Impact of Pseudomonas aeruginosa biofilm formation by different sequence types on treating lower limb vascular infections
不同序列类型铜绿假单胞菌生物膜形成对下肢血管感染治疗的影响
来源：Current Research in Microbial Sciences 2025, Volume 8, 100379
《微生物科学最新研究》，2025年，第8卷，文章编号100379
摘要
本研究从同一例长期双下肢慢性血管感染患者伤口中分离出3种不同序列类型（ST）的铜绿假单胞菌，系统评估其耐药性、生物膜形成能力、生长动力学、毒力及遗传背景。结果显示3株菌存在显著遗传多样性，ST2584（WYDPA-23-3）为多重耐药株且生长速率最快；ST270（WYDPA-23-2）尽管pelA基因表达下调，但生物膜形成量最高且对大蜡螟幼虫毒力最强。研究证实同一宿主内共存的不同基因型铜绿假单胞菌在耐药、生物膜和毒力表型上存在显著差异，为下肢血管感染的精准诊疗提供依据。
关键词
铜绿假单胞菌；序列类型；生物膜；多重耐药；毒力基因；下肢血管感染；大蜡螟；系统发育
研究目的
明确同一慢性感染患者体内不同序列类型铜绿假单胞菌的生物膜形成、耐药性与毒力差异，揭示菌株异质性对下肢血管感染治疗效果的影响。
研究思路
从同一患者分离3株铜绿假单胞菌；通过MLST分型确定序列类型；检测药敏、生物膜形成能力及相关基因表达；利用Bioscreen测定生长曲线；大蜡螟模型评估毒力；全基因组测序分析耐药基因、毒力基因与进化关系。
研究亮点
1 首次报道同一慢性下肢血管感染患者体内共存3种不同ST型铜绿假单胞菌。
2 发现ST270型菌株pelA低表达却形成最强生物膜，挑战传统认知。
3 证实生物膜强弱与多重耐药性、毒力、治疗难度密切相关。
4 系统揭示宿主内菌株异质性是慢性感染迁延不愈的重要原因。
可延伸的方向
1 探究pelA低表达但高生物膜表型的分子调控机制。
2 扩大临床样本，验证不同ST型菌株的表型规律。
3 开发针对高生物膜铜绿假单胞菌的快速检测方法。
4 研究靶向生物膜的新型抗菌策略用于下肢血管感染。
5 分析同一宿主内菌株水平基因转移与适应性进化。
测量的数据及研究意义
1 药敏实验MIC数据（表4），明确3株菌分别为敏感、中介、多重耐药表型。
2 生物膜结晶紫定量OD595数据（图1），证实ST270菌株生物膜形成能力最强。
3 生物膜相关基因qPCR数据（图2），显示菌株间algD、pelA、pslA、lasR/I表达差异显著。
4 生长曲线OD600动态数据（图4），证明ST2584菌株生长速率最快。
5 大蜡螟存活与LT80、LD80数据（图5、表5），表明ST270毒力最高，ST2584毒力相对较低。
6 毒力基因与耐药基因谱数据（图3），揭示菌株间毒力与耐药基因型差异。
7 系统发育树数据（图6），证明3株菌遗传背景不同，ST2584具有全球传播性。
结论
1 同一慢性下肢血管感染患者可共存多种不同ST型、不同表型的铜绿假单胞菌。
2 ST2584为多重耐药株，生长快，但毒力与生物膜并非最强。
3 ST270菌株生物膜形成能力最强，毒力最高，是导致感染难治的关键菌株。
4 生物膜形成能力与下肢血管感染治疗难度呈正相关。
5 铜绿假单胞菌在宿主内的遗传与表型异质性是慢性感染反复、治疗失败的重要原因。
使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义
使用Bioscreen C全自动生长分析仪在37℃条件下连续24小时、每30分钟自动监测OD600，获得标准化、高精度的生长动力学曲线；精准区分3株临床菌株与参考株的生长速率、延滞期和稳定期差异，明确ST2584多重耐药株具有最快增殖能力，为解释其在宿主内的定植优势与耐药传播提供客观、定量、可重复的核心表型证据。