从共生到致病:金黄色葡萄球菌在鼻腔定植与人工关节感染过程中的转录表达谱

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Tags: research

摘要

金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus epidermidis) 是一种常见的皮肤共生菌,能够从无害的定植者转变为侵袭性病原体,常引起人工关节感染(PJI)。这一生活方式转变的分子机制尚不清楚。为此,我们对来自 PJI 患者的鼻拭子与滑液标本进行了 体外转录组分析。通过靶向关键毒力因子、黏附因子、免疫逃逸和代谢相关基因的定量实时 PCR,比较了共生位点(鼻腔)与侵袭位点(滑液)之间的基因表达谱差异。

我们的分析揭示了驱动该共生-致病转变的环境特异性转录程序。观察到三种不同的表达模式:(i)稳定表达的基因,包括免疫逃逸因子(capC、dltA 和 fmtC)和黏附素(sdrG),在两种环境中均表现出高表达,反映其在基本生存中的重要作用;(ii)生活方式特异性基因,在定植与感染状态下表达存在显著差异;(iii)异质性表达基因,提示存在菌株或患者特异性的适应路径。

值得注意的是,中枢代谢相关基因(fumC、gltA、icd)以及 Agr 群体感应系统中的组氨酸激酶 agrC 及其下游靶基因 psmβ1 在滑液中表现出显著下调,说明该环境中外源性营养物质供应充足,并支持该菌采取以持久存在为导向的策略。我们的研究首次提供了 S. epidermidis 在不同环境下的直接 体外 基因表达证据,揭示其生活方式转变的分子机制,有助于深入理解这种临床重要机会致病菌的致病过程。

1 引言

凝固酶阴性葡萄球菌(CoNS)是人体皮肤微生物群的重要组成部分。许多种类的 CoNS 在不同的采样部位被检测到,密度也有所不同(文献)。在所有人类皮肤中常见的 CoNS 中,表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)是最丰富的一种(文献)。表皮葡萄球菌在皮肤稳态中发挥着重要作用,例如提供定植抵抗力、促进组织修复,并参与宿主免疫调节(文献)。有趣的是,表皮葡萄球菌几乎可以定植于人体皮肤的所有区域(文献)。鉴于皮肤微环境条件的多样性,从干燥和需氧(如前臂)到潮湿和厌氧(如脚趾缝)(文献),其作为皮肤定植者的成功强烈表明该物种具有高度灵活的环境适应能力。

表皮葡萄球菌过去被认为是一种无害的皮肤共生菌,几乎没有侵袭性潜力(文献)。然而,在过去几十年中,这种细菌逐渐被认为是医院获得性感染中的重要病原体,为其生物学特性增添了新的维度(文献)。其导致侵袭性疾病的能力与患者本身的易感因素密切相关,尤其是体内植入医疗器械的情况尤为重要。在众多临床使用的植入物中,关节置换术后的感染被认为尤其关键(文献)。人工关节感染(PJI)在关节置换手术后的发生率约为 0.7% 到 1.9%,据估计病例数为 X–Y(文献)。表皮葡萄球菌是延迟发作型(3–12 个月)和晚期发作型(>12 个月)PJI 最常见的致病菌(文献)。目前的 PJI 治疗标准主张移除植入物,并辅以长时间、通常为联合的抗生素治疗(文献)。因此,表皮葡萄球菌引起的 PJI 与显著的发病率和死亡率相关,并造成了严重的经济负担(文献)。

