在最近发表于《eClinicalMedicine》杂志的一项研究中,研究人员评估了尿路定植、肠道微生物群与反复尿路感染(rUTI)之间的关系。
什么是rUTIs?
据估计,全球有约2.5亿人受到尿路感染(UTI)的影响。在美国,60%的女性和13.7%的男性在其一生中会经历一次UTI。此外,24%的受影响女性在六个月内会经历复发。UTI最常见的原因是尿路致病性大肠杆菌(UPEC)。
在健康人群中,共生的肠道微生物群可以通过调节宿主免疫或通过竞争排斥提供定植抵抗。rUTI中的反复抗菌药物暴露可能增加对UPEC定植的易感性。最近的一项研究发现,患有rUTI的女性肠道微生物组丰富度较低;然而,UPEC在微生物组中的作用以及导致复发的因素仍不清楚。
研究内容
本研究考察了肠道微生物群、尿路定植与rUTI之间的关系。纳入了有症状UTI且尿培养阳性为肠杆菌科的患者。
排除标准包括:有腹腔内装置、尿液中有多种微生物、反复艰难梭菌感染、肠黏膜破坏、怀孕、肠易激综合症和肾结石。不符合临床标准的尿培养也被排除。
通过访谈收集患者的症状、治疗和病史数据。患者在招募时、治疗完成后及治疗后的多个时间点提供尿液和粪便样本。患者在首次复发后继续参与研究。
处理后的粪便样本被接种到特定于患者鉴定出的耐药菌的选择性琼脂上。提取宏基因组DNA以准备测序文库。
文库被混合并测序至五百万读长,结果读长去除接头并去除了人类污染。还进行了抗菌敏感性测试(AST)。
使用Firth偏减少逻辑回归评估抗药性与尿路定植之间的关联。如果从样本中恢复相同的E. coli谱系或所有样本分离株属于同一谱系,则将UTI发作分类为UPEC定植。使用单变量和多变量统计模型探讨尿路病原体定植与rUTI风险之间的关系。
研究发现
研究共纳入125名患者,其中47人在六个月内经历了rUTI。12名患者经历了第二次复发,7名患者经历了第三次复发。
约93%的研究参与者为女性,约93%的UTI发作由E. coli引起。中位随访时间为155天。约5%的患者在入组时住院。浑浊尿液和排尿时疼痛/灼热是最常见的症状。
硝呋妥因、头孢菌素和青霉素是最常用的治疗UTI的药物。总共对106名患者的644份粪便样本进行了测序,其中331份和313份分别来自有复发和无复发的患者。
入组样本与另一项研究中发表的rUTI样本一起归类为“UTI”。健康成人的样本用于比较。
UTI样本的物种丰富度低于健康样本。此外,健康样本和UTI样本之间的物种水平微生物组成没有显著差异。
11种属水平的肠道菌群在健康样本和UTI样本之间丰度不同,其中9种在UTI样本中耗竭。UTI样本中抗药性基因的丰度显著更高。
比较首次UTI发作时的肠道微生物组,以探索rUTI和非rUTI样本之间的差异。该分析未发现这些组之间的Shannon多样性和丰富度有任何差异。
此外,在治疗期间物种丰富度较低,但在治疗后7到14天显著增加。此时,尿路定植患者的肠道微生物组也与非定植患者的肠道微生物组不同。
在其他时间点,肠道微生物组的分类结构没有差异。Paraprevotella xylaniphila和E. coli是唯一在尿路定植患者中显著富集的肠道菌群。
尿路定植谱系的胃肠道E. coli对23种测试药物中的11种表现出抗药性,并且具有较高的AST评分。对于尿路定植谱系的相应尿液分离株,AST评分并未升高。
结论
目前的研究未发现与rUTI相关的特定或独立的临床特征。尽管UTI患者的肠道微生物组与健康个体不同,但UTI患者与无复发的患者之间肠道微生物组组成没有显著差异。
此外,尿路定植患者在治疗后的时间点表现出更高的E. coli丰度。尿路定植还与胃肠道分离株的更大抗药性相关,但与尿液分离株无关。
总体而言,研究结果表明,UPEC的交叉栖息可能是rUTI的重要机制。因此,在治疗和开发新疗法时应考虑肠道和尿路中的UPEC群体。
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