《Microbiome》肠道微生物组：解开足月儿肠道外细菌感染（EBI）之谜的关键钥匙

为解决足月儿肠道外细菌感染（EBI）预防及诊断难题，研究人员开展 EBI 与肠道微生物组关系研究，发现肠道或为 EBI 病原体储存库，为防控提供新方向。来自华盛顿大学医学院等多个机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Microbiome》杂志上。

　　

在新生儿的健康领域，肠道外细菌感染（Extraintestinal Bacterial Infections，EBI）是一个不容忽视的问题。大约 10% 的 60 天以下发热婴儿会遭遇 EBI，像尿路感染、菌血症和脑膜炎等。虽然很多引发 EBI 的细菌通常存在于婴儿肠道中，但一直以来，消化系统是否是感染前的栖息地，这个问题始终没有确切答案。同时，EBI 的诊断也颇具挑战，发热和非特异性症状往往是仅有的感染迹象，而确诊需要从正常无菌部位进行细菌培养，这一过程耗时较长，一般需要 24 - 48 小时，即便快速诊断测试缩短了血行感染的诊断时间，但整体仍不尽人意。并且，由于担心临床恶化，婴儿常被收治入院并使用广谱抗生素，这不仅可能扰乱婴儿正在发育的微生物组，还会促使细菌产生耐药性。此外，目前还缺乏 EBI 的特异性生物标志物，因此，深入了解 EBI 的发病机制，找到更好的检测和预防方法迫在眉睫。

在这样的背景下，来自华盛顿大学医学院等多个机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Microbiome》杂志上。

研究人员为探究婴儿肠道微生物组与 EBI 之间的关系，采用了多种关键技术方法。样本来源于儿科急诊护理应用研究网络（PECARN）中 13 个美国急诊科的发热足月儿队列。研究运用了选择性培养技术，对肠道样本中的病原体进行分离培养；通过全基因组测序（Whole - Genome Sequencing，WGS）分析菌株基因组；采用 metagenomic 测序对肠道微生物组进行整体研究；利用多种生物信息学工具进行菌株分析、微生物组谱分析等。

研究结果如下：

1. 肠道存在与肠道外分离菌相似的细菌：研究选取了 40 例 EBI 病例和 74 例匹配的对照婴儿。通过选择性培养和多基因座序列分型（Multi - Locus Sequence Typing，MLST），发现 60%（24/40）的病例中肠道样本至少有一个分离株与 EBI 致病菌株一致。进一步全基因组测序表明，同一患者肠道和感染部位分离的相同序列类型（Sequence Type，ST）菌株，单核苷酸多态性（Single - Nucleotide Polymorphism，SNP）数量最多为 12 个，平均核苷酸同一性（Average Nucleotide Identity，ANI）>99.999%，近乎相同，证实了肠道可能是 EBI 致病菌的储存库。此外，研究还对菌株的抗菌耐药性进行了分析。

2. 肠道宏基因组检测到高丰度的 EBI 致病菌株：对肠道样本进行 metagenomic 测序发现，在已从肠道培养出同源菌株的 EBI 婴儿中，75%（18/24）的婴儿肠道宏基因组能检测到致病菌株。同时发现，通过培养检测到致病菌株但宏基因组未检测到的婴儿，其致病菌株相对丰度较低，这可能是宏基因组检测不到的原因。综合培养和宏基因组测序方法，研究在 63%（25/40）的病例中检测到了 EBI 致病菌株。

3. 大肠杆菌 EBI 病例的肠道中病原体物种富集：比较 EBI 病例和对照婴儿的肠道微生物群落结构，发现 EBI 病例的血清降钙素原和白细胞计数更高，但肠道微生物组的 α - 多样性在病例和对照之间无显著差异。不过，大肠杆菌 EBI 病例的肠道中大肠杆菌相对丰度更高，且大肠杆菌相对丰度≥1% 对大肠杆菌 EBI 具有一定的敏感性（74%）和特异性（57%）。此外，年龄与大肠杆菌相对丰度的关系在病例和对照之间存在显著差异，病例中大肠杆菌相对丰度随年龄下降更明显。

4. 携带 EBI 致病大肠杆菌的婴儿中 B2 菌群过度代表：利用 Strain Genome Search Tool（StrainGST）分析发现，大肠杆菌 EBI 病例且肠道检测到匹配菌株的婴儿，其粪便中 B2 菌群相对丰度显著高于未检测到匹配菌株的病例和对照婴儿。虽然多菌株定植在不同组中的发生率无显著差异，但在多数大肠杆菌 EBI 匹配病例中，致病菌株相对丰度较高，提示其可能促进感染。

5. 肠道定植 EBI 致病大肠杆菌婴儿的毒力因子特征：对肠道宏基因组毒力因子（Virulence Factors，VFs）分析显示，大肠杆菌 EBI 匹配病例和对照婴儿的 VFs 丰富度和丰度无显著差异，但有 11 个 VFs 与大肠杆菌 EBI 匹配病例呈正相关，这些 VFs 涉及黏附、外毒素和营养 / 代谢等功能，可能有助于大肠杆菌在肠道生存并感染肠道外部位。

研究结论表明，在 60 天以下发热足月儿中，63% 的 EBI 婴儿在感染时肠道中存在致病菌株，同时研究还确定了与 EBI 相关的微生物组风险因素，包括一些与携带 EBI 致病大肠杆菌相关的毒力因子。这为后续研究微生物组和病原体导向的干预措施，降低婴儿 EBI 风险提供了重要依据，也为临床诊断和预防 EBI 开辟了新的思路。然而，该研究也存在一定局限性，如研究设计为横断面研究，无法确定微生物组在感染中的因果作用；不能排除肠道病原体来自肠道外的可能性；对照组可能存在病毒感染或血培养假阴性等问题。尽管如此，这项研究依然为该领域的发展做出了重要贡献，为未来进一步深入研究指明了方向。