与金黄色葡萄球菌不同,表皮葡萄球菌不携带真正意义上的毒力因子,如毒素、免疫逃避机制或组织破坏性外源酶(文献)。因此,一个关键问题是:尽管缺乏典型的促侵袭因子,表皮葡萄球菌是通过什么机制引发慢性、难以治疗的感染?来自体外研究、装置相关感染动物模型和群体比较分析的证据表明,表皮葡萄球菌的侵袭性至少在一定程度上与一组表型特征有关,即生物膜形成、抗生素耐受性以及在营养匮乏条件下的生长能力(文献)。事实上,已经发现并详细解析了多个积极促进表面定植的机制,例如胞外基质结合蛋白(Embp)、聚集相关蛋白(Aap)、纤维蛋白原结合蛋白(Fbe/SdrG)以及负责释放胞外 DNA 的 AtlE(文献)。一个名为 icaADBC 的操纵子编码了生产细胞间黏附多糖(PIA)的分子机制,促进了生物膜基质的形成和细胞间聚集(文献)。然而,即便在缺乏 icaADBC 的情况下,表皮葡萄球菌也能引发侵袭性疾病(文献)。确实,有多个证据表明,表皮葡萄球菌的机会致病性不能简单归因于某几个遗传因子的有无。相反,其侵袭潜力似乎与某些克隆谱系有关,最近的全基因组关联研究(GWAS)发现,存在于 ST2 和 ST5 中的可移动基因组组分与表皮葡萄球菌的致病性密切相关(文献)。有趣的是,除了 ST2、ST5 和 ST23,还有许多独立的遗传谱系也能引发感染,这一发现强烈表明在感染过程中还存在额外的功能复杂性(文献)。

最近一项针对 PJI 致病菌株的研究为表皮葡萄球菌克隆谱系中侵袭潜能更广泛分布提供了合理解释。对侵袭性菌株群体的基因组分析表明,表皮葡萄球菌能够通过基因组重排(如 SCCmec 元件的缺失)以及宿主内进化(发生在基因调控(如 agr)、代谢与增殖相关基因(如 ackA、rpoB)中)来适应不利环境(文献)。此外,通过转录水平的基因调控也会发生适应性变化,这从模拟感染条件(如血清或新开发的人工滑液(ASF))下的表皮葡萄球菌表达谱分析中可以得出结论(文献)。然而,在人类标本中通过 ex vivo 方法全面探索这种调控机制适应性在感染过程中的重要性,尚未得到充分研究。在近期一项使用 ex vivo 转录分析技术揭示皮肤特异性表达谱的研究基础上(文献),本研究旨在验证这样一个假设:表皮葡萄球菌通过特定的基因表达模式促进从共生状态向侵袭状态的转变。为此,我们开展了一项研究,分析来自经确诊 PJI 患者的鼻腔与滑液配对标本中的 ex vivo 基因表达模式。

3 结果

为了表征和比较人工关节感染(PJI)与无症状定植期间表皮葡萄球菌(S. epidermidis)的体外表达谱(ex vivo expression profiles),研究人员收集了接受感染修复手术患者的关节液(SF)和鼻拭子样本。

3.1 患者特征

本研究共纳入了 12 名 PJI 患者(其中女性 2 名;平均年龄 69 岁)。其中 1 名患者(编号3)为术后急性早期感染,其余均为慢性晚期感染。

根据 EBJIS 诊断标准(文献 PMID: 33380199),所有患者在入院时均符合确诊(n=9)或可能(n=3)的 PJI 标准。

在 12 名患者中,有 10 名患者提供了用于体外转录分析的关节液样本和相应的侵袭性 S. epidermidis 菌株。在这 10 人中,有 4 人同时提供了鼻拭子样本,用于分析 S. epidermidis 在共生生态位(commensal niche)中的体外表达谱。

另外,有 2 名患者(编号10 和 13)仅提供了鼻拭子样本,用于体外转录分析。

患者特征概览详见表1,个体化详细数据见补充表 S1。

3.2 滑液培养所得表皮葡萄球菌的表征

3.2.1 表皮葡萄球菌 PJI 菌株的基因组特征

在手术过程中从滑液中分离的表皮葡萄球菌菌株经过全基因组测序,采用 Illumina 和 Oxford Nanopore Technologies(ONT)平台进行分析(基因组数据存储于 XXX[please release genomes at NCBI or other public data base])。这些菌株被分配到 7 种不同的序列型(ST)中,其中 5 个菌株(共 10 个)属于通常与医院获得性感染相关的 ST 类型(如 ST5、ST23、ST87)。10 个菌株中有 9 个携带 mecA 基因,其中 7 个位于 SCCmec IVa(2B) 类型上。

大多数菌株属于 Agr II 型(6/10)。值得注意的是,菌株 1 无法归类为任何已知的 agr 类型。进一步分析显示,该菌株携带一种罕见的 agrD 序列,无法与 Agr I–III 类型分型系统对齐(参考文献:PMID 25070736)。基因组分析证实了所有菌株均含有 qPCR 靶基因。

