遗传评估大肠杆菌菌株孤立的从无症状神经源性膀胱的孩子

文摘

本研究进行了描述的遗传资料大肠杆菌在无症状的小儿神经源性膀胱。大肠杆菌孤立的从25 80份尿液样本。患者被排除在外,如果他们提出用抗生素治疗症状性尿路感染或接收前三个月。多重PCR进行确定大肠杆菌phylotype (A、B1、B2和D)和七的存在致病性岛(PAIs)和10 (VFs)毒力因素。大肠杆菌菌株B1和B2 phylotype主要是,很少有或D phylotype菌株。的派斯四世_536年,,患病率最高,分别为76%,64%,和48%。派斯二世_536年,,普遍较低:28%、20%和24%,分别。最普遍的VF增值税(40%),而最普遍的VFs国家林业局(8%)和宫内厅(12%)。所有的菌株VFfyuA在uropathogenic,这是非常普遍的大肠杆菌(UPEC)。的遗传资料大肠杆菌在这群似乎更类似于UPEC共生体大肠杆菌。然而,他们似乎降低了毒性的潜力,让他们开拓无症状地。

1。介绍

小儿神经源性膀胱功能障碍是一种慢性疾病最常见的引起neurospinal闭合不全。神经性膀胱功能障碍不能治愈,需要一生的护理管理症状和保持健康。这些患者通常处理清洁间歇导管(CIC)减少不安全的风险,确保足够的膀胱排空膀胱压力。患者执行中投神经性膀胱功能障碍常常伴有慢性细菌殖民化,也称为无症状菌尿(1,2]。慢性无症状的殖民不需要抗生素治疗。然而,有症状的尿路感染(尿)可以导致肾瘢痕,慢性肾脏疾病,高血压,或在孕期并发症(3- - - - - -6]。由于过度使用抗生素是与增加耐药细菌,区分需要治疗症状性感染慢性殖民有重要意义。

而大肠杆菌(大肠杆菌)是普遍的在人体内的共生有机体,它也是extraintestinal疾病的最常见原因,包括尿路(7]。大肠杆菌可以分为三种类型:共生体,致病性小肠或致病性extraintestinal [8]。许多调查定义共生体和uropathogenic之间的遗传差异大肠杆菌(UPEC) [9- - - - - -16]。系统的分类大肠杆菌展示了四个主要组(A、B1、B2和D),每一种都有独特的面板的基因特征的进化模式。B2组和D是比例高致病性样本,而团体和B1发现以更高的利率在同桌的样品(17,18]。

毒力因子(VF)基因编码的蛋白质丰富等结合上皮细胞表面,胶囊合成、毒素和铁收购/利用系统(8,13- - - - - -15]。他们影响的致病性大肠杆菌。同桌的大肠杆菌缺乏发现的致病因素UPEC [18]。然而尿路症状可能发生在患者长期无症状大肠杆菌没有毒性的变化因素概要文件(19]。遗传研究表明,VF基因倾向于集群内致病性岛屿(《)大肠杆菌染色体。《在细菌基因组DNA片段编码一个或多个VFs和可能存在的细菌染色体或质粒(20.]。

描述的应变和致病性大肠杆菌神经性膀胱功能障碍患儿的尿中出现的可能帮助临床医生了解在何种情况下这些患者更有可能体验到尿路症状。此外,如果一个人可以确定哪些VFs良性大肠杆菌殖民,可以开发新的治疗策略植入共生细菌进入膀胱可能减轻未来感染症状(21- - - - - -23]。我们假设大肠杆菌建立了长期殖民没有引起的膀胱感染症状将展示独特的不同于UPEC VFs的遗传特征。

2。材料和方法

2.1。患者人群

鉴定尿样收集从80年无症状小儿神经源性膀胱患者在威斯康辛大学和威斯康辛儿童医院从2011年1月到2012年7月。收集尿液样本作为患者的标准治疗的一部分,这一部分尿液样本用于这项研究。机构审查委员会(IRB)豁免批准在威斯康辛大学和威斯康辛州的儿童医院。来自患者的样本,不到18岁,有神经性膀胱功能障碍需要中投。患者包括即使他们之前尿路手术包括膀胱扩张,输尿管reimplant和/或Mitrofanoff过程。因此,一些病人乳胶每尿道和一些乳胶Mitrofanoff通道。乳胶过敏病人或家长收集的尿液样本无菌无乳胶导尿管,洗手后,乳胶和含酒精的洗手液孔。样本收集基于包含/排除标准以及临床需要收集尿液;队列描述结果,是一个子集的神经性膀胱功能障碍患者的两个参与医院的集合。

