血流感染的鲍曼不动杆菌生物膜形成特点分析及相关机制研究

发布时间：2020-09-01 19:53

　　研究背景和目的:鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)是我国临床上重要的非发酵条件致病菌,能在自然环境及医院环境中广泛存在并长期存活,往往通过动静脉置管、气管插管等侵入性操作引起患者感染,尤其是免疫力缺陷、低下或危重症的患者,并以血流感染患者的死亡率最高。鲍曼不动杆菌亦是院内常见的引起生物膜相关感染的主要病原菌之一,生物膜是鲍曼不动杆菌的一种重要毒力因子,而鲍曼不动杆菌生物膜的形成与耐药性的关系仍有争议,生物膜的形成对患者疾病进展及预后的影响和生物膜形成的相关机制也值得我们进一步研究探讨。本课题为探讨血流感染的鲍曼不动杆菌生物膜形成特点及相关机制而进行研究。方法:1.收集了2015-2017年间南昌大学第一附属医院血流感染的鲍曼不动杆菌83株,运用结晶紫染色法评价其生物膜形成能力,从中分别选取一株生物膜形成阴性和一株生物膜形成强阳性作为代表菌株,使用扫描电镜验证其生物膜的形成并观察生物膜的结构,并且比较和分析生物膜形成能力不同的鲍曼不动杆菌的生长曲线及生物膜形成生长曲线。2.收集血流感染的鲍曼不动杆菌83例患者的临床资料,比较分析生物膜形成能力不同菌株的耐药能力、科室分布、疾病表现、病情进展及预后等,来探讨鲍曼不动杆菌生物膜形成能力与患者临床特点的相关性。3.研究分析83株血流感染的鲍曼不动杆菌生物膜形成相关基因的携带情况,选取已有报道的10个生物膜形成相关基因,验证并分析其与鲍曼不动杆菌生物膜形成能力的关系。再通过PFGE和MLST分子分型的方法对鲍曼不动杆菌进行系统性分型,从中选取PFGE分型和MLST分型相同但生物膜形成能力差异明显的两株鲍曼不动杆菌进行全基因组的测序,从基因层面上研究探讨血流感染的鲍曼不动杆菌生物膜形成相关机制。结果:1.83株血流感染的鲍曼不动杆菌中有62株菌(74.7%)能形成生物膜,其中17株菌(27.4%)表现为强阳性,弱阳性有45株。通过扫描电镜可观察到生物膜形成强阳性的菌群周围充满大量絮状粘液样物质并形成云雾状的生物膜结构,而生物膜形成阴性的标本几乎只能看到裸露的菌体成簇聚集。生物膜形成能力不同的菌株其细菌的生长速率无明显差异,但菌株培养24h所测得的生物膜形成量的差异明显,且最能反映其生物膜形成的能力强弱。2.83株血流感染的鲍曼不动杆菌中,49株(59.0%)为泛耐药菌(其中13株为全耐药菌,占比15.7%),16株(19.3%)为多耐药菌,泛耐药菌和多重耐药菌占全部菌株的绝大多数(78.3%),剩余18株(21.7%)为敏感菌。敏感菌株的生物膜形成率为94.4%,高于耐药菌株的生物膜形成率的69.2%,差异有统计学意义(P0.05)。而耐药菌中的多耐菌株与泛耐菌株对比,生物膜形成能力无明显差异,差异无统计学意义。我们收集的这83株菌主要分布在ICU(49株)和烧伤科(11株),研究其对8类共19种临床上常用的抗生素的耐药性,所有菌株的耐药率几乎均在70%以上,生物膜形成阴性菌株对头孢他啶、头孢曲松、头孢吡肟、头孢噻肟、头孢呋辛和美罗培南这6种抗生素的耐药率高于生物膜形成阳性的菌株,差异有统计学意义(P0.05);对于另外13种抗生素,菌株生物膜形成能力对其耐药性无明显影响,差异无统计学意义(P0.05)。将83株鲍曼不动杆菌分为预后好和预后差两组,发现中心静脉置管、入住ICU、血小板、并发症(恶性肿瘤、呼吸衰竭、肾功能衰竭)对患者预后有影响,差异有统计学意义(P0.05)。将这6种因素纳入二元logistic回归分析发现对患者的预后均无明显影响,差异无统计学意义(P0.05)。将83株鲍曼不动杆菌分为生物膜阴性和生物膜阳性两组,纳入多种临床资料进行对比分析,最终结果发现生物膜形成能力与住院天数呈正相关,差异有统计学意义(P0.05)。3.生物膜形成阳性的血流感染的鲍曼不动杆菌的bap、csuC、csuD、csuE、ompA基因携带率均高于生物膜形成阴性菌,差异均有统计学意义(P0.05),生物膜形成弱阳性与强阳性的鲍曼不动杆菌的生物膜形成相关基因携带率无统计学差异(P0.05)。通过过PFGE和MLST分子分型的方法对鲍曼不动杆菌进行系统性分型,从中选取PFGE分型和MLST分型相同但生物膜形成能力差异明显的两株鲍曼不动杆菌:样本516(生物膜阴性)和632(生物膜强阳性),经三代测序结果显示两者存在碱基差异,分析两者非同义突变差异基因以及各自功能,可能由于LysR家族转录调节器、组蛋白乙酰转移酶、DNA结合蛋白和转录调节因子的功能差异导致两者生物膜形成能力的明显差异,并存在其他基因功能未知或COG分类不明的非同义突变差异基因。结论:1.本研究收集的血流感染的鲍曼不动杆菌大多数均具有较强的生物膜形成能力;鲍曼不动杆菌菌株自身的生长不影响生物膜形成能力。2.本研究显示血流感染的鲍曼不动杆菌耐药现象非常严重,且细菌耐药性与生物膜形成能力呈负相关。分析影响患者预后的影响因素时,未发现与预后相关的具有统计学意义的独立危险因素,且鲍曼不动杆菌的生物膜形成能力只对患者的住院天数有影响。3.鲍曼不动杆菌不同菌株存在的基因差异可能导致功能差异,造成鲍曼不动杆菌生物膜形成能力差异,生物膜形成是一个动态过程,任何参与鲍曼不动杆菌生物膜形成过程的因素均可影响其生物膜的形成,其机制有待进一步完善。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R515;R446.5
【部分图文】：

菌株,生物膜,生物膜形态

生物膜形成强阳性菌株及生物膜形态（×10000）

生物膜形态,生物膜,菌株

生物膜形成强阳性菌株及生物膜形态（×100000）

生长曲线,生物膜,阴性,菌株

图 1-3 生物膜形成阴性菌株形态（×10000）.3 血流感染的鲍曼不动杆菌生长曲线分析.3.1 菌株的生长曲线分析选取生物膜形成能力强（图中红色）和弱（图中绿色）的菌株各 10 株生长曲线见图 1-4。全部菌株 4h 后进入对数期，细菌急剧繁殖扩增，18平台期，由图可见，无论生物膜形成能力强和弱的菌株，其菌株生长显差异，从而说明了菌株自身的生长不是其生物膜形成能力强弱的影因此，本文第三章将继续研究影响鲍曼不动杆菌生物膜形成能力的相

【参考文献】