改变和毒力增强。这项研究强调了持续监测和控制高毒力肺炎克雷伯菌在环境中传播的重要性,为公共健康领域提供了关键信息,有助于制定相应的防控策略,保障人们的健康安全。
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