样品只有获得临床病史的患者无症状菌尿,这被定义为至少两个串行尿培养阳性细菌生长,没有相关的临床症状。患者被排除在外,如果他们已经有症状的泌尿道感染的一天访问或如果他们接受治疗泌尿道感染的抗生素前三个月(根据父母的自我报告)。大肠杆菌被隔离的25 80份尿液样本,并进一步分析了隔离的遗传因素。

2.2。的决心大肠杆菌Phylotypes、《和VF的基因

个人大肠杆菌菌株被分离从尿液样本连续镀伊红美蓝琼脂和Chromagar。样本检查为主要形态(表明遗传相似性)和孤立的基于形态不同的殖民地。殖民地亚文化在胰蛋白示肉汤24小时37°C到提供足够的细菌DNA的准备。从每个菌株基因组DNA制备超净微生物DNA隔离设备(莫生物实验室,Inc .)。多重PCR用于确定phylotype (A、B1、B2和D)和七派斯和10 VFs adhesin、毒性、autotransport和铁收购/利用率。《国家包括大肠杆菌536 (2_536年第三,_536年第四,_536年),CFT073 (和)和J96 (和)。铁收购/吸收VF基因测试iutA,iroNec,fyuA,坐。adhesin VF的基因啊哈和国家林业局。最后,VF基因研究包括在内宫内厅,hlyA,cnf1毒素和增值税autotransport。

3所示。结果

的患病率,B1, B2,和D phylotypes在这些样本提出了表1。相比较而言,普遍存在的大肠杆菌phylotypes识别在其他已发表的研究也包含在每个表中。这些先前的研究调查大肠杆菌在小儿神经性膀胱功能障碍24),共餐的大肠杆菌压力(10,12,13,25),而大肠杆菌从有症状的尿10,11]。菌株在当前研究的另一项研究相似大肠杆菌殖民小儿神经源性膀胱患者的尿液24]。

进一步描述大肠杆菌压力是由决定派斯出现在隔离的类型。七派斯的流行菌株中提出了表2相比其他已发表的研究。一个独特的这项研究结果是,20%的菌株进行派,没有同桌的和其他研究UPEC菌株。

每一个大肠杆菌隔离在这项研究中详细描述了确定个人VF基因的存在。表3提出了数据10 VF基因在我们的研究人群的患病率比较共生体和UPEC菌株在其他已发表的研究发现。

4所示。讨论

神经性膀胱功能障碍的孩子往往无症状大肠杆菌殖民的膀胱。我们当前的研究进行定义的潜在遗传特性可能影响稳定的无症状的细菌殖民化不会引起泌尿道感染症状。此处描述系统发生的群体的比例是否提供一个初步评估大肠杆菌更类似于uropathogenic (B2和D)或共生的菌株(B1) (25]。B2 phylotype是最常见的在这个示例和类似的患病率在UPEC菌株。B1 phylotype是第二个最普遍,更典型的共生的压力。低比例的菌株或D phylotype。有趣的是,比例的所有四个phylotypes相媲美的另一项研究报道大肠杆菌孤立的从无症状小儿神经源性膀胱患者(24]。看来,在大肠杆菌能够长期的膀胱殖民,许多有phylotype类似UPEC和同桌的压力。因为VFs和派斯有能力水平之间的转移大肠杆菌(26),可以推测大肠杆菌在我们的研究可能会从共生体和UPEC菌株。

毒力基因在染色体区域集群称为《国家。我们筛选了大肠杆菌隔离在这项研究中使用标记7个不同的国家。最常见的派斯四世_536年和,紧随其后的是。这些结果暗示隔离从稳定殖民膀胱的神经源性膀胱患儿更类似于UPEC共生体大肠杆菌。这些菌株致病因素可能有助于实现优惠殖民在典型的共生体大肠杆菌菌株。