3.2.2 表皮葡萄球菌 PJI 菌株的表型特征分析

通过在胰蛋白胨大豆肉汤(TSB)和人工滑液(ASF,参考文献:PMID 35967857)中培养,分析了菌株的生长动态,未发现不同菌株之间存在明显差异。菌株的生物膜形成能力存在差异,其中 4 个菌株(共 10 个)具有生物膜形成能力,其余均为生物膜阴性。培养上清液的溶血活性普遍较低,10 个菌株中有 6 个的溶血活性接近阴性对照,仅有 2 个菌株的溶血水平与阳性对照相当(见图 XC)。在抗生素耐药性方面,10 个菌株中有 6 个在表型测试中表现出对氧西林的耐药性。值得注意的是,仅有 2 个菌株对利福平表现出耐药性(见图 X)。

3.3 与 PJI 相关的鼻腔环境中共生性表皮葡萄球菌的分析

3.3.1 鼻腔菌群中表皮葡萄球菌的宏基因组群体分析

已有研究明确指出,人类鼻腔菌群中含有属于不同基因型的表皮葡萄球菌。为分析所招募患者鼻腔菌群中表皮葡萄球菌谱系的个体组成及其相对丰度,本研究在 6 名 PJI 患者中采用了宏基因组分析方法(PMID: 33243146),其中 4 例患者与 SF 外植体转录组分析组重叠(见表 X)。

在这 6 名患者中,共鉴定出 19 种不同的序列型(ST),每位患者平均检测到 9.5 个 ST(范围为 8–12 个)。在其中 5 名患者中,菌群由单一 ST 主导(占所有序列的 >30%);在 2 名患者中,某一 ST 占比超过 50%(分别为患者 8 的 ST278 和患者 10 的 ST59)(见图 X)。

在所有 6 名患者中均检测到新型 ST 或依据 Epidome 算法无法分类的序列。在其中 2 名患者中,鼻腔菌群的宏基因组分析检测到了与其侵袭性表皮葡萄球菌分离株相对应的 ST(见图 X)。

3.4 体外感染期间人体表皮葡萄球菌的转录分析

为了表征表皮葡萄球菌的体外基因表达模式,直接从患者标本中分离细菌RNA,包括10份滑液标本和6份鼻拭子样本。其中4份鼻拭子来自于成功从滑液中分离出RNA的患者(患者编号为8、12、19和20)。作为参考,RNA还从侵袭性表皮葡萄球菌的体外培养物和原始鼻拭子材料中分离。这些培养物分别在指数生长期和后指数生长期生长,以便进行转录表达的比较分析。主要结果可功能性地归类如下。

3.5 全球调控因子的表达谱 (agrC, apsS, sarA, sigB, yycG, psmß1)

全球调控系统和转录因子协调表皮葡萄球菌中的关键过程,包括粘附、生物膜形成、免疫逃避以及与毒力相关肽类如酚溶性调节肽(PSMs)的产生(文献)。在所分析的调控元件中,研究了转录因子SarA、替代性σ因子B(SigB)以及调控系统ApsXRS、YycFG和Agr群体感应系统中的agrC,在假体关节感染(PJI)期间的转录活性,并将其与共生鼻腔环境中的表达进行了比较。此外,还评估了它们在体外生长条件下的表达谱,为体外观察到的转录变化提供参考。

尽管表达模式存在较大异质性,agrC和sarA在滑液(SF)中的表达相比体外条件表现出显著下降。sarA的下调尤为明显,其在滑液中的表达水平接近指数生长期的基线水平——这一阶段sarA的转录本身就较低(图X,柱状图)。这种模式表明在感染过程中存在特定环境的调控适应,可能反映了代谢状态或免疫逃避策略的转变。

相比之下,鼻腔环境中sarA的转录水平与体外的最高表达水平相当,患者8除外,显示出在定殖期间的强烈表达(图X)。滑液中agrC的表达保持在体外条件观察到的范围内;然而,其靶基因psmβ1的转录显著降低。在个别患者水平(热图表示)上,这些观察结果可能显得矛盾,因为部分表皮葡萄球菌菌株在后指数生长期转录极低。尽管如此,即使是表面上减弱的体外转录活性,agrC的表达仍高于体外水平,这一趋势在患者A、B、C和D以及严格受agr调控的基因psmβ1中均清晰可见(补充图X)。

