难治性幽门螺杆菌感染患者胃肠道菌群失调的综合表征及其多重耐药机制研究
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时间:2025年10月01日
来源:mSystems 4.6
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本综述系统揭示了难治性幽门螺杆菌(H. pylori)感染者因反复抗生素治疗导致的胃肠道菌群(Microbiota)生态失衡,通过16S rRNA测序技术发现其胃黏膜和肠道菌群多样性显著降低,病原菌(如Pseudomonas、Burkholderia)富集而有益菌(Bifidobacterium、Roseburia)耗竭。研究进一步阐明不同抗生素耐药模式(如左氧氟沙星Levofloxacin、克拉霉素Clarithromycin耐药)与特定微生物标志物(如Veillonella、Micromonospora)的关联,为优化一线治疗方案及菌群调控策略提供关键依据。
引言
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)感染全球近半数人口,是慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌的关键病因。标准治疗方案依赖质子泵抑制剂(PPI)联合抗生素(如克拉霉素、阿莫西林或甲硝唑),但抗生素耐药性上升导致治疗失败率增加。难治性H. pylori感染定义为至少两次标准方案根除失败,其反复抗生素暴露对胃肠道菌群的长期影响尚未明确。本研究通过16S rRNA测序技术,系统分析难治性感染者胃黏膜和肠道菌群的结构与功能变化,并探索不同耐药模式下的微生物特征。
材料与方法
研究纳入116例患者,分为初治感染组(Group S,32例)和难治组(Group F,84例)。难治组患者均经历≥2次根除失败,且停药≥6个月。采集胃黏膜活检和粪便样本,提取DNA后扩增16S rRNA基因V3–V4区,使用Illumina NovaSeq平台测序。生物信息学分析通过QIIME2和UPARSE流程进行,包括OTU聚类、多样性评估(Chao1、Shannon、Sobs指数)、β多样性(Bray-Curtis、Weighted UniFrac距离)以及差异菌群分析(MaAsLin2和Wilcoxon检验)。抗生素药敏试验采用E-test法和Kirby-Bauer法。
结果
难治组中抗生素耐药率分别为:甲硝唑96.55%、克拉霉素77.59%、左氧氟沙星56.90%、利福平5.17%、四环素1.72%,阿莫西林和呋喃唑酮均为0%。双重和多重耐药率分别为27.59%和55.17%,最常见耐药模式为左氧氟沙星+克拉霉素+甲硝唑三重耐药(48.28%)。
难治组胃黏膜菌群α多样性显著降低(Chao1、Shannon、Sobs指数均P<0.001),β多样性显示明显分离(PERMANOVA, P=0.001)。门水平上,难治组变形菌门(Proteobacteria)占比高达63.94%,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)减少但F/B比值升高。属水平上,难治组Burkholderia–Caballeronia–Paraburkholderia(25.87%)和Pseudomonas(21.39%)显著富集,而有益菌如Prevotella、Ruminococcus和Bifidobacterium耗竭。功能预测显示难治组β-内酰胺耐药通路(ko00312)富集。共现网络分析揭示难治组菌群互作减少,Helicobacter与Streptococcus呈正相关,而与Lactobacillus等负相关关系消失。
左氧氟沙星耐药组(Lev_R)Chao1和Sobs指数较高但Shannon指数较低,β多样性无显著分离。Lev_R组Veillonella和Actinobacillus相对丰度显著升高。
克拉霉素耐药组(Cla_R)Chao1和Sobs指数更高,但β多样性无差异。Cla_R组Micromonospora丰度显著增加。
多重耐药组(Multi_R)与单药耐药组(Sig_R)在α和β多样性上无显著差异,但Multi_R组Micromonospora、Veillonella和Peptostreptococcus富集,Dehalobacterium减少。
难治组肠道菌群Chao1和Sobs指数降低,β多样性显示结构改变。门水平上厚壁菌门和拟杆菌门占主导,但难治组链球菌属(Streptococcus)和肠杆菌属(Enterobacter)富集,而拟杆菌属(Bacteroides)和普雷沃菌属(Prevotella)耗竭。
讨论
反复抗生素治疗导致难治性H. pylori感染者胃肠道菌群持续失调,表现为多样性下降、机会病原菌(如Burkholderia、Pseudomonas、Streptococcus)扩增和有益菌(如Bifidobacterium、Roseburia、Blautia)减少。耐药模式塑造特定微生物特征:左氧氟沙星耐药与Veillonella富集相关,克拉霉素耐药与Micromonospora升高相关,多重耐药则伴随Peptostreptococcus增加。这些细菌可能通过抗生素压力选择或生态位竞争促进耐药性发展。功能上,β-内酰胺耐药通路富集提示菌群耐药潜能增强。肠道菌群紊乱体现为SCFA产生菌(Bacteroides)减少和病原菌增殖,可能影响全身免疫与代谢稳态。
结论
难治性H. pylori感染导致胃肠道菌群多样性丧失、益生菌耗竭和病原菌富集,且不同抗生素耐药模式对应特异性微生物标志物。优化一线方案以避免重复治疗、辅助益生菌干预或针对耐药相关菌群的调控策略,可能是改善难治感染管理的重要方向。
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