更详细的评价菌株的个体VF基因的存在与否也执行。基因负责坚持宿主细胞毒素生产、收购和铁/吸收包括在内。有一个流行的菌株增加阿发基因,参与合成afimbrial丰富。可能这可能有利于长期膀胱殖民,但不如有毛缘的毒性大肠杆菌。菌株的频率与溶血素基因(hlyA)和细胞毒性坏死(cnf1)毒素低于观察UPEC菌株。我们观察到基因导致铁利用率(iutA和iroNec)和铁吸收(fyuA)较弱的病人比UPEC菌株。VFs和《国家的损失可能会减弱毒性UPEC [14]。然而,重要的是要注意,VF的分析大肠杆菌是一个复杂的主题,产生了变量的效果在致病性文学。这样,当然是需要更多的研究来进一步阐明变化的范围大肠杆菌毒性在这个独特的患者人群。

本研究的局限性,将改善未来的研究的基础。样本鉴定达到IRB豁免;然而这个有限的能力相关研究结果与膀胱扩张等各种不同的临床参数和nonaugmentation,中投公司/尿道与Mitrofanoff频道,上呼吸道状态或肾疤痕。这也限制了能力的病人长期尿路症状的发展。也许有些病人会开发出一种症状感染样本收集后不久,他们一直紧随其后。没有串行尿液收集随着时间的推移,我们不能评估病人多长时间目前的压力大肠杆菌(细菌运输时间)或的确证实,所有患者无症状菌尿。然而,样本选择在本群只包括无症状菌尿的患者收集也无症状的一天。由于这个示例收集策略,我们还依靠父母的自我报告暴露于抗生素的前三个月。最后,这是一个试点研究,样本大小不允许进行进一步的统计评估来确定观察到的差异显著。

VF的流行的基因不同于那些Schlager)等人报道,可能反映了患者临床特点的差异,暴露于抗生素,或者地理分布(24]。大肠杆菌可能不同菌株在不同地理区域的美国就像耐药性变化。也有巨大的多样性大肠杆菌种可能导致差异在我们的病人相比,其他的研究(12]。未来的研究有必要比较的结果无症状大肠杆菌殖民,症状大肠杆菌殖民在一个更大的人口小儿神经性膀胱功能障碍的患者。

这里给出的结果提供洞察的遗传特征大肠杆菌菌株在膀胱的神经源性膀胱患儿。我们对这些孤立的分析表明,大肠杆菌在无症状的小儿神经源性膀胱患者UPEC菌株在某些方面非常相似。然而,他们可能是减毒的方式,允许他们开拓无症状地。一个区别UPEC菌株是一个更高频率的菌株与生产能力afimbrial丰富,这可能导致长期无症状膀胱殖民。菌株的研究也较低比例的菌株携带基因毒素生产和铁收购/吸收。较低的生产能力毒素和利用铁可以降低急性这些菌株的致病性。这可能与降低上呼吸道感染和炎症性肾盂肾炎的后遗症。更多的研究需要更多的隔离证实这项发现,并提供选择的遗传基础大肠杆菌应变可以用来故意殖民神经性膀胱功能障碍的发病率减少易感病人尿路症状(21- - - - - -23]。前调查人员提出,无毒尿道的细菌的增长可能防止入侵,可能更致命的,细菌(1,27]。本研究有助于与进一步的遗传证据前提选择人口长期殖民神经性膀胱功能障碍的孩子。

5。结论

我们的数据支持的证据表明,神经源性膀胱的孩子往往长期无症状大肠杆菌殖民的膀胱。毒性的遗传模式(如由PAIs)似乎更类似于UPEC共生体大肠杆菌。然而,这些大肠杆菌菌株可能适应的方式,可以实现无症状的殖民。一个区别UPEC菌株是一个更高频率的菌株与生产能力afimbrial丰富,这是一个合理的机制来支持长期的殖民。也有较低比例的VF基因毒素生产和铁收购/吸收,这可能会让这些菌株致病性。这个数据证据有助于选择毒性较小大肠杆菌应变可以用来故意在小儿神经源性膀胱可防止尿路症状造成的细菌毒力更强。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

引用

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