其他被分析的调控元件,包括sigB、apsXRS和yycFG,均表现出较强的转录活性,但患者间存在较大差异(图X)。这种异质性可能源自宿主特异的微环境,强调了表皮葡萄球菌调控网络在响应不同体内条件时的适应性灵活性。

3.6 代谢基因与编码鞘磷脂酶的基因sph (fumC, gltA, icd, lipA, sph)

由于环境的生理条件影响细菌的适应性和毒力,我们对代谢相关基因的转录情况进行了检测。对三羧酸循环(TCA)相关基因fumC、gltA和icd的转录分析显示,除患者E和H外,所有患者在感染期间这些基因的表达水平均持续偏低(图X)。脂肪酶基因lipA的表达也呈现出类似的表达模式。总体来看,鼻腔环境中的体外转录谱与滑液(SF)中的表达情况高度一致(图X)。然而,编码鞘磷脂酶(该酶负责将鞘磷脂切割为磷酸胆碱和神经酰胺,Zheng等人,20-22年)的sph基因表现出显著的例外。在鼻腔环境中,sph的转录水平通常超过体外最高表达水平,只有患者F和L除外(图X)。相反,sph在滑液中的表达大多低于检测限,只有患者C和H例外(图X)。

3.7 粘附素 (sdrG, sdrH, ebp, tagB, ebh, atlE)

与金黄色葡萄球菌相比,表皮葡萄球菌的毒力武器相对有限,这凸显了介导粘附分子在促进共生定植和感染相关持续性中的关键作用。转录分析显示,编码纤维蛋白原结合蛋白的基因sdrG和sdrH在滑液(SF)样本中显著上调,其中sdrH的表达水平明显高于体外条件或鼻腔环境(图X)。这种在滑液中的显著上调突出表明了感染特异性的纤维蛋白原粘附增强,可能有助于关节感染期间的组织定植和免疫逃避。 同时,tagB和embp/ebh的表达水平在不同患者间差异显著(图X),提示存在菌株特异性的调控机制或不同的宿主相互作用。 尽管存在这种变异,作为初期粘附和生物膜基质形成关键自溶酶的atlE,在感染期间持续表现出转录活性的增加。值得注意的是,类似于SdrH,其在鼻腔中的表达显著降低,提示其在感染组织的炎症环境中可能受到环境依赖性调控,优先支持粘附和生物膜促进功能(图X)。相反,弹性蛋白结合蛋白基因ebpS在人类感染期间转录沉默,暗示其具有利基依赖的表达模式或在滑液定植中作用有限。

3.8 免疫逃避与定植因子 (capC, dltA, fmtC, SE0760, esp, ecpA, sepA)

在感染过程中,细菌采用多种复杂策略来逃避、调节或颠覆宿主免疫防御机制。其中,由cap基因座编码的外多糖聚-γ-谷氨酸(PGA)被认为是抵抗抗菌肽(AMPs)和逃避免疫细胞吞噬清除的关键机制(文献)。转录分析显示,除患者A、E和I外,大多数患者样本中capC基因在体外均表现出强烈表达(图X),突显其在感染期间免疫抵抗中的作用。

除了PGA合成外,还有两种明确机制通过修饰细菌表面,实现表面带正电荷,从而排斥带正电荷的抗菌肽,增强对阳离子抗菌肽的抵抗力。第一种机制由dlt操纵子介导,催化磷壁酸的D-丙氨酸化,显著提高表面电荷,抑制肽类结合。第二种机制涉及MprF介导的修饰,通过将赖氨酸-磷脂酰甘油整合入细胞质膜,进一步增强阳离子抵抗力(文献)。转录分析证实dltA和fmtC(mprF)在假体关节感染期间显著上调(图X),表明它们在感染关节组织的恶劣环境中发挥积极的免疫逃避作用。值得注意的是,这些抗性基因在鼻腔环境中也有活跃表达,表明它们不仅参与感染过程,也涉及定植的持续性。

此外,假定的几丁质酶B(SE0760)——此前报道在皮肤定植期间强烈上调,但在鼻腔环境中基本缺失(文献,Teichmann等)——在大多数患者的感染过程中也表现出转录激活,除患者C、D和H外(图X)。这种环境依赖的激活表明其表达可能是对宿主组织特异性的适应性调整。

