新发现!埃及糖尿病足溃疡中分离出新型普罗威登斯菌,重新定义分类并揭示其耐药性威胁

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:BMC Microbiology 4

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  为解决普罗威登斯菌属(Providencia spp.)分类混乱及耐药性难题,研究人员对埃及糖尿病足溃疡(DFU)分离菌株开展研究。结果发现新物种普罗威登斯假蠕虫菌(Providencia pseudovermicola sp. nov.),明确其耐药基因情况。这对精准诊疗和防控感染意义重大。

  在糖尿病的众多并发症中,糖尿病足溃疡(DFU)格外棘手。它常常源于患者的外周神经损伤和动脉疾病,一旦出现,超过半数会伴随感染,给患者带来极大痛苦,严重影响生活质量,甚至危及生命。普罗威登斯菌属(Providencia spp.)作为 DFU 感染的常见病原菌,由于其对多种抗生素具有固有耐药性,如对粘菌素(colistin)和替加环素(tigecycline)耐药,使得感染治疗困难重重。同时,该菌属的分类也较为混乱,部分物种的分类地位存在争议,这无疑为临床诊断和治疗增加了难度。在此背景下,为了更好地应对普罗威登斯菌属感染问题,来自埃及的研究人员开展了深入研究。
研究人员从埃及糖尿病患者感染的糖尿病足溃疡中分离出两株多药耐药(MDR)的普罗威登斯菌属菌株 DFU6 和 DFU52T 。通过一系列研究,他们发现这两株菌株代表了普罗威登斯菌属中的一个新物种,将其命名为普罗威登斯假蠕虫菌(Providencia pseudovermicola sp. nov.),并推荐 DFU52T(= CCASU - 2024 - 72)作为该新物种的模式菌株。此外,研究还揭示了该新物种携带多种耐药基因,这些基因大多与移动遗传元件(MGEs)相关,进一步增加了其耐药性和传播风险,对公共卫生构成了严重威胁。该研究成果发表在《BMC Microbiology》上,为普罗威登斯菌属的分类和临床感染防控提供了重要依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先是全基因组测序(WGS)技术,对分离菌株的基因组进行测序、组装和注释,获取基因信息;利用 16S rRNA 基因测序及分析技术,初步确定菌株的分类地位;通过基因组系统发育分析,基于 TYGS 数据库构建系统发育树,明确菌株在属内的分类位置;运用多位点序列分型(MLST)技术,确定菌株的序列类型;借助相关生物信息学工具对耐药基因、毒力基因和移动遗传元件进行分析。

研究结果如下:

  • 初步鉴定和药敏特征:利用 VITEK? 2 和 MALDI - TOF - MS 鉴定系统,DFU6 和 DFU52T最初被鉴定为斯氏普罗威登斯菌(P. stuartii),且二者均为多药耐药菌株,对多种抗菌药物呈现耐药性。
  • 基因组组装和注释指标:DFU6 和 DFU52T的基因组大小分别为 4,416,300 bp 和 4,423,558 bp,G + C 含量分别为 40.78% 和 41.16%,基因组完整性高,注释出大量基因。
  • 16S rRNA 基因鉴定:DFU6 的 16S rRNA 基因部分序列与 DFU52T的 100% 相同,但基于 16S rRNA 基因的鉴定结果与全基因组数据存在差异,表明需要进一步分析。
  • 基于基因组的系统发育和分类:系统发育树显示,DFU6 和 DFU52T形成独特分支,与其他已知普罗威登斯菌属物种的模式菌株不同,且其整体基因组相关性指数(OGRIs)低于物种划分阈值,确认它们属于新物种。
  • P. vermicola 的分类重新评估:研究发现,此前被鉴定为 P. vermicola 的多数菌株存在误判,至少 56 株与该物种模式菌株无关,仅有少数菌株正确归类。
  • DFU6 和 DFU52T的多位点序列类型:DFU6 和 DFU52T分别携带新型等位基因,形成独特的等位基因谱,被指定为新的序列类型 ST29 和 ST41。
  • 耐药基因和相关移动遗传元件:两株菌株含有多种耐药基因,部分位于染色体,部分与移动遗传元件相关,如 DFU52T的 IncA/C2 质粒携带多个耐药基因,两株菌还共同携带 qnrD1 基因。
  • 毒力基因和相关移动遗传元件:DFU6 和 DFU52T携带多种毒力基因,涉及分泌系统、细菌运动、黏附等多个方面,还含有一个与 ICEPm1 高度相似的致病岛(PAI)。
  • 噬菌体区域:DFU6 基因组鉴定出两个完整噬菌体区域,DFU52T含有三个可疑噬菌体区域。
  • P. pseudovermicola sp. nov. 模式菌株 DFU52T的表型特征:DFU52T为革兰氏阴性、不产芽孢杆菌,能在多种条件下生长,生化特征与其他普罗威登斯菌属物种存在差异。

研究结论和讨论部分指出,该研究成功鉴定出普罗威登斯假蠕虫菌这一新物种,纠正了以往对 P. vermicola 的错误分类。新物种携带的耐药基因,尤其是与移动遗传元件相关的碳青霉烯类和氨基糖苷类耐药基因,加上其对粘菌素和替加环素的固有耐药性,使其成为重大公共卫生威胁。这一研究结果强调了在临床环境中加强普罗威登斯菌属鉴定和监测的必要性,同时也凸显了应用基因组工具细化物种分类、追踪耐药基因传播的重要性。未来研究应聚焦于揭示普罗威登斯假蠕虫菌的致病机制、流行病学分布及其对人类感染的临床影响,为临床防控提供更有力的支持。

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