微精选

编译：陈盼

多种微生物感染通常与患者预后不良有关。白色念珠菌和金黄色葡萄球菌是导致严重发病率和死亡率的最普遍的院内病原体之一，这对组合经常出现在腹腔内感染、慢性伤口感染、囊性纤维化、尿路感染和医疗设备相关感染中，可以产生难以治疗的全身性感染。

白色念珠菌核糖分解代谢和细胞外pH值的碱化导致葡萄球菌 agr 系统的持续激活，进而导致效应分子α-毒素的产生，这会导致细胞膜损伤、紧密连接破坏、血小板聚集激活和止血系统失调，最终导致器官衰竭。

    多微生物生物膜可以增强金黄色葡萄球菌对万古霉素的耐受性和白色念珠菌对咪康唑的耐受性。此外，添加金黄色葡萄球菌的条件培养基会显着增加白色念珠菌生物膜的生长。

    该研究旨在调查白色念珠菌和金黄色葡萄球菌长期共培养中非物理但密切相互作用导致的菌落变化，并发现金黄色葡萄球菌毒力增强是原始菌落的表型逐渐多样化的结果。

图1.金黄色葡萄球菌与白色念珠菌的邻近实验

    该研究在 9 天内跨越六个不同距离的邻近测定观察了金黄色葡萄球菌（Sa）和白色念珠菌（Ca）之间的非物理相互作用。在Ca-Sa组，金黄色葡萄球菌菌落大小保持不变，在第5天到第7天之间在金黄色葡萄球菌原始菌落内有少量额外生长点。生长点的数量和大小随时间增加，导致其融合并完全覆盖原始菌落。在第7到第9天之间，新的S. aureus菌落的扩展继续，并超出了原始菌落的边缘。新表型与距离相关，生成新变种的过程在最靠近的位置较快（图1）。

图2.金黄色葡萄球菌与其他微生物的邻近实验

    与其他细菌的邻近实验中，这种现象仅在与假丝酵母菌的相互作用中则存在，这表明菌落生成效应可能是金黄色葡萄球菌与酵母属之间的特定相互作用（图2）。

图3.金黄色葡萄球菌与白色念珠菌

邻近实验pH变化

    考虑到白色念珠菌使培养基碱化的能力以及pH对金黄色葡萄球菌毒力的影响，该研究评估了由白色念珠菌诱导的金黄色葡萄球菌菌落变异体的出现是否与pH变化相关。 通过在YPD琼脂介质中添加pH指示剂溴酚紫（BP）进行了接近性实验（图3）。金黄色葡萄球菌的生长伴随着pH降低，白色念珠菌的生长导致pH逐渐升高。当这两种微生物一起生长时，这些个体行为得以保持。在第5天后，白色念珠菌靠近金黄色葡萄球菌会抵消细菌酸化。这种碱化导致在第9天物种之间较近位置的pH呈中性。最有意义的发现是白色念珠菌的pH调节与金黄色葡萄球菌菌落变异体的出现之间完美重叠。这种现象在白色念珠菌与表皮葡萄球菌、大肠杆菌的相互作用中也存在。

图4金黄色葡萄球菌菌落变异的pH和葡萄糖依赖性

    考虑到葡萄糖影响葡萄球菌的agr系统，该研究决定测试葡萄糖在金黄色葡萄球菌菌落变体发展中的作用。在低葡萄糖（YPLD）的YPD培养基中，与YPD菌落相比，白色念球菌的生长减少，在Ca – Ca组和Ca – Sa组中表现为较小的菌落尺寸。相反，生长在YPLD中的金黄色葡萄球菌菌落随时间扩展，最终菌落尺寸明显高于在YPD中的生长（无论白色念球菌是否存在）。

图5.金黄色葡萄球菌变异菌落毒力增强

    该研究进行了为期10天的邻近实验。菌落1到4对应于P1-P3位置的表型，其中菌落4代表了初次接触基本 pH后的表型，菌落 1 代表在持续暴露后获得的表型；菌落 5 和 6 对应于P4-P6 位置的生长边界和中心，那里没有出现显著的 pH 变化。对照菌落7和8取自于Sa – Sa 板第10天和第1天。

    不同菌落在大蜡螟存活率上表现出显著差异。感染了5、6和7号菌落的大蜡螟没有出死亡，1、2、3、4和8号菌落的幼虫的中位存活时间分别为15小时、19小时、21小时、40小时和40小时。1号和2号菌落的毒力相比对照菌落8增强。进一步评估与菌落8相比菌落1-5重要毒力基因的表达，发现菌落1作为最具毒力的菌落，RNA III和agrA的表达增强，但sarA的表达降低。这种agrA的诱导和sarA表达的降低在菌落2中更加明显，尽管在这种情况下RNA III没有观察到变化。菌落3-5所有基因的表达均降低；然而，菌落5中agrA基因的抑制程度高于菌落3和4。因此，与菌落6和对照菌落7及8相比，源于外部pH变化的菌落1-4的毒力增强与agr系统基因表达变化相关。重新接种菌落，其生长和形态没有差异，这表明菌落变异的表型是可逆的。