相比之下,三类主要催化蛋白酶——金属蛋白酶sepA、丝氨酸蛋白酶esp和半胱氨酸蛋白酶ecpA——的转录分析显示,患者样本之间表达无显著差异(图X)。这一一致的表达模式提示,蛋白水解活性处于基础水平,可能不受宿主微环境或感染状态的影响。

4 讨论

表皮葡萄球菌 (Staphylococcus epidermidis) 是一种分布广泛的秽生性冗余菌,它既是皮肤微生态组成的重要成员,也可能转化为自体内的侵袭性糟病原因。这种“集群体生和侵袭性生活”的集合体让它需要具备很强的环境适应能力。而这种适应能力应该是通过进化的输录模式。本研究首次揭示 S. epidermidis 在故事不同生态下具有环境特密性的输录模式,也引入了三种区别的表达系统:

  • 在不同环境下均表达的基因

  • 根据生态状态特定表达的基因

  • 表达不一致或异调的基因

第一类基因在哪些环境中都显示出高表达,包括免疫逃避和表面类基因 capC、dltA、fmtC 和 sdrG,这些基因可以帮助站立性和逃避主体免疫。

第二类基因包括三醒酸周路基因 fumC,gltA,icd,脂肪酶基因 lipA 和紧张细胞蛋白结合蛋白 ebpS,在两种环境中表达重度低下,揭示经济学上在汤粉液和鼻层有与营养有关的有利环境。

在 Agr 体系中,agrC 和 psm基因在 PJI 和鼻层都显示下调,表示 S. epidermidis 贯选选择持续性存活而非内毒化路径。

PJI 环境中,因为需要附着,附着相关基因显著上调,其中有 sdrH 和 atlE,后者还又参与 biofilm 形成和 eDNA 释放,这对于逃避吞噬非常重要。

而 sph 和 sarA 在鼻环境中表现高表达,显示功能应该在鼻层有具体意义,而在 PJI 中似乎不重要。

第三类基因包括组织调节器、附着因子、能分解酶等,表现显著不一致性,表明表达可能根据不同病原和主体环境自适应。

在很多 PJI 中,公证了特定 ST 系列。本研究中半数由 ST5 和 ST87 形成,其侵袭能力与以下元素相关:哺敛性的留体性某些软化基因和跨基因元件,可能直接或间接解释它们的病原性。

但是,本研究也发现非 ST2/ST5/ST87 的自体内分离附着性力也很强,表明这些冗余菌的病原性在系统上是充分分散的。很多附着性能力,如 biofilm 形成,只在构造环境下有效。ASF 的使用是解析它们侵袭性的重要手段。

本研究的限制:

  • 样本数量有限,可能有 ST 偏向;

  • 只选取了系统医治病例重,形成高菌粒液的患者,形成了较高表达量;

  • 因 RNA 量限,未能进行 RNA-seq;

  • SF 中的组织可能不是患者终结性的重要菌群。

统计条件下,我们认为本研究提供了重要规律。S. epidermidis 通过选择更适合患者环境的输录分组来实现侵袭。


2 材料与方法

道德声明

临床标本采集自汉堡 XXXX 医院的住院患者。本研究获得了汉堡伦理委员会批准。根据《赫尔辛基宣言》指导原则,所有参与者均签署了书面知情同意书。

研究对象、样本采集与微生物学分析

纳入标准包括:年龄 > 18 岁、首次假体关节感染(PJI)、入院前 6 周内未接受抗生素治疗,且为单菌感染。所有患者在手术当天采集鼻拭子(Eswab, Copan, 意大利)。取 100 µl 涂布于哥伦比亚血琼脂平板(Oxoid, 英国 Basingstoke),于 37°C 培养 48 小时。菌落转接至新的哥伦比亚血琼脂平板,并通过全细胞质谱仪(Biotyper,Bruker,德国不来梅)进行物种鉴定。 滑膜液(SF)在手术期间采集后立即与 RNAprotect Bacteria Reagent(Qiagen,德国 Hilden)混合,并置于干冰中保存。用于微生物学分析的 SF 样本未处理,取 100 µl 涂布于哥伦比亚血琼脂平板,37°C 培养 48 小时。通过质谱仪(Microflex,Bruker Daltonics,德国不来梅)鉴定菌株。鉴定为 S. epidermidis 的菌株储存于 -80°C 以供后续分析。

表皮葡萄球菌群体分析(宏基因组)

TODO: write methods here!

