护理院竟成超级细菌温床！研究表明：Candida auris和ESKAPE在护理院广泛传播，成为抗菌素耐药基因的储存库！

在《Nature》期刊发表的这篇文章中，美国的科研团队研究了在护理院（针对长期卧床、患有慢性病或生活无法自理的老年人的养老院，大部分护理院也有部分居民为疾病晚期姑息治疗与生活不能自理的年轻患者）居民皮肤上发现的克隆性多重耐药真菌病原体Candida auris和ESKAPE病原体。抗菌素耐药性在护理院和其他医疗环境中是一个严重的公共卫生威胁，增加了发病率、死亡率和经济负担。护理院由于其特殊的环境和人群，成为了抗菌素耐药性扩散的储存库和传播者。

01研究背景

抗菌素耐药性是全球健康领域中一个持续加剧的威胁，其复杂性不仅在于其对人类健康的显著威胁，还在于其广泛的社会和经济影响。抗菌素耐药性非常复杂，因为其依赖于多种因素，包括滥用抗生素、医疗设施的卫生条件以及病原体在不同环境中的传播能力。在高收入国家，如美国，护理院已成为抗菌素耐药性的主要温床。这些设施通常因为其人群的高风险性和管理条件，而成为耐药性细菌和真菌发展的跳板。老年护理院的居民往往有多种并发症，并且免疫系统较为脆弱，使他们更容易受到抗药性病原体的影响。这些设施由于人员的频繁交流和一些患者的特殊护理需求，使病原体容易在医疗环境中传播。因此，对护理院内微生物病原体的基因组流行病学的深入研究，不仅可以揭示抗菌素耐药性的传播途径，还能为制定更有效的控制策略提供基础数据。

Candida auris是一种新兴的多重耐药真菌病原体，近年来引起了全球的广泛关注。它的出现增加了对抗菌素耐药性问题的研究需求，并且世界卫生组织已将其列为关键的、高优先级的病原体。研究表明，Candida auris具有顽强的生存能力和对多种抗菌药物的耐药性，这使得其在医疗设施内的传播成为一个重大的公共健康挑战。Candida auris的流行不仅限于其造成的直接感染，而且其可以与其他病原体，如高优先级的ESKAPE病原体（包括抗药性链球菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌等）共同作用，从而加剧抗菌素耐药性的危机。在这种背景下，科学家越来越关注这些病原体是如何在护理院的封闭环境中定殖和传播的。此外，通过先进的基因组测序技术，如应变分辨宏基因组学，可以追踪Candida auris和ESKAPE病原体的传播路径，并揭示其在护理院居民中的定殖模式，为当前和未来的公共卫生应对措施提供数据支持。

02研究发现

研究发现，护理院的居民由于多重耐药细菌和真菌的存在，面临着更高的病原体定植和感染风险。通过结合菌株分辨的宏基因组学和分离株测序，研究人员发现Candida auris在护理院居民的皮肤上以及整个大都市地区的克隆性传播。此外，研究还发现大多数ESKAPE病原体（包括肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属）以及其他高优先级病原体（如大肠杆菌、普罗威登斯菌、变形杆菌和摩根菌）在护理院中共享。整合微生物组和临床微生物学数据，研究检测到在被识别为携带这些基因的居民的多个皮肤部位存在碳青霉烯酶基因。

研究通过菌株分辨的宏基因组学揭示了Candida auris和ESKAPE病原体在护理院中的共享和传播。研究表明，护理院居民的皮肤是Candida auris和抗菌素耐药病原体的储存库，并可能是医院感染传播的来源。研究还发现，护理院居民的皮肤上存在广泛的隐性定植，携带有碳青霉烯酶基因的细菌，这种定植可能是持续的或反复出现的，从而对被定植的居民和其他人构成感染和传播的风险。这些发现强调了皮肤作为抗菌素耐药病原体传播的潜在储存库的重要性，并指出护理院在抗菌素耐药性传播中的作用。

