从急性髓系白血病患者血培养中分离鉴定新菌种——Lachnoanaerobaculum sanguinis sp. nov.的临床与分类学研究

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Anaerobe 2.5

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  本研究针对化疗相关菌血症的病原学诊断难题,通过多相分类学方法(16S rRNA基因分析、全基因组测序等)对急性髓系白血病患者血培养分离株TM49T进行系统表征,鉴定为Lachnoanaerobaculum属新种L. sanguinis sp. nov.,其dDDH(52.2%)和OrthoANI(93.1%)值显著低于物种界定阈值,为临床厌氧菌感染诊疗提供新依据。

  

论文解读

在血液系统恶性肿瘤的治疗中,高剂量阿糖胞苷化疗常伴随严重的口腔黏膜炎和中性粒细胞减少,这为口腔和肠道共生菌群的异位定植创造了条件。近年来,厌氧菌血流感染作为化疗后重要并发症日益受到关注,其中Lachnoanaerobaculum属细菌——一种革兰氏阳性、严格厌氧、产孢的杆状菌,虽在人类口腔和肠道微生物组中占比不足5%,但2021年以来已有4例该属细菌引发菌血症的报道。然而,现有Lachnoanaerobaculum属的4个已知种(L. orale、L. saburreum、L. umeaense和"L. gingivalis")均分离自口腔或肠道样本,其临床致病机制和分类学特征仍有大量未知领域。

针对这一科学问题,Tokushima大学医院的研究团队对一例急性髓系白血病化疗后菌血症患者血培养分离的TM49T菌株展开系统研究。通过整合形态学、生理生化特征、16S rRNA基因分析及全基因组测序等多相分类学方法,研究者不仅揭示了该菌株的独特分类学地位,更首次报道了Lachnoanaerobaculum属细菌在血流感染中的致病潜力。这项发表于《Anaerobe》的研究,为临床微生物诊断和化疗相关感染防控提供了重要理论基础。

关键技术方法包括:1)基于哥伦比亚血琼脂和巧克力琼脂的厌氧培养特性分析;2)扫描电镜(SEM)观察细胞形态;3)快速ID 32A和API 20A系统进行生化鉴定;4)16S rRNA基因测序与系统发育分析;5)Illumina NovaSeq 6000平台全基因组测序及dDDH、OrthoANI计算;6)OrthoVenn3分析核心基因组。

研究结果

3.1 形态学特征
TM49T在哥伦比亚血琼脂上形成直径0.75±0.23 mm的圆形菌落,边缘波状,表面光滑呈乳白色(图1A)。扫描电镜显示其为长杆状(0.6-0.8×2.7-14.6 μm),革兰氏阳性但易脱色,具有产孢能力(图1B-E)。与已知Lachnoanaerobaculum菌种相比,其菌落扩散程度更低,且需严格厌氧环境(暴露空气7小时后存活率下降50%)。

3.2 生理生化特征
该菌株能利用d-葡萄糖等8种糖类,快速ID 32A检测显示其特有的N-乙酰-β-葡萄糖苷酶活性(表1)。主要脂肪酸为C16:0(22%)、C14:0(11%)及两种二甲基缩醛(各15%),其中微量C18:1 ω5c成为区别于近缘种的化学分类标记(表2)。

3.3 16S rRNA基因分析
与最近缘种"L. gingivalis" ChDC B114T的相似度为99.2%,但存在11个碱基差异。系统发育树证实其属于Lachnoanaerobaculum属,且与口腔分离株聚为一支。

3.4 全基因组分析
基因组大小2.82 Mb(GC含量36.4%),dDDH与OrthoANI值均低于物种界定阈值(表3)。携带四环素耐药基因tet(32)和核糖体保护蛋白基因lsa(C),但未发现毒力因子。核心基因组分析揭示1,575个保守基因簇,占其编码序列的61%(图2A)。

结论与意义
本研究首次报道了Lachnoanaerobaculum sanguinis sp. nov.这一新菌种,其模式菌株TM49T(保藏号JCM 36186T = DSM 116945T)的鉴定填补了该属细菌在血流感染领域的知识空白。研究证实:1)尽管与口腔分离株"L. gingivalis"具有93.1%的OrthoANI值,但基因组差异显著;2)特有的N-乙酰-β-葡萄糖苷酶活性和脂肪酸谱可作为快速鉴定标志物;3)携带的抗生素耐药基因提示临床治疗中需关注潜在耐药风险。

该发现不仅完善了Lachnospiraceae科的分类学框架,更重要的是为化疗后菌血症的病原学诊断提供了新视角——当传统培养鉴定为"口腔共生菌"时,需考虑其可能代表新的致病物种。未来研究应聚焦该菌的致病机制及其在肠道-血液屏障突破中的具体作用,为肿瘤患者的感染防控策略提供科学依据。

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