表型分析

采用文献方法(PMID: 33544760, 35967857)检测在 TSB 和 ASF 培养基中的生长、生物膜形成和溶血活性。表型耐药性依据 EUCAST 协议使用琼脂扩散法进行检测。

脉冲场凝胶电泳、全基因组测序与生物信息分析

采用先前发表的方法(PMID: 33544760)对鼻拭子和 SF 分离的 S. epidermidis 进行 PFGE 和全基因组测序。TODO: can you please add bioinformatics and accession numbers?

RNA 提取、逆转录及实时定量 PCR

用于 ex vivo 转录分析的细菌经 4700 rpm、4°C 离心 10 分钟与 RNAprotect 分离,沉淀直接加入 1 ml TRIzol™ LS(Thermo Fisher Scientific)及 0.5 ml 直径 0.1 mm 的锆珠(Carl Roth)进行裂解。鼻拭子的 RNA 提取参考文献(Teichmann)。 用于 in vitro 分析的同源 S. epidermidis 株于 TSB 培养基中过夜培养,稀释至 OD600 = 0.05,并在 37°C、220 rpm 振荡培养至指数(OD600=0.5)和后指数(OD600=0.5+4h)期。细菌离心收集并加入含锆珠的 TRIzol™ 裂解液。 裂解、RNA 提取及 DNase 处理参考已发表文献(Teichmann 和 Burian 等)。体外样本取 1 µl、ex vivo 样本取 3 µl RNA,使用 SuperScript IV(Thermo Fisher Scientific)和 200 ng 随机引物进行逆转录。产物按说明书操作,所得 cDNA 以 1:3 稀释,存于 -20°C(Eppendorf LoBind 管)中以长期保存。 使用 QuantStudio 1 Real-Time PCR 系统进行转录定量分析。PCR 反应混合物和程序参考文献(Li 等)。所用引物列于补充表 X。反应特异性在 3% 琼脂糖凝胶中验证。 利用 ATCC 1457 和 1585 株的 cDNA 进行 6 倍梯度稀释,建立标准曲线,以计算相对表达量。sceD 和 SE0760 的绝对定量通过 T7 启动子驱动的 RNA 合成标准完成。相关步骤参考文献 [23]:使用带 T7 序列的引物扩增目标片段,经 T7-MEGAshortscript(Thermo)转录,并用 MEGAclear Kit(Thermo)纯化所得 RNA。

数据可视化与统计分析

对 24 个目标基因采用两种分析方式进行差异表达分析。热图展示每位患者的 ex vivo 表达量与其 in vitro 最大表达量之比(gyrB 校正)。柱状图呈现全部患者在 SF 与鼻拭子中转录量的总体分布,用以比较 ex vivo 与 in vitro 之间以及生态位之间(共生与感染)的表达差异。 统计分析使用 GraphPad Prism(v9.0.2),采用 Kruskal-Wallis 检验。p < 0.05 被认为具有统计学意义。


表 1:纳入体外分析患者的基本特征汇总

变量:

患者分组

  • 全体(N=12)
  • 关节液组 SF(N=10)¹
  • 鼻拭子组 Nose(N=2)²

性别(女性),N(%) - 全体:2(16.7%) - SF:2(20%) - Nose:0

年龄(岁),均值(标准差) - 全体:69.2(10.97) - SF:70.3(11.8) - Nose:63.5(2.1)


感染关节,N(%) - 髋关节: - 全体:3(25%) - SF:4(40%) - Nose:0 - 膝关节: - 全体:9(75%) - SF:6(60%) - Nose:2(100%)


是否存在窦道,N(%) - 全体:1(8.3%) - SF:1(10%) - Nose:0


术中组织病理学提示感染阳性,N(%) - 全体:6(50%) - SF:5(50%) - Nose:1(50%)


EBJIS 诊断标准,N(%) - 感染: - 全体:9(75%) - SF:7(70%) - Nose:2(100%) - 可能感染: - 全体:3(25%) - SF:3(30%) - Nose:0