03临床意义

这些发现对于临床实践具有重要意义。首先，它们强调了在养老院及类似环境中加强感染控制和耐药性监测的必要性。其次，研究表明，通过如每日抗菌浴等措施减少皮肤上的病原体负担，可以降低医院获得性感染的风险。最后，这些结果提示了皮肤护理和卫生措施在预防耐药病原体传播中的潜在价值。总的来说，这项研究揭示了在养老院环境中，皮肤作为耐药性病原体储存库的角色，以及其在耐药性传播中的重要性，促使我们重新审视护理设施中的感染预防策略。

04实验策略

1. 研究设计与样本采集：从一个具有通气能力的养老院的57名居民中采集样本，重点采集皮肤（趾间、指尖和腹股沟）、鼻腔和肛周部位的样本。采样工作持续三个月，采用深度霰弹枪宏基因组测序进行分析。

2. 基因组测序与数据分析：使用全基因组测序（WGS）和霰弹枪宏基因组学对C. auris及其他病原体进行基因组聚类分析。收集和分析了来自其它七个养老院的公开霰弹枪宏基因组样本，将数据整合以检测细菌菌株的共享。

3. 病原体和耐药基因的检测：整合微生物组和临床微生物学数据，通过读段比对检测居民皮肤多个部位的碳青霉烯酶基因。利用单核苷酸多态性（SNP）分析和平均核苷酸相似性（ANI）网络评估菌株之间的基因组相似性。

05数据解读

图1：从养老院居民中恢复C. auris、ESKAPE和主要细菌MAGs

Figure 1 展示了从养老院居民中采集样本并分析以恢复C. auris、ESKAPE和主要细菌MAGs的研究设计和结果。a. 图示展示了临床研究的设计，包括采样、测序和分析过程。研究使用了NCBI的公开数据库。此图为研究的整体流程提供了可视化的概览。b. 从42名居民的五个指定身体部位在任一时间点采集的样本中恢复的MAGs。图中按行显示恢复的物种。每个点代表一个分析样本，大点表示MAG的恢复。顶部分显示ESKAPE病原体，中间部分显示尿路病原体，底部分显示C. auris和与C. auris丰度相关的共生菌。颜色对应于不同的物种。c. 42名居民中每个物种的相对丰度，面板、颜色和样本顺序与b图对应。条形图未达到相对丰度1，因为仅显示了映射到b图中真菌和细菌物种的读取。为了清晰起见，许多皮肤共生菌未显示。结论：通过从养老院居民采集样本并进行测序分析，研究成功恢复了C. auris、ESKAPE病原体及主要细菌MAGs，并分析了其相对丰度和分布。

图2：养老院居民的皮肤是C. auris、ESKAPE病原体和抗菌素耐药基因的储存库

Figure 2 研究了养老院居民皮肤作为病原体和抗菌素耐药基因储存库的情况，重点分析了C. auris和ESKAPE病原体的存在。a. 为了评估养老院居民皮肤上病原体的存在情况，研究者对居民的皮肤（腹股沟褶皱、指尖、趾缝和腋窝）和鼻腔进行了检测。通过两种方式定义病原体的存在：首先，用星号标记那些从中回收出宏基因组组装基因组（MAGs）的居民；其次，用颜色标记那些基因组覆盖率在至少一个样本中≥50%（深蓝色）或<50%（灰色）的居民。研究发现，如果一个基因组覆盖率≥50%但未产生MAG，则该物种很可能存在。参与者7、32、39和43未显示，因为这些个体的皮肤部位（除肛周皮肤外）未回收出MAGs。b. 为了检测抗菌素耐药基因，研究者在州级登记中报告了三种碳青霉烯酶基因（blaKPC、blaVIM和blaNDM）的历史检测情况，并通过读取比对在皮肤宏基因组中检测这些抗菌素耐药基因。数据展示了每个居民样本中检测到的每种碳青霉烯酶基因，形状对应于每种基因。c. 为了研究MAGs的恢复情况，研究者对18名居民（每个图表顶部标识参与者编号）进行了每月监测，分析了皮肤（腹股沟褶皱、指尖、趾缝和腋窝）和鼻腔的MAGs恢复情况。颜色对应于物种，如图1所示。结论：养老院居民的皮肤是C. auris、ESKAPE病原体和抗菌素耐药基因的重要储存库，且这些病原体和基因在居民皮肤和鼻腔中具有较高的存在率和多样性。

图3：养老院居民的皮肤可能是细菌和真菌菌株共享的潜在储存库

Figure 3 旨在揭示养老院居民皮肤上细菌和真菌菌株的共享情况，分析不同个体之间的菌株相似性。A. 为了分析每种细菌的MAGs（宏基因组装配基因组）之间的相似性，进行了网络分析。每个节点代表一个MAG，节点之间的连线表示成对ANI（平均核苷酸同一性）值≥99.95%。线的长度不具有定量意义，颜色对应不同的个体。结果显示，不同个体之间存在高相似性的MAGs，提示菌株可能在个体之间共享。B. 为了分析54个K. pneumoniae MAGs的进化关系，基于172个翻译的单拷贝标记基因的氨基酸序列进行了系统发育树分析，并整合了与设施中识别的STs（序列类型）匹配的公共K. pneumoniae基因组。树的标签指示MAG的序列类型（ST_），如果MAG无法分型，则使用破折号。标签还包括参与者标识符（Sub）、身体部位（Ic表示腹股沟皱褶，An表示肛周皮肤，N表示鼻孔，Tw表示趾间，Fg表示指尖）和调查周期（1, 2, 3）。没有参与者、身体部位和调查周期标签的树叶代表来自NCBI的分离基因组。结果表明，不同个体和身体部位之间存在菌株共享的可能性。C. 为了分析每种细菌在不同居民之间的共享情况，使用inStrain工具绘制了直方图，显示了样本对之间SNPs（单核苷酸多态性）数量的差异（x轴）和样本对数量（y轴）。结果表明，在≥3名居民之间识别出菌株共享的情况。结论：养老院居民的皮肤可能是细菌和真菌菌株共享的潜在储存库，不同个体之间存在菌株的高相似性和共享现象。

图4：C. auris在养老院居民中的区域传播、个性化多样化和共享

Figure 4 为了研究C. auris在养老院居民中的传播模式，构建了基于SNP位点的系统发育树，分析了不同设施和地理位置的C. auris分离株基因组。通过构建基于SNP位点的系统发育树，分析了C. auris分离株的基因组。点的颜色对应于个体养老院居民或参考基因组的地理位置。样本来自不同设施，包括急性护理医院1（设施A）、长期护理设施1（设施B）、急性护理医院2（设施C）、临床实验室（ACL）和VSNF（本研究中的设施D）。D1表示来自房间1的居民（参与者5、14、15和23），D2表示房间2的居民（参与者2、4、28和48）。用方框标出的标注强调了参与者35，其分离株聚集在一起。星号标记的绿色线条强调了参与者4的样本，其分离株分布在整个树上。三角形标注指向一对室友，他们似乎共享克隆。黑色箭头指向佛罗里达州和马萨诸塞州的分离株。黑色条表示在系统发育树的分支中多个设施的聚集。结论：C. auris在养老院居民中表现出区域传播、个性化多样化和共享的特征，不同设施和房间的居民之间存在克隆的传播和共享现象。

06主要结论

这篇文献研究了在护理院中的多重耐药性真菌病原体Candida auris（C. auris）和ESKAPE细菌病原体的基因组流行病学。研究表明，护理院的居民皮肤上普遍存在C. auris和ESKAPE病原体的克隆传播，并且这些病原体的耐药基因也被广泛检测到。护理院的环境可能成为这些病原体的储存库和传播源，增加了院内感染的风险。此外，通过对美国其他州护理院的公开数据分析，研究还发现这种皮肤病原体株系共享的现象具有普遍性，这表明皮肤可能是抗菌药物耐药病原体的重要额外肠道储存库。

07讨论总结

研究指出，护理院的居民皮肤上存在C. auris和ESKAPE病原体的克隆传播，这提示皮肤可能是这些多重耐药病原体的关键储存库。研究揭示了护理院作为抗菌药物耐药性扩散的潜在驱动因素，强调了这些场所可能在更广泛的医疗保健生态系统中传播耐药病原体的作用。结论部分强调，需要对护理院中的感染预防措施进行改进，以减少耐药病原体的传播风险。未来的研究应结合培养物和宏基因组测序，以进一步评估护理院中共生菌株共享的频率，以及这些菌株在病原体传播中的作用。