外科手术类型 - DAIR: - 所有组别:0 - 单期置换: - 全体:11(91.7%) - SF:9(90%) - Nose:2 - 双期置换: - 全体:1(8.3%) - SF:1(10%) - Nose:0


围手术期炎症指标:

CRP(mg/L),均值(标准差) - 全体:16.28(9.1) - SF:17.4(9.04) - Nose:10.9(10.11)

α-防御素阳性,N(%) - 全体:10(83.3%)(缺失2个值) - SF:8(80%)(缺失2个值) - Nose:2(100%)


LE 测试结果(N) - 缺失值: - 全体:4 - SF:3 - Nose:1 - 阴性: - 全体:1 - SF:1 - Nose:0 - +: - 全体:0 - SF:0 - Nose:0 - ++: - 全体:2 - SF:2 - Nose:0 - +++: - 全体:5 - SF:4 - Nose:1


白细胞计数(cells/μL) - ≤1500:全部为0 - 1500 < 白细胞数 < 3000:全部为0 - >3000: - 全体:8(缺失4个值) - SF:6(缺失4个值) - Nose:2


PMN(中性粒细胞百分比) - ≤65%:全部为0 - 65% < PMN < 80%:全部为0 - ≥80%: - 全体:8(缺失4个值) - SF:6(缺失4个值) - Nose:2


¹ 来自10位SF患者中的4位(编号8、12、19、20)提供了鼻拭子样本用于体外转录分析。 ² 对于这2位鼻拭子患者(编号10、13),无SF样本可用于体外转录分析。


图 1:来自 PJI 的表皮葡萄球菌的表型特征分析

(A) 表皮葡萄球菌在胰蛋白胨大豆肉汤(TSB)和人工滑液(ASF)中的生长情况。在 24 小时内每小时测定一次 600 nm 的吸光度。柱状图表示每个菌株在不同条件下的曲线下面积(AUC)均值,基于两个生物重复样本。

(B) 利用 96 孔微孔板法对生物膜形成进行定量。菌株在 TSB 中过夜培养,洗涤后使用龙胆紫染色,测量 570 nm 吸光度。柱状图表示两个生物重复样本的平均吸光值。

(C) XX(图注未提供)

(D) 通过 Kirby-Bauer 琼脂扩散法测定表皮葡萄球菌的抗生素敏感性谱。根据 EUCAST 的判定标准(图例中标注了判定敏感或耐药的抑菌圈直径范围)对菌株进行分类:敏感(绿色)或耐药(红色)。


图 X:PJI 患者鼻腔菌群中 S. epidermidis 序列型分布

图 X 展示了患有人工关节感染(PJI)患者的鼻腔菌群中,Staphylococcus epidermidis(表皮葡萄球菌)序列型(Sequence Types, ST)的分布情况。

  • 红色箭头表示在患者鼻腔样本中检测到与其滑液中分离的侵袭性 S. epidermidis 相同的 ST。
  • NA:不适用(未进行全基因组测序)
  • ND:无法分配至任何已知 ST

```plaintext 图例: - 每个柱状条代表一个患者鼻腔菌群中的 S. epidermidis 群体组成 - 不同颜色代表不同的 ST - 相应比例用百分比表示


图例说明(用于热图和柱状图)

对12位患有假体关节感染(PJI)患者(A–L)的滑液和鼻拭子中表皮葡萄球菌基因进行直接转录分析。以热图形式呈现的结果表示体内转录水平与体外最大表达量的比值。所有数据以以2为底的对数进行转换,并以构成型表达基因 gyrB 为参照进行表达变化的标准化。

白色格子中带有 “x” 表示该菌株缺失对应基因或无可用样本。蓝色格子中带有星号 * 表示该基因在体外样本中的转录水平低于检测阈值。

柱状图显示了所有PJI患者在滑液和鼻拭子样本(红色柱)以及在体外培养条件下(蓝色柱)的总体转录水平。每个点代表一位患者。统计学显著性用如下符号表示:

  • p ≤ 0.05
  • p ≤ 0.01
  • p ≤ 0.001
  • *p* ≤ 0.0001

  • please release genomes at NCBI or other public data base

  • can you please add bioinformatics and accession numbers?

Die genome warden gerade noch sequenziert

Wir benennen Ebh in S epidermidis Embp, vlt so darstellen?

Lässt sich hier ein Bezug zu ASF